1、PG82 级改性沥青在清畲段罩面工程中的应用研究摘 要: 为了应对苛刻的自然及行车条件,在清畲段罩面工程中采用 PG82 级改性沥青作为粘结材料,使得沥青混合料相对于普通 SBS 改性沥青混合料具有优越的高温稳定性及抗疲劳性能,经过一年的使用,未发生高温病害及水损害。 关键词: PG82;罩面;沥青混合料 中图分类号:TU57 文献标识码: A 1、工程概述 G78 汕昆高速公路清潭至畲江段起于丰顺县建桥镇清潭甲路排村,终点为梅县畲江镇莲花村,与梅龙高速公路畲江互通立交 I 匝道相接,建成通车时间 2002 年底。为了满足乘客舒适性的要求,同时提高高速公路的服务质量,对该路段进行白加黑罩面,选
2、用 7cm GAC-20 作为加铺结构。由于该项目位于广东省境内,夏季气温高、时间长(约 180 天) ,对沥青混合料的高温稳定性要求高;同时雨季雨量大、时间长(114187天) ,对混合料的密水性、均匀性以及抗滑性要求高。而作为单层沥青混凝土加铺层,在综合考虑高温、超载、纵坡和车速的影响下,以往的常规沥青较难胜任,需对沥青材料提出更苛刻的要求。 2、 改性沥青评价标准 作为沥青混合料中的粘结材料,沥青的性质直接影响了混合料的路用性能。关于沥青性能评价指标和方法,国际上还没有统一标准,现行评价沥青性能的方法有三大类1: (1) 采用沥青性能指标的变化程度来衡量,如针入度、软化点、延度的变化程度
3、; (2) 针对改性沥青特点开发的试验方法,如弹性恢复试验、粘韧性试验、离析试验、冲击板试验等; (3) 美国战略公路研究计划( SHRP) 提出的沥青结合料性能规范。其中提出的沥青路用性能规范(PG) 试验与以往规范相比,其分级直接采用设计使用温度表示适用范围。同时沥青 PG 分级试验还具有明确的力学概念,SHRP 的沥青 PG 规范更具有科学性,推动了改性沥青的研究与应用,在我国也得到了广泛的重视和应用。 目前常用的 SBS 改性沥青按照 SHRP 的 PG 分级为 PG64,其适用的路面最高设计温度为 64。为满足本项目对沥青的苛刻要求,选用 PG82 级改性沥青,其设计使用温度高温达到
4、了 82,相对于普通 SBS 改性沥青具有优越的高温稳定性及低温抗裂性能。 3、 PG82 改性沥青性能评价 为了评价 PG82 级改性沥青的性能,对其常规指标进行了检测。其各项指标均符合公路沥青路面施工技术规范的要求,主要性能指标见表 1。 表 1 PG82-10 改性沥青技术指标及检测结果 测试项目 技术指标 检测结果 针入度 25,100g,5s (0.1mm) 4060 50 延度 5,5cm/min 不小于(cm) 20 32 软化点 TRB() 60 86.5 闪点 () 230 294 溶解度(%) 99 99.7 弹性恢复 25 (%) 75 96 运动粘度 135(Pa.s
5、) 3 2.85 离析,48h 软化点差 2.5 0.8 4、PG82 改性沥青混合料路用性能评价 使用 PG82 改性沥青和普通 SBS 改性沥青拌制沥青混合料,进行相关指标对比试验,结果见表 2。其中,车辙动稳定度试验温度为 70,轮压 0.7MPa;疲劳试验采用应变模式(400) 。 通过表 2 可知,PG82 级改性沥青混合料与普通 SBS 改性沥青混合料相比,在水稳定性方面(浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比) ,二者相差不大;在高温性能方面,PG82 改性沥青混合料有较大的优势,表现为抗剪强度和压缩模量较高,动稳定度高出普通 SBS 改性沥青近一倍;疲劳性能方面,PG82 改性沥青混合
6、料优势明显,其疲劳次数为普通 SBS 改性沥青两倍多。 表 2 沥青混合料试验对比试验结果 指标 规范要求 PG82-10 级改性沥青 普通 SBS 改性沥青 马歇尔稳定度(KN) 不小于 8 12.02 15.79 浸水马歇尔(KN) 实测 10.90 14.99 残留稳定度(%) 不低于 85 90.7 94.9 冻融劈裂强度比(%) 不低于 80 96.3 94.0 车辙动稳定度次/mm(70,0.7MPa) 不小于 3500 4884 2575 抗剪强度(单轴贯入法)/MPa 实测 1.11 1.02 压缩模量(三轴压缩蠕变试验)/MPa 实测 3410 3072 疲劳次数(四点弯曲疲
7、劳试验)/次 实测 326467 147333 5、PG82 级改性沥青的施工控制 由于 PG82 级改性沥青软化点较高,为了获取其最佳的施工温度,对其进行了粘温曲线测试,并通过试验段的施工检验,确定了 PG82 级改性沥青的施工温度级压实工艺,在普通 SBS 改性沥青的基础上适当的提高施工温度及压实功,能够达到规范的压实要求。 矿料的加热温度为 190200,改性沥青的加热温度为 170175,成品料的出舱温度为 180190,混合料到场温度 170180,摊铺温度不低于 170。摊铺速度根据拌和楼的产量控制在 2.53 m/min 之间。摊铺要求匀速、不间断,混合料未发生离析现象。施工人员
8、随时对混合料松铺厚度进行测量,摊铺系数为 1.55。钢轮初压 1 遍,复压用钢轮振动压实 3 遍,然后用胶轮压路机复压 4 遍,最后用钢轮终压 12 遍消除痕迹。初压在不低于 160的高温下进行,在保证混合料不粘轮的情况下应尽量减少钢轮压路机喷水量,防止沥青混合料降温过快,复压采用轮胎压路机搓揉解决密实度问题。施工过程中严格控制施工温度和碾压遍数,通过完工后的压实度检测,结果均在 98%以上,满足规范设计要求。 6、结论 清畲段白加黑工程经过一年的考验,目前依然呈现出优良的路用性能,没有发生高温病害及水损害,但其长期的使用性能还需要更长时间的考验。 参考文献: 沈金安.改性沥青与 SMA 路面M.北京:人民交通出版社,1999. JTJ F40-2004,公路沥青路面施工技术规范S. JTJ H20-2007,公路技术状况评定标准S. JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程S.