浅谈硫磺改性沥青混合料的推广及应用

彭开均

(凤冈公路管理段)



浅谈硫磺改性沥青混合料的推广及应用

彭开均

(凤冈公路管理段)

硫磺改性沥青混合料具有广阔的应用前景，便对硫磺改性沥青混合料的性能以及沥青混合料中掺入硫磺强化沥青改性剂后的性能研究两个方面的内容进行了详细的分析和探析，从而详细的论述了公路行业中硫磺改性沥青混合料的推广和应用情况。

硫磺改性沥青混合料；硫磺强化沥青改性剂；性能研究

1 硫磺改性沥青混合料的性能

1.1 沥青混合料中硫的作用

当温度达到了70 ℃后，硫磺就开始软化并成为胶状体，当温度达到115 ℃时，硫磺就会完全的液化，当与沥青溶合到一起后就会降低沥青的黏度，那么混合料就会变得更加容易拌和、摊铺和碾压，也就增加了沥青混凝土的结构性能。当温度小于80 ℃时，硫磺是固体形式的，将其与沥青混合到一起后就会形成结晶，那么就会提升其结构的稳定度和强度。硫磺与集料有很强的附着性，那么与普通的沥青混合料相比，其抗水损害的能力就会大大加强，并且不会出现泛油和裂缝的问题。

1.2 在掺入适量的硫磺后，可获得各种性能的沥青面层

遵循等体积的替代原则，我们就可以用等体积的硫磺来替代沥青，那么就可以根据实际的需求来获得相应性能的沥青面层。应用硫磺改性沥青混合料时，设计人员可以采用常规的设计方法来设计其配合比，设计人员先设计出最佳的油石比，之后分别计算出沥青和硫磺强化沥青改性剂的用量，并以易操作的原则为基础确定最后的配比。在计算沥青和硫磺强化沥青改性剂的用量时，我们应按照以下的公式计算：(沥青+硫磺强化沥青改性剂)%(总油石比)=10 000AR/10 000R-100Ps(R-1)+APs(R-1)，在这一公式中，A代表常规混合料设计中沥青的重量和含量的百分比，R则代表硫磺强化沥青改性剂的替代系数，通常其值为1.7，Ps则为最终粘料中的硫磺强化沥青改性剂的重量百分比。沥青和硫磺强化沥青改性剂两者比值的不同，便可以获得不同性能的混合料，如两者的比值为50∶50时，就可以得到更硬的全刚性混合料，比值为60∶40时，就可以得到半刚性的混合料，比值为70∶30时，就可以得到柔性的混合料。

1.3 获得硫磺改性沥青混合料的方式

从密度的角度来看，硫磺是沥青的2倍，那么如果仍然采用传统的方法将两者混合，其均匀性是很差的，并且混合以后两者会很快的分离沉淀，因此，是不能够将其做成液态的改性沥青来使用的，在生产的过程中建议将其硫磺直接投放，由于骨料具有较强的剪切作用，那么就能起到改性的效果，从而获得硫磺改性沥青混合料。

2 沥青混合料中掺入硫磺强化沥青改性剂后的性能研究

2.1 所选择的主要材料

我们所选择的硫磺强化沥青改性剂是北京利安隆沥青科技发展有限公司提供的，沥青采用的是AH-90。选用的砂为中砂，含泥量为3.88%，0.5～1 cm的碎石含泥量为0.7%，针片状颗粒含量为8.8%，压碎值16.0%；1～2 cm的碎石含泥量为0.5%，针片状颗粒含量12.4%，压碎值19.5%，其他各类材料的性能指标也都是符合相应的规范要求的。

2.2 沥青混合料的性能试验。

(1)马歇尔稳定度试验。先将矿料加热到160 ℃，进行拌和作业时将硫磺强化沥青改性剂直接加入进去，成型时其温度不应超过140 ℃，双面各击实80次。之后对试件进行马歇尔稳定度的试验，根据其试验的结果，从而准确的评价沥青混合料受水损害时抗剥落的能力，其最终的试验结果如表1。

表1 马歇尔稳定度试验的结果

(2)车辙试验。进行这一试验的主要目的就是评价沥青混合料的高温性能，并科学的计算出其高温状态下的抗车辙能力，试验的过程中，轮压为0.7 MPa，现场温度为60 ℃，试验的结果为动稳定度3 910次/mm，变异系数为7.8%。

(3)低温弯曲破坏试验。进行这一试验的主要目的为评价在规定的加载速度和温度状态下的沥青混合料抗弯曲破坏的能力，试验时现场的环境温度为零下10 ℃，加载的速度为50 mm/min，试验的结构能够科学的反映出混合料的低温抗裂性能如表2。

表2 低温弯曲破坏试验的最终结果

(4)冻劈裂试验。这一试验就是指在规定的条件下对沥青混合料试件进行冻融劈裂循环，在混合料试件受到水损害的过程中，准确的计算出其前后的破坏强度比，从而科学的评价出沥青混合料的水稳定性，其具体的试验结果如表3。

表3 冻劈裂试验的具体结果

2.3 安全情况检测

进行拌和作业时，如果温度接近了165 ℃，在拌和料仓处检测到其硫化氢和二氧化硫的浓度都达到了3 ppm，进行摊铺作业时，摊铺机进料斗周围的浓度也在2～3 ppm的范围内，是符合相应的安全要求的。而如果拌和的温度在145 ℃时，是不会产生有害气体的。

2.4 试验结果的比较

在普通的沥青混合料中掺入了适量的硫磺强化沥青改性剂后，其各方面的性能都得到了一定提升，现将两者的性能数据对比如表4。

表4 试验结果的比较

2.5 应用硫磺强化沥青改性剂时的注意事项

(1)控制好拌和作业时拌和料的温度。在将硫磺与沥青混合之后是会降低沥青的粘度的，更易操作，但也要控制好拌和料的温度，其温度不应超过150 ℃，建议控制在135～145 ℃的范围内，这样就不会释放有害气体，保护了环境；(2)重视检测工作。现场应配置检测硫化氢和二氧化硫的设备，定时的检测释放气体的浓度，应有人员实时的监督现场的情况，任何会接触到拌和作业的工作人员，都应检测其硫化氢的含量；(3)进行实验室操作时，应保持室内具有良好的通风条件，现场人员应避开下风头，保证有害气体的浓度是符合要求的；(4)在1 h的范围内，硫磺强化沥青改性剂中的烟雾抑制剂能更好的发挥作用，随着时间和温度的不断提升，其就会释放出更多的有害气体，因此，严禁提前生产，混合料拌和完成后应立即送到现场进行摊铺作业。

3 结束语

综上所述，作为一种新型的材料，硫磺改性沥青混合料能够更好的发挥出硫磺的改性作用，在应用硫磺强化沥青改性剂时，只要相关人员严格的遵循规范和流程进行作业，其也是符合环保的要求，并且作业的现场也是安全的。在最大限度的减少资金投入的情况下，硫磺改性沥青混合料能够充分的提升混合料的性能和路面的耐久性，其也具有广阔的应用前景。

[1] 张晓华.对硫磺改性沥青混合料的路用性能探讨[J].西南公路，2011.

[2] 王艳华.改性沥青混合料设计方法及应用研究[J].公路工程，2014.

[3] 宋立国.浅谈硫磺改性沥青混合料的设计与研究[J].交通世界，2012.

2015-05-12

彭开均(1976-)，男，贵州遵义人，中级，研究方向：道路桥梁。

U416.217

C

1008-3383(2015)11-0010-01