曲恒辉 赵佃宝 张圣涛 朱辉 高原
齐鲁交通材料技术开发有限公司 山东济南 250014
摘要:公路工程建设过程中普遍使用SBS改性沥青,废旧沥青数量明显增加,需要做好技术研究分析工作,提高改性沥青材料使用效率。文中以公路工程改性沥青技术为着手点,探讨废旧SBS改性沥青施工技术要点。
关键词:公路工程;SBS改性沥青;施工技术
我国原油大多数为石蜡基原油,生产出的沥青含蜡高、耐久性差,当沥青作为路面材料时表现出来主要缺点是感温性强,低温时容易变脆开裂,高温时沥青本身粘度降低,在高温和紫外线情况下老化现象严重,难以在高等级公路上使用;随着我国经济的发展带来交通需求量的迅速增加,车辆重载、车辆大型化以及我国南北冬夏温差大等因素,对沥青路面的抗低温开裂性、高温稳定性、使用寿命等要求标准在不断提高,普通道路沥青难以满足要求。
1、改性沥青技术
改性沥青是指将通过适当的加工手段向基质沥青中添加改性剂而形成的混合物。改性沥青通常是在基质沥青中添加橡胶、橡胶粉、高分子聚合物等添加剂,使用加氧氧化的方法,提升沥青混合料的性能。改性的主要目的是提高沥青的抗低温开裂性能、高温路用性能,提高其抗疲劳、抗车辙、抗老化性能。通常将改性材料融入到沥青中,与沥青内部组分发生反应,或者互相融合在一起,从而提高沥青的路面性能。沥青的改性目的在于提高沥青混合料的高温抗形变性能,并保持其他它温度下对沥青的特性不受影响。低温抗裂性能强、良好的高温稳定性、抗反射裂缝性能好,粘结力及抗水损害能力强、使用寿命长,这些都是改性沥青非常好的特点。因此大力推广改性沥青是符合我国国情的,并且改性沥青在未来的发展潜力是不可估量的。
为满足公路路况的需要,国内开发了辽河90号、大庆、燕山、茂名70号等沥青产品,通过国家各地区的大量的技术研究,在公路上使用了不同等级的沥青面层,攻克了沥青在温度较高时候的稳定性问题。由于当时国内经济发展条件所限,沥青中低温时候的延度特别低,而且石蜡占得比重特别高,沥青组分中轻组分的含量不断降低,路面的承载能力和低温抗开裂性能也逐步降低,沥青面层开裂,道路坑洼等问题上升为沥青路面新的问题。通过行车实践表明,由于交通重载率提高的影响,即使采用品质优异的的进口标准沥青,流动性车辙等诸多问题仍然会出现。重交通路面热稳性的问题不能简单的通过这使用符合重交通标准的沥青,要想有效的解决此问题引起大家深思,加快改性沥青实验室研发和工程应用也在这时很快的引起了大家的共识。实践表明,改性沥青是当今道路不可或缺的原材料,对于改性沥青也有了初步的认识,进一步研究将会为未来道路建设带来更大的收益。
2、公路工程废旧SBS改性沥青施工技术
2.1 再生沥青技术分类
沥青旧料再生技术就是将原有沥青旧料中的可利用成分提取出来,然后在其中加入再生剂、新的沥青材料等,以不同的方式对其进行加工,使旧材料可以重复使用并发挥出超越原材料路用性能的一种路面建设维修技术。按照不同的施工工艺,可以将沥青旧料再生技术分为热再生技术与冷再生技术。其中冷再生技术又分厂拌冷再生与就地冷再生,冷再生技术是将废弃的路面材料直接加以重复利用,原有的废弃材料作为起骨架或填充作用的粒状松散材料的骨料作用,然后在此基础上添加其他材料从而做到旧材料的再生。
热再生技术分为厂拌热再生与就地热再生,与冷再生技术不同的是,热再生技术是用于恢复老化沥青的路用性能,通过恢复其黏结性能,使废旧沥青材料能够重新发挥沥青作为胶结料的作用,实现沥青旧料中沥青资源的再生化。
2. 2 就地冷再生技术
就地冷再生技术首先是利用铣刨装置将路面的已经破损的、难以发挥路用性能的旧路面材料进行铣削并且将其破碎,然后喷洒装置按照试验所确定的混合料的配合比在其中加入再生剂和水,将旧料与新加入的材料一起进行拌合; 在拌合设备对各种材料进行均匀搅拌混合后,将重新加工好的材料在路面上进行摊铺、整平使其成型并压实,最后在成型压实的再生路面上在铺筑一层耐磨层,使路面更加耐用。
2. 3 厂拌冷再生技术
沥青混合料厂拌冷再生技术是将沥青旧料中的可再生材料与再生剂或者新的沥青材料经过一定比例拌合以后重新作为新的材料用于路面铺筑的一种生产工艺,在整个的施工过程中,对沥青旧料的回收都不需要对其加热。
而厂拌冷再生可以在工厂通过在旧料中掺入不同的材料从而使再生混合料的质量更高,并且因为各种配料充足的原因,可以根据不同的路况对材料的混合比例进行调整,使再生混合料的路用性能可以完美契合不同的路况。
2. 4 就地热再生技术
就地热再生技术与就地冷再生技术的相比较施工工艺相差不大,在就地热再生施工的过程中,首先用红外线加热器或者柴油预热机对需要维修或重新铺筑的路面进行加热,使路面沥青软化; 其次利用沥青路面铣刨机清除路面材料,并将其回收到搅拌器中,在搅拌器中添加再生剂、沥青黏结剂以及新的沥青材料,使之与旧沥青混合料在搅拌器中均匀混合,用于路面的底层面的铺筑,或者是在搅拌器中添加新的沥青混合料,搅拌完成后用于路面面层的铺筑,经过均匀混合的再生料输送到沥青摊铺机中对路面进行摊铺,最后用压实机械对新铺筑的路面压实使其成型。
2. 5 厂拌热再生技术
厂拌热再生技术在文章介绍的几种沥青再生技术中在理论上是使用范围最广的一种再生技术。厂拌热再生技术需要先对旧沥青路面进行铣刨,然后将翻挖后废旧沥青材料运回拌和厂,对其进行集中破碎、筛分,进行沥青再生混合料的配比设计,确定旧沥青混合料、再生剂、新沥青材料、新集料等材料的混合比例以后,将其在拌和机中按严格的比例要求进行重新拌合成新的再生混合料,然后进行将其筑成再生沥青路面。
在厂拌热再生技术的基本理念是在混合料中加入有一定比例的废旧沥青路面材料。在用厂拌热再生技术对废旧沥青材料的再生中,其中 RAP ( 再生沥青混合料) 的掺入比例起了决定性的影响,根据 RAP ( 再生沥青混合料) 掺入比例的不同,决定了再生沥青混合料的路用性能。
结语
再生SBS改性沥青的感温性能与新沥青相比十分靠近,这说明其再生效果较为突出。总体的来说,再生SBS改性沥青和新沥青感温性都比较差。主要是因为黑河、沈阳的原沥青本身感温性能就比较差。通过再生后感温性能没有明显改善,因此为提高再生沥青的感温性能,改变沥青的高分子溶液成分。
参考文献
[1]秦欢. SBS改性沥青再生性能与规律研究[D].华南理工大学,2019.
[2]李智武. 再生SBS改性沥青性能及工程性能研究[D].南华大学,2018.
[3]魏冕. 废旧橡胶塑料类沥青混合料性能研究[D].山东建筑大学,2018.