兰亭高粘度改性沥青的特点及施工工艺

1、兰亭高粘度改性沥青的特点及施工工艺兰亭高粘沥青其实与SBS改性沥青的施工工艺，没有很大的区 别，全部用他们的现有的设施就可以，把搅拌、摊铺、碾压的温度略 为提高一点就可以的（提高510C）一种好的材料，重在性能好，而其施工应用简单易行，也是一种 优点。高粘度沥青的60C粘度比通常用的SBS改性沥青高得多，虽然 仍有较好的施工性能，但在同样的高温下，毕竟粘度也稍微高一些， 因而需要把施工温度略为提高一点。桥面的沥青铺装层为什么要用高粘度沥青，因为水泥桥面是刚性 的，较为柔软的铺装层在高温和重载的条件下，很容易产生剪切流动 变形，形成车辙等病害。高粘度沥青面层，不仅模量大，强度高，而 低温柔性仍然

2、很好，很适宜于桥面铺装。另外，界面处理必须注意。桥面铺装中，这是又一个重要问题。首先，建议必须拉毛。拉毛可以成倍提高抗剪、抗拉拔能力。最好是用我们的界面沥青。如果在河北生产界面沥青有困难，那末就 热喷高粘度改性沥青。热喷界面沥青或高粘度改性沥青的温度为185 190C，数量为11.2kg/。碎石洒布量为56kg/m2，碎石切忌 重叠。如果热喷设备有困难，准备用沥青乳液，则建议用乳化SBS改性 沥青。根据当地的情况和配套条件（例如设备条件），明细的施工方案 可以与SBS改性沥青相同。1.1兰亭高粘度改性沥青技术性能见表1表1兰亭高粘度改性沥青技术指标要求试验项目单位试验数值技术要求试验方法针入度

3、 25C，100g，5s0.1mm5045 60T0604-2000针入度指数PI0实测T0604-2000延度 5C， 5cm/minCm3030T0605-1993软化点Tr&r R&BC80.075T0606-2000动力粘度60CPa.s4150040000T0625-2000运动粘度135CPa.s2.250230T0611-1993溶解度%99.7699T0607-1993弹性恢复25C%8975T0662-2000贮存稳定性离析，48h软化 点差C0.62.5T0661-2000rtfot后残留物质量变化%0.0665T0604-2000延度 5C， 5cm/minCm2520T

4、0605-1993SHRP性能等级/PG82-22PG82-22/由表1可见，兰亭高粘度改性沥青的最大特点是60C粘度上万 Pa.s。沥青的粘度实质是沥青内部分子间阻止相对位移的能力的度量， 粘度大的沥青，分子之间不易发生位移，沥青就不易变形，也就是沥 青具有较大的劲度。预示了沥青作为粘结料把松散的集料粘结成整体 后，在外力作用下，集料之间不易产生位移，具有较大的强度和抗剪 切流动变形能力。沥青的粘结力随温度的升高而降低，盛夏季节沥青 路面在车辆荷载作用下，容易发生永久变形，形成车辙、推挤，致使 道路的使用性能锐减，对交通安全引起威胁。许多地区夏季沥青路面 的最高温度往往会达到或超过60C，这

5、是造成路面变形的危险温度。 因此，沥青的抗高温变形能力可以用60C粘度来表征。从表1中可以看到：这种改性沥青不仅是60C粘度高、软化点 高，抗高温、重载的能力强，同时5C延度也大，表明这种结合料同 时具有优良的低温柔软性，用以抵御低温缩裂和弯曲形变疲劳裂缝的 产生。沥青与集料的粘附力主要由范德华力，离子作用力和机械结合力 （高温沥青渗入矿料表面微孔冷却后形成）等构成，沥青的高粘度强 化了机械结合力，因此提高了对于集料的粘结能力，提升了沥青抗水 害的性能。从表1中可以看出，虽然这种沥青的60C粘度很高，但135C的 运动粘度仍在3Pa.s以下，表明仍有良好的和易性和施工碾压性能。兰亭高粘度改性沥

6、青的弹性恢复达95%，老化后5C延度还有 20cm，证明抗疲劳和抗老化能力都很优良。上述分析说明，这种高 性能的沥青结合料，各项路用品质上乘，兼具良好的施工性。1.2兰亭高粘度沥青混合料的主要技术性能鉴于兰亭高粘度改性沥青优良的技术性能，其混合料的品质也相 应提升。在杭州湾跨海大桥铺装体系研究中，表面层SMA13沥青混 合料的主要性能指标和试验实测值分别为：（1）车辙试验动稳定度DS：（试验条件：60C，0.7Mpa）桥面铺装设计要求:N3500 次/mm；试验实测10000 次/mm证明该混合料具有优良的抗高温剪切变形能力浸水马歇尔试验：马歇尔稳定度11.21KN，浸水马歇尔稳定度10.27

7、KN,残留稳定度MS091.6%，设计要求残留稳定度N85%。可见混合料具有良好的水稳定性。所用集料为玄武岩，未外掺抗 剥离剂等物质，证明高粘度有效地提高了沥青的粘结力。低温抗裂性检验：-10C的小梁弯曲试验结果为：抗弯拉强度8.93Mpa，破坏应变3685.5匹，破坏劲度模量 2424Mpa。设计要求破坏应变N2500匹。表明混合料具有良好的低温抗裂 性。沥青路面病害的现象众多，外因是自然条件和交通条件，人为因 素有设计的、材料的、施工的。就材料而言，沥青的性质优劣起着主 要的作用。防止或延缓路面产生病害，对于沥青的要求主要是抗高温 变形、抗低温脆裂、抗水害松散能力，兼具优良的耐老化、抗疲劳

8、性 能。只有全面地改善这些性能，才能保证沥青路面良好的使用性能并 保持较长的使用寿命。然而事实上沥青的组份复杂、性能多变，即使 通过一些改良措施，往往会留下某些方面的欠缺，为早期病害的发生 留下隐患。兰亭高粘度改性沥青在突出提升抗高温流变能力的同时， 全面提高了各项技术性能。杭州湾跨海大桥铺装层的质量印证了兰亭 高粘度技术性能全面优良的技术特征。2、兰亭高粘度改性沥青在高等级路面中应用的适应性。随着社会的技术进步，道路的建设质量日益提高，但同时交通条 件也在变化中：交通量的增大，重载车的增多，车速的提高等，均从 不同角度加速了沥青路面早期病害的发生。2.1沥青路面常见的损坏类型沥青路面常见的损

9、坏分为裂缝、变形、松散和其他损坏四类。2.1.1裂缝类沥青路面的裂缝可分为纵向裂缝、横向裂缝、龟裂和块裂。（1）纵向裂缝：平行于道路中心线。通常认为，路基的不均匀沉降、不良的施工搭接或过大的荷载是纵向裂缝的主要原因。（2）横向裂缝：垂直于道路中心线。主要成因是温度变化、反射裂缝和施工接缝。半刚性基层的沥青路面，大部分因反射而裂缝。（3）龟裂：龟纹状的裂缝，常拌有沉陷现象。龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳损坏。（4）块裂：一种近似矩形裂块的交错裂缝，是纵向裂缝、横向裂缝逐渐加密的结果。2.1.2变形类主要现象是沉陷、车辙和推挤（1）沉陷：指路面的局部凹陷。由基层或路基的局部压实度不足所造成。

10、（2）车辙：在轮迹带上出现的狭长形凹槽。两侧没有隆起的是结构性车辙，或由于路面压实度不足通车后继续压密造成的车辙；两侧出现隆起现象的为流动性车辙。（3）推挤：交叉路口、匝道进出口等处，因经常刹车或启动， 使路面承受很大的水平剪力，产生搓板状的推挤变形。2.1.3松散松散是一种水损害。沥青在水的作用下逐渐丧失了与矿料的粘结 力，从矿料表面脱落。失去了沥青的粘结，就造成了矿料的松散。松散现象有两类：（1）传统的松散病害由路表发生。路表矿料松散后在车辆作用 下散失，形成坑槽。雨天，坑槽会迅速扩大并深化。（2）内部松散：这是一种新的松散现象，发生于中、下面层。 这种现象广泛地存在于高速路上。由于路面的

11、空隙率较大，水在高速 车辆动水压力作用下，把中下面层混合料的沥青从矿料表面剥离，使 矿料松散，严重时发展成为坑洞。2.1.4其他损害类：如泛油、磨光等。2.2国内高等级沥青路面目前的主要病害形式及其预防措施。国内高等级沥青路面早期病害的主要形式是流动性变形车辙和 水损害引起的内部松散。2.2.1流动性变形车辙按发达国家的统计，因车辙而进行的路面维修占到路面维修量的 80%。国内的情况也差不多，车辙病害非常普遍地存在。由基层及路基变形引起的车辙属结构性车辙。因为国内的沥青路 面，基层多为半刚性，抗压模量较大，结构性车辙不易发生。磨损性 车辙国内几乎没有，因为我国不用埋钉轮胎。由于路面压实度不足，

12、 在行车作用下，继续压密也会形成车辙，但这种变形到一定程度会逐 渐停止。国内普遍存在的是高温季节重载作用下的混合料流动变形车 辙，尤其是强基薄面的结构设计，加剧了剪切流动变形。有鉴于此， 很多国内沥青路面工程对沥青的高温性能提高了要求。或选用较低标 号的沥青或对改性沥青的软化点提高一个档次。应该说这些措施收到 了一定的成效，然而实践证明效果还不够显著，车辙现象仍然较为严 重地存在。限于我国气候条件较为恶劣的现实条件，冬夏温差大，偏 重了高温惟恐轻待了低温，普通沥青的高低温性能，存在着此起彼落 的倾向，对普通沥青或一般的改性沥青过份地提出单方面的要求是不 现实的。要显著地改变普遍存在的车辙现象，

13、必须找到一种具有足够 抗高温流变能力，同时不损害甚至同步改善其他性能的沥青。上一节 的分析明确显示，兰亭高粘度改性沥青的品质在突出提升抗高温能力 的前提下兼具全面优良的特征。作为一种值得优选的路面材料，应能 为消除国内普遍存在的车辙现象作出有效的贡献。2.2.2松散松散由水损害引起。传统的松散发生于表面，松散的发展形成坑 槽，坑槽严重影响行车的舒适性，而且由于车轮的冲击，会加速坑槽 的扩大，特别是雨天更加快了坑槽的发展。道路管理部门有“坑槽不 过三”的说法，就是不能过三天，必须及时修铺。大面积的表面松散 需要及时的采取罩面养护等措施。行车的高速化，催生了一种新的松散现象，即沥青路面的内部松 散

14、，存在于中下面层中，相当普遍，由于损害路面结构，危害更严重， 所以更应重视。由于路面设计或路面施工的多种原因，致使路面空隙率过大，路 面水在行车动水压的作用下，透过空隙反复冲刷混合料，水侵入沥青 膜与集料之间，沥青膜从矿料表面剥离成为自由沥青。由于沥青的密 度略小于水，在轮胎驶过空隙口瞬间形成的负压作用下，自由沥青就 逐渐由下向上迁移，导致中下面层的大量集料裸露，形成内部松散； 上面层空隙中塞满了自由沥青，乃至上溢泛油。其后果是：严重的沥 青迁移，使路面损坏形成坑洞；较轻微的情况是在部分自由沥青堵塞 了表面层空隙后，路面透水能力降低使沥青迁移不再继续，但路面中、 下面层已存在一定程度的松散，给

15、路面的整体性造成了损失，强度降 低，特别是抗剪强度锐减，为多种路面病害的发生埋下了祸根，比之 于表面松散，后果更为严重。采用兰亭高粘度改性沥青，其混合料路面可有效提高抗水害能 力，原因主要有两方面：（1）兰亭高粘度沥青与集料表面的机械粘附 力大；（2）在混合料配合比设计时，沥青用量可选取马歇尔试验最佳 沥青用量的上限甚至可酌情再略予放宽，只要抗高温变形的能力足 够，沥青用量多一点，沥青膜厚一点，不但低温抗裂性能够增强，更 重要的是压实度可以提高，空隙率减小。路面空隙率小，水不易侵入， 防止了水对于中下面层及基层的损害；同时提高了面层的强度；减小 了光和空气对于沥青的老化作用。空隙率是沥青路面建

16、设质量的一个 非常重要的因素。杭州湾跨海大桥采用兰亭高粘度改性沥青为路面结 合料，混合料的浸水马歇尔残留稳定度达91.6%，表明沥青对集料的 粘结力强。路面压实度接近甚至高于100%，空隙率仅为4%左右， 证明桥面铺装必将表现出非常优秀的抗水害能力。以上仅针对国内沥青路面目前普遍存在的两种主要病害，粗略分 析了兰亭高粘度改性沥青对于防止或延缓车辙和水损害的作用，其 实，采用兰亭高粘度改性沥青对于避免沥青路面所有病害的发生都是 有利的。这里不再一一赞述。3、广泛应用兰亭高粘度改性沥青，把路面建设质量提高到新水 平。杭州湾跨海大桥建成通车已整整一年，国内各地服务于道路建设 的专家多已慕名莅临参观考

17、察，在领略大桥雄姿的同时，也深为桥面 铺装的质量而叹服。预期兰亭高粘度改性沥青在杭州湾跨海大桥沥青 铺装层中的成功应用将成为一盏明灯，照亮国内所有的高等级沥青路 面建设工程。兰亭高粘度改性沥青的路用性能全面优良，应在道路工程中广泛 地推广应用。针对业内可能存在的一些认识问题，在这里再作几点说 明：（1）必要性日本应用高粘度改性沥青较多，一是因为日本排水性路面铺设得 多，排水性路面要求沥青混合料必须具备较强的抗车辙变形、抗水剥 落、抗老化等能力；二是强调桥面铺装必须用高粘度改性沥青，因为 桥面铺装层在刚性的基层上，而且厚度小，在车辆荷载作用下，高温 季节极易发生流动性剪切变形。发达国家对于非排水

18、性的高等级路 面，一般未强调采用高粘度沥青的要求，原因是他们多采用柔性基层， 而且面层的厚度较大，面层发生流动性变形的可能性小。我国的情况 不同，沥青路面多按强基薄面的原则设计，采用的是半刚性基层，而 且气候条件较为恶劣，重载超载车又多，流动性剪切变形非常容易发 生。因此，在普通的高速公路沥青面层中，也有必要采用兰亭高粘度 改性沥青。（2）经济性国外高粘度沥青的价格成倍高于普通改性沥青，同时柔性基层上 的面层不易发生流动性变形，因此发达国家的普通高速路上一般未采 用高粘度沥青。我国的情况不同，在杭州湾跨海大桥中所用的兰亭高 粘度改性沥青各项技术性能达到并超过日本高粘度沥青的要求（低温 延度远优于日本产品），但价格仅仅略高于普通SBS改性沥青，不到 日本高粘度沥青售价的一半。从工程造价角度讲，能接受SBS改性 沥青也就可以接受高粘度改性沥青。（3）施工性业内有人担心：应用高粘度改性沥青在混合料拌和时是否