聚合物改性沥青浇注式混凝土在钢桥面铺装中的应用研究.pdf

2 0 1 0年 l 0月 石 油 沥 青P E T R O L E U M A S P HA L T 第 2 4卷第 5期 聚合物 改性沥青浇注式混凝 土 在钢桥面铺装 中的应用研 究 闫东波 陈仕 周 ， 1 重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司 ( 重庆4 0 0 0 5 4 ) 2 重庆交通大学土木建筑学院 ( 重庆4 0 0 0 7 4 ) 摘要通过对聚合物改性沥青浇注式混凝土的试验研究及其在钢桥 面铺装中的性能监 测，发现聚合物改性沥青浇注式混凝土强度高、施工性能稳定、施工温度较低，研究成果对 于聚合物改性沥青浇注式混凝土在我国钢桥面铺装中的推广应用具有重要意义。 关键词 聚合 物改性 沥青 浇注式混凝 土钢桥 面铺装应用 浇注式沥青混凝土是一种在高温情况下 自流 成型、无需碾压、冷却后即形成强度的路面铺筑 材料，具有沥青含量高 、矿粉含量高、拌合及摊 铺温度高的特点。由于沥青含量高，混合料具有 良好的适应变形 的能力 和抗 疲劳性能 J ，而被 广泛应用于钢桥面铺装。浇注式沥青混凝土属于 典型的悬浮 一 密实结构 ，混合料的强度主要依靠 沥青的性能以及沥青胶浆与石料的粘附能力 ，因 此 ，沥青质量 的好坏直 接决定混合料性能 的好 坏。目前 ，我国几乎所有的浇注式沥青混凝土都 采用基质沥青 ( 或改性沥青)与天然沥青 ( 如 特立尼达湖沥青 ，简 称 T L A) 的混合 体作 为结 合料，如山东胜利黄河大桥、天津子牙河大桥、 东海大桥 ( 水 泥混凝 土桥 面板 ) 、江 阴长江大 桥 、重庆石板坡长江大桥、重庆菜园坝大桥 、安 徽安庆长江大桥 等。T L A用于浇注式 沥青混凝 土 ， 具有强度高、 抗老化能力强等优点， 但 T L A资 源有限 ， 随着浇注式沥青混凝土在世界 上多个 国 家的普及应用， T L A的使用已经开始受到限制。 用于浇注式沥青混合料的聚合物改性沥青一 般采用高掺量的 S B S或 S E B S和其他改性剂或稳 定剂进行复合改性 ，具有取材方便 、高低温 陛能 优 良等优点，可以考虑用于钢桥面铺装。 1 试 验研 究 根据钢桥面铺装的使用要求，设计出用于浇 注式沥青混凝土的聚合物改性 沥青 的技术 指标 ， 如表 1 所示。并对某种聚合物改性沥青进行了性 能检测，检测结果如表 2所示。 从聚合物改性沥青的检测结果来看，离析和 R T F O T后软化点 变化两 项指标 难 以满足要 求 ， 这与改性剂添加量高有较大关系 ，但如果在使用 过程中对改性沥青充分搅拌，将不会影响浇注式 混合料的性能。笔者用该沥青作为结合料，玄武 岩石料作 为集料 ，添加一定量 的天然河砂 ，取 公路钢箱梁桥面铺装设计 与施工技术指南 J 中浇注式沥青混凝土 G A1 0型 的级配中值作为试 验级配 ，油石 比确定为 7 3 ，并在混合料拌合 过程 中添加 占沥青质量 2 的 中温改性剂 S a s o b i t ，进行 浇注式 沥青混合 料 的各 项性 能试验 ， 试验条件及试验结果见表 3 。 根据表 3的试验结果 ，可以知道 ，聚合物改 性沥青浇注式混合料在 2 4 0 C时具有很好 的流动 性 ；5 0 贯人度试验结果反映出，聚合物改性沥 青浇注式混合料具有优 良的高温稳定性； 一1 0 C 弯 曲试验结果表明，混合料具有优良的低温抗裂 性能。 收稿 日期 ：2 0 1 00 7 2 7 。 作者简介 ：同东波 ，男 ，硕士 ，工程 师。道路 与铁 道工程 专业 。 5 2 石 油 沥 青 2 0 1 0年第 2 4卷 表 2改性沥青性 能检测结果 2 工程案例分析 笔者参与完成了多个采用聚合物改性沥青浇 注式 混凝 土作 为铺 装 材料 的钢 桥 面铺装 项 目 ( 如沈阳尚小桥、贵州北盘江大桥 、福州鼓 山大 桥 、赣州大桥等) ，其 中沈阳尚小桥和贵州北盘 江大桥是国内首次在钢桥面铺装中使用聚合物改 性沥青浇注式混凝土作为铺装材料。本文以贵州 北盘江大桥钢桥面铺装实施情况为例 ，介绍聚合 物改性沥青浇注式混凝土在实体工程所表现出来 的混合料性能。 2 1 铺装方案 北盘江大桥钢桥面行车道铺装结构组成为： 3 0 m m沥青玛蹄脂碎石 ( S M A1 0 ) + 3 3 m m聚合 物改性沥青浇注式混凝土 ( G A1 0 ) + 2 0 m m防 第 5期 闰东波等 聚合物改性沥青浇注式混凝土在钢桥面铺装中的应用研究 5 3 水粘结层 ，详见表 4 。 铺装下层采用 聚合 物改性沥青 浇注式混凝 土，在高温条件下摊铺 、自流成型 ，与防水粘结 层一起组成性能优 良的钢桥面铺装 防水体系，该 防水体系在英国和德 国具有 3 0 a以上的无病害 使用经验。 铺装面层采用改性 沥青 S M A而未采用 聚合 物改性沥青浇 注式 混凝土 的原 因有 如下几个方 面 ：1 )在我国，作为上 面层铺装材料 ，S M A 比 浇注式沥青混凝土具有更多的使用经验 ；2 )在 采用车辙试验结果来评价混合料的高温稳定性能 时，浇注式沥青混凝土不具有优势 4 ( 本文暂 不讨论浇注式沥青混合料高温稳定性评价指标 的 可靠性) ；3 )浇 注式 沥青 混凝土作 为铺装 面层 时 ，需要洒布碎石以提高路面抗滑能力 ，而我国 的碎石洒布工艺尚不令人满意。 表 4钢桥面铺装结构 2 2 施工性能监测 相对于传统的碾压式沥青混凝土，浇注式沥 青混凝土的施工相对要简单一些，而其最关键的 部分在于浇注式沥青混合料的生产过程 ，控制浇 注式沥青混合料 的生产过程参数 ( 级配 、矿粉 含量、油石比、拌合温度等)是保证浇注式沥 青混合料性能稳定的重要条件。北盘江大桥钢桥 面铺装项 目中，浇注式沥青混合料的生产调试过 程用 了较长的时间 ，但为混合料的稳定生产奠定 了基础 ，根据过程监控数据来看，油石 比能够准 确控制在 8 3 -t- O 3 之内，级配比较稳定， 拌合温度保持在 2 1 5 1 0 C，混合料出料状态 良好。 在聚合物改性 沥青 浇注式混合 料摊铺过程 中，试验人员随机取样 ，测试混合料温度 ，进行 流动性试验 ，并成型贯人度试件 ，完成了贯入度 试验。 检测结果如表 5所示 。 表 5 聚合物改性沥青 浇注式 混合料 随机取样试验结果 石 油 沥 青 2 0 1 0年第 2 4卷 根据表 5中的检测结果，结合聚合物改性沥 青浇注式混合料拌合 、摊铺过程中所表现出来的 性状 ，可以得 出如下结论 ：1 )聚合物改性 沥青 浇注式混合料施工性能 ( 主要指流动性和混合 料外观 ) 比较稳定 ，整个施工过程 中混合料较 少出现离析现象 ，这在以往的钢桥面浇注式沥青 混凝土铺装中是难以实现的 ；2 )混合料 的贯入 度试验结果全部能够满足要求，且离散较小，一 方面说明了混合料的均匀性 ，另一方面表 明混合 料具有 良好的高温稳定性 ，这在一定程度上为聚 合物改性沥青混凝土将来用于铺装面层提供了可 能性 ；3 )根据 混合 料温 度 和流动 性 的监 测结 果，当混合料温度在 2 3 0 左右时，混合料的流 动性 尚有不小 的富余度 ( 根据工程经验 ，可 以 进行摊铺施工 的混合料 流动性最长时 间可达 6 0 s ) ，这说明在不改变混合料配 比的条件下 ，可以 适当降低 摊铺温度 ，这对降低结合料 的老化程 度、进一步提高混合料的抗疲劳开裂性能具有重 要 的意 义。 3 结 语 室内试验和实体工程使用经验表明，聚合物 改性沥青浇注式混凝土具有施工性能稳定、强度 高、施工温度较低等优点，在钢桥面铺装中必将 得到越来越多的推广使用。 参考文献 1 Ya n g J u n S t u d y o n l o w t e mp e r a t u r e p e rf o r ma n c e o f Gu s s a s p h alt o n s t e e l d e c k s w i t h h a r d b i t u me n J J o u r n a l o f S o u t h e a s t U n i v e r s i t y ( E n g l i s h E d i t i o n) ，2 0 0 3 ，1 9 ( 2 ) ：1 6 0 1 6 4 2重庆 交通 科研 设计 院公路 钢 箱梁桥 面铺 装设 计与 施工技术指南 s 北京：人民交通出版社，2 0 0 6 3 杨军，潘友强，邓学钧桥 面铺装浇注式沥青混凝 土性能 J 交通运输 工程 学报，2 0 0 7 ，7 ( 1 ) ： 4953 4 陈先华，黄卫，李洪涛钢桥面浇注式沥青混合料 铺装的高温稳定性研究 J 重庆 交通 学院学报 ， 2 0 0 3 ，2 2 ( 1 ) ：3 2 3 5 S t u d y o n Ap p l i c a t i o n o f Po l y me r mo d i f i e d Gu s s a s p ha l t t 0 S t e e l De c k Pa v e me nt Ya n Do ng b o Ch e n Sh i z ho u 、 1 C h o n g q i n g P e n g f a n g P a v e m e n t E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e( C h o n g q i n g 4 0 0 0 5 4 ，C h i n a ) 2 C o l l e g e o f C i v i l E n g i nee ri n g & A r c h i t e c t u r e ，C h o n g q i n g J i a o t o n g U n i v e i t y ( C h o n g q i n g 4 0 0 0 7 4， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th r o u g h p o l y me r mo d i fie d g u s s a s p ha h mi x e s t e s t i ng a n d p e r f o r ma n c e o f s t e e l d e c k b r i d g e p a v e me n t d e t e c t i ng，r e s u l t s h a v e s h o wn t h a t the p r e c a s t i ng mi x e s c o mpr i s i ng p o l y me r mo d i fi e d a s p h a l t h a v e s u c h t r a i t s o f hi g h i nt e n s i t y，s t e a d y p e rfo r ma nc e，a nd l o we r c o n s t r u c t i o n t e mp e r a t u r eThe s t u d y i s s i g n i fi c a nt t o p o p u l a r i z e t he i mp r o v e me n t o f p o l y me r mo d i fie d g u s s a s p h a h o n s t e e l d e c k p a v e me n t Ke y wor ds：po l y me rmo d i fie d g u s s a s p h a l t ；s t e e l d e c k p a v e me n t ；a p p l i c a t i o n 短讯 乌鲁木齐绕城高速明年开工 8月 2 3日获悉 ，新疆乌鲁木齐绕城高速公路将于明 年开工建设。绕城高速公路暨公路客运主枢纽工程是乌 鲁木齐市综合交通运输体系重要的公路网络运输体系。 绕城高速公路工程全长 1 5 6 2 k m，分为东绕城高速公路 6 0 5 k m、西绕城高速公路 9 5 7 k i n两部分，按双向八车 道规模设计 ，按双向六车道实施。其中，东绕城高速公 路工程项目前期工作已于今年6月2 5日启动 ，计划明年 开工建设。 ( 沥青情报站供稿)