1、彩色沥青混凝土在城市道路的应用研究摘要：对脱色沥青胶结料和彩色沥青混合料性能进行研究，根据不同路面要求进行科学合理的颜色配伍和配合比设计，设计生产满足不同路面情况应用的彩色沥青混合料并对路面进行长期跟踪观察。 关键词：脱色胶结料彩色沥青混凝土颜料路用性能配合比设计 中图分类号：TU375 文献标识码：A 一、彩色沥青混合料应用现状 上世纪六十年代，国外开始研究彩色沥青混合料路面材料及其铺装技术，十多年前，在欧美及日本等国的应用已经形成了规模。 我国应用彩色沥青混合料始于 80 年代初，近十年，彩色沥青混合料路面才作为一种新型技术，在轻型公路、道路或广场、人行道等场所越来越多的使用。 青岛作为一
2、个沿海旅游城市和奥运城市，于 2005 年开始彩色沥青混合料的应用研究。研究依托青岛啤酒街改造配套工程寿光路和高科园海尔路港湾车站施工。寿光路及人行道设计 AC-10，海尔路港湾车站设计AC-16。 二、彩色沥青混合料配合比设计 （一）材料 1.胶结料 胶结料作为彩色沥青混合料的主要原材料有两种：脱色和彩色。脱色胶结料根据设计颜色需要，通过生产过程直接在拌缸中添加不同颜色的颜料来实现，灵活方便；只需一个容量足够的胶结料储存罐。彩色胶结料是直接具有不同色彩的胶结料，可以根据需要直接采购，需要几个不同颜色的的胶结料储存罐。本着方便灵活原则，试验选择脱色胶结料。胶结料的好坏直接影响混合料质量，因此，
3、在选择脱色胶结料时综合考虑现行公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)（以下简称规范 ）的沥青技术要求，结合国产脱色沥青的技术水平，同时考虑其耐久性。表 1、表 2、表 3 分别为国外脱色沥青胶结料和本次试验选用的国内不同脱色沥青胶结料的技术指标。 表 1 壳牌、日本脱色沥青胶结料技术指标要求 表 2 沈阳 70 号脱色沥青技术指标 表 3 上海脱色沥青技术指标 脱色胶结料外观呈浅棕色，选择的脱色沥青胶结料的技术性能基本符合壳牌的彩色沥青胶结料技术要求，与 A-70A、日本彩色胶结料技术指标要求有一定差距。上海脱色沥青相比于沈阳脱色沥青，软化点高 5左右， 60动力粘度略大，针入度
4、稍小，综合指标优。沈阳脱色沥青、上海脱色沥青分别应用于 AC-10、AC-16，红色 AC-10 铺筑了寿光路车行道，绿色 AC-10 铺筑了人行道，红色 AC-16 在海尔路公交港湾车站进行了施工应用。 2颜料 颜料主要分为无机颜料和有机颜料。有机颜料色彩鲜艳，不耐高温、耐久性差；无机颜料价格便宜，耐光、热老化性能高，不易褪色，如铁红、铬黄、铬绿等。因此，一般多采用无机颜料。本次试验选用国产铁红和进口铬绿，颜料的细度与矿粉基本一致。 对颜料进行高温稳定性试验。在温度 200下对颜料保温 l h，色度未产生明显变化。颜料剂量采用脱色沥青胶结料厂家提供的经验值结合相关资料，初定 34%，在配合比
5、设计试验过程中进行性能验证。 3填料 彩色沥青混凝土应具有足够的抗水损能力，同时保证彩色沥青混凝土路面的色彩鲜艳。彩色沥青混凝土的填料采用添加 20%生石灰粉的外观呈灰白色的石灰岩矿粉，其技术指标符合规范的相关技术要求。 4粗集料 粗集料颜色最好选用与设计颜色一致或相近且技术指标符合规范要求的石料，受周边条件所限，无相近颜色的石料可用，因此，粗集料选用了常用的石灰石浅色石料。技术指标见表 4。选用规格S9、S12、S14。 表 4 粗集料基本性能指标要求 5细集料 细集料选用与粗集料相同材料的机制砂，技术指标符合现行规范 S16要求。 （二）配合比设计 1配合比设计 彩色沥青混合料应用于车行道
6、和港湾车站，满足设计说明的同时尽可能提高高温稳定性(抗车辙能力)，级配设计采用 C 型。AC-10C、AC-16C 级配曲线图 1、图 2。彩色沥青混合料拌合、击实成型温度根据商家提供的经验值，控制在 160170，胶结料加热温度 155165。采用马歇尔试验方法确定最佳油石比。马歇尔试验试件（绿色）如图 3所示。 图 1 AC-10C 级配曲线 图 2AC-A6C 级配曲线 图 3 马歇尔试件 2最佳油石比马歇尔试验技术指标 最佳油石比马歇尔试验技术指标（表 5）符合规范相关热拌沥青混合料的技术要求，能够满足路用性能要求。图 3 为实验室拌合好的绿色沥青混合料。 表 5 最佳油石比技术指标
7、3性能验证 对最佳油石比进行水稳定、高温稳定性、耐久性等技术性能进行验证，试验结果见表 6，满足规范相关热拌沥青混合料的技术要求。 表 6 性能验证指标 4目标配合比确定 试验结果表明，彩色沥青混凝土具有较好的高温稳定性、水稳定性以及良好的耐久性。通过马歇尔试验和性能验证确定彩色沥青混合料矿料配合比和最佳油石比如下： AC-10C 最佳油石比 5.5%，矿料比为 510mm ：35mm ：机制砂 ：矿粉 : 颜料 =49：17：29：2：3； AC-16C 最佳油石比 5.1%，矿料比为 1020mm ：510mm ：35mm ：机制砂 ：矿粉 ：颜料 =34：22：14：25：2：3 三、彩
8、色沥青混合料生产运输 通过常规生产配合比设计方法确定 AC-10C、AC-16C 生产配合比，级配曲线见图 1、图 2，和目标配合比一致。根据设计、试验数据确定生产温度控制范围，见表 7。 表 7 生产施工温度控制范围 生产准备 安装专用沥青罐储存脱色胶结料，配置专用沥青管道输入计量罐。生产前，将冷料斗、拌缸石灰石石料进行清洁，然后用水冲洗干净；沥青计量罐先用柴油浸泡、擦拭清洗干净，再用脱色沥青多次冲洗。 根据目标配合比计算出每盘混合料颜料的用量，厂家按用量准确计量后用聚乙烯塑料袋包装好，以保证精确控制和方便人工辅助加入。 生产过程控制 生产时，颜料直接加入矿料计量仓，和热料计量同时进行，对干
9、拌和湿拌时间进行了不同时间设置的试拌，根据外观均匀性效果及配合比设计数据确定干拌时间增加 20s，湿拌时间增加 5s，使颜料、胶结料、矿料能够充分拌合，保证彩色沥青混凝土颜色均匀一致，色彩亮丽。出料时及时检查粒料和颜色是否均匀。 生产控制和过程质量检查、试验检测按常规要求实施，确保彩色沥青混凝土生产质量。生产取样进行马歇尔试验，结果显示彩色沥青混凝土各项技术指标均符合设计和满足规范相关要求. 运输 运输车辆在运输前将大厢、厢壁、厢帮等部位清理干净，不含可引起彩色沥青混凝土污染的杂质，运输前不能喷洒柴油作为隔离剂，使用皂液等顺滑液体。运输过程用干净的帆布覆盖，保持温度和防止过程污染。 四、彩色沥
10、青混凝土施工 施工准备 1.施工机械在施工前通过火烤、刷洗等方法清理干净，保持清洁；施工路面在施工前清除杂物，保持清洁的施工环境；压路机、耙、锨等不能用柴油及同等类物质作为隔离剂，采用加热的方法处理。 2.铺设彩色沥青混合料前仔细检查下层的质量，确保平整、洁净，同时对摊铺、压实机械的工作状态进行检查，避免因准备不充分而导致施工中停工现象。 3.为提高界面粘结力和消除乳化沥青可能带来的黑色污染，摊铺前，下层清扫干净，喷洒 0.2-0.3kg/m2 的脱色胶结料作为粘层油。 摊铺碾压 摊铺的程序、速度、碾压等要求同常规沥青混合料施工要求一致。全幅摊铺，不间断一次性成型，保持色泽一致、粒料均匀、美观
11、。人行道人工施工时，消除工人的鞋底可能对路面造成的污染的因素。压路机全部采用钢轮压路机。 彩色沥青混凝土于 2005 年、2006 年、2012 年先后在辽阳西路人行道、寿光路车行道、海尔路港湾车站进行了应用。图 4、图 5、图 6 分别为施工现场效果图。 图 4 寿光路红色路面施工现场 图 5 辽阳西路人行道绿色路面施工现场 图 6 海尔路港湾车站红色路面施工现场 五、结论 1、通过选择质量符合设计要求的脱色胶结料、颜料以及砂石料，经严格的配合比设计和生产施工质量控制，彩色沥青混凝土在城市市政道路的推广应用是完全能够实现的。 2、彩色沥青混凝土的质量同样取决于脱色沥青胶结料性能、配合比设计，
12、颜色的耐久性、色彩取决于耐高温颜料的选择、生产工艺、原材料杂质含量等方面。这些环节应严格控制，从而保证彩色沥青混合料的质量和路面色彩一致、亮丽。 3、生产中的拌合时间确定应通过不同时间的试拌来确定，找到既保证色彩充分发挥、外观均匀一致又尽可能减少胶结料老化的最佳拌合时间。 4、运输、摊铺、碾压过程常规控制外，关键在于连续不间断和现场洁净的保持，从而确保路面整体彩色效果。 5、彩色沥青混合料的推广应用中还存在下述问题需要应逐步解决。一是，养护问题。由于彩色沥青混合料现在还没有大面积应用，局部养护就成了一个现实问题。应从彩色颗粒、彩色防滑路面等角度考虑解决方案。二是，目前生产、施工机械设备清洗只能通过人工来实现，存在局部可能遗漏的缺陷，这也需要在今后的生产施工中解决。 参考文献： 1 公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004 2吴强、黄卫东， 彩色沥青及混凝土性能评价 ， 石油沥青 2006 年 5 期 3JTJ 052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程s
