布敦岩沥青混合料性能及工艺研究

吴永军 姚 娟

(渭南市交通运输局,陕西 渭南 714000)

布敦岩沥青混合料性能及工艺研究

吴永军 姚 娟

(渭南市交通运输局,陕西 渭南 714000)

对布敦岩沥青混合料的性能及特点进行了分析研究，从拌合、运输、摊铺、碾压、养护五方面对布敦岩沥青混合料与其他沥青混合料的施工作了比较，并对其施工工艺进行了优化，为布敦岩沥青在沥青混合料的进一步应用奠定了基础。

布敦岩沥青混合料，流变性，车辙因子，拌合，摊铺，碾压

1 布敦岩沥青的现实状况

近年来，天然岩沥青作为改性剂在道路建设中越来越受到人们的重视。布敦岩沥青也称印尼布敦岩沥青，是一种天然沥青，属于岩沥青的一种，主要分布于印度尼西亚不断岛，简称BRA。其成因是石油从地壳冲出到岩石裂隙中，经长期的风化凝固而成[1]。布敦岩沥青(BRA)是呈浅褐色的微细颗粒，吸附能力很强。其形成过程是布敦岩经过挖掘研磨后形成。布敦岩沥青的成分主要是沥青和石灰岩类矿物质，其中沥青约占20%～30%。

对于布敦岩沥青改性沥青混合料的设计，是现在公路工程技术研究的重点之一。对于岩沥青掺量的问题，我国也已经对其做了很多研究。我们经常将布敦岩沥青作为一种外掺剂来使用，通过调节布敦岩沥青添加量(采用不同的质量比)的方法，来研究布敦岩沥青改性沥青混合料的路用性能。并且我们已经取得了很多关于布敦岩沥青的成果。本文主要是对布敦岩沥青混合料的施工进行研究。通过对比其他沥青混合料的施工，对布敦岩沥青改性沥青混合料的施工工艺进行了分析和优化，为布敦岩沥青在沥青混合料的进一步应用提供参考。

2 布敦岩沥青混合料的性能研究及与其他混合料相比较的优缺点

2.1 布敦岩沥青混合料的性能研究

国内曾采用AR2000型高级流变仪评价了不同掺量的岩沥青改性沥青胶浆动态流变性能。主要结论有[2]：1)在高温性能方面，岩沥青改性沥青明显优于基质沥青。2)对于车辙因子，岩沥青改性与SBS改性基本相同。对于动粘度指标，岩沥青改性与SBS改性也相差不大。3)在温度敏感性方面，对比SBS改性沥青，岩沥青改性沥青是偏高的。4)关于岩沥青的产量比例，在高温流变性能方面，同济大学的吕天华进行了详细的研究。有如下结论[3]：当岩沥青掺量达到20%时，BRA改性沥青的PG分级要高于基质沥青一个温度等级。当岩沥青掺量达到40%时，在车辙因子方面，BRA改性基本等于SBS改性。车辙试验时，随着BRA掺量的增加，混合料的动稳定度增高，高温性能变好。

2.2 布敦岩沥青混合料的特点

由于天然沥青经受了大自然长期恶劣环境的锤炼，耐久性好。用其改良的沥青混合料，路面的耐久度和路用性能变好。总结国内的试验成果，有以下几点发现：1)当BRA掺合量增加时，混合料耐高温性变好。2)掺入布敦岩沥青，会提高粘结力，相应提高沥青混合料低温抗裂性。3)布敦岩沥青改性沥青混合料的施工工艺简单，不需增加碾压遍数，但应在温度大幅下降时及时碾压。

2.3 布敦岩沥青混合料与其他混合料相比较的优缺点

布敦岩沥青混合料与其他混合料相比其优点是：1)能够提高路面的耐久性，在抗水损坏、抗车辙和抗老化方面表现出很大优势。2)在能耗方面，可以降低10%左右，经济效益十分明显。在温室气体排放方面，可以降低15%左右，符合低碳减排的要求。

3 施工工艺分析研究

在查阅大量关于BRA的资料的基础上，我们整理出了以下几点成果：首先，在BRA掺量不同的改性沥青中，针入度、软化点、延度和老化速度都有一定的差别，经过分析发现在掺量为20%时，综合改良性能最佳。其次，分别对基质沥青混合料和掺量20%BRA的改性沥青进行浸水马歇尔试验、高温车辙试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验，发现在混合料的承载能力、抗车辙性能、水稳定性能和低温抗裂性能方面，后者明显高于前者。BRA改性沥青混合料是一种性能优良的改性沥青混合料，我们对比其他混合料对其施工工艺进行如下分析研究。

3.1 其拌合时与其他混合料相比较

预先将BRA与基质沥青按规定的用量进行拌合，得到改性沥青胶体，即拌合温度按试验方法预热基质沥青到150 ℃，采用的拌和比例取基质沥青∶BRA为4∶1，加热搅拌时间取10 min，当BRA均匀分布于基质沥青中时，将温度提高到160 ℃～180 ℃，发育1 h，搅拌40 min后装入沥青罐中。之后，再按常规做法拌制混合料。在拌制BRA改性沥青混合料时，要由有经验的工程人员在专门的生产基地现场制作。在其储存时，储存时间不能超过24 h。应根据施工的进度及时拌制BRA改性沥青混合料。在BRA掺加沥青后的室内试验中，沥青的软化点明显提高，从46.2 ℃提高到50.5 ℃。根据改性沥青的粘温曲线看出(见图1)，20%BRA改性沥青的粘度，在温度从135 ℃提高到175 ℃的过程中，从0.62 Pa·s降低到0.13 Pa·s。

拌制BRA改性沥青混合料时，我们宜将各环节温度提高5 ℃～15 ℃。在矿料加热时，取180 ℃～190 ℃；在沥青加热时，取160 ℃～170 ℃；加热温度不超过6 h。在混合料拌合时，控制温度在170 ℃～180 ℃。出厂温度为165 ℃～175 ℃。在混合料拌合后，用红外线测温仪测温。如果发现拌合后的混合料温度高于185 ℃，严禁使用，应废弃处理。对于未达标产品也不得使用。拌合要求：1)对集料和岩沥青进行干拌，与通常情况相比，延长10 s～15 s。2)将基质沥青喷入进行“湿拌”，时间延长5 s，并满足湿拌时间不小于40 s。3)布敦岩改性沥青拌和温度比普通SBS改性沥青的降低5 ℃～10 ℃。

3.2 其运输时与其他混合料相比较

其运输与其他混合料的运输大致相同，在装车运输时，应控制好行车时间，及时运往现场。运输时注意保温和防雨，尽快运输到施工现场，确保摊铺机连续施工。注意好拌合量与摊铺量的协调，防止结合料结硬。

3.3 其摊铺时与其他混合料相比较

1)在摊铺前的准备工作，与其他混合料基本相同，进行清洁路面、洒布粘层油等工作。2)对于压实系数，对BRA改性沥青混合料，可采用提高夯锤振捣频率的方法，使得高温下混合料的粗骨料嵌挤更加紧密，尽可能减小剩余压实系数。3)对于摊铺机的选择，可选取高速路面常用的摊铺机。摊铺方式与通常情况相同，对于单幅双车道路面，整体摊铺即可；对于单幅四车道路面，宜采用梯队摊铺。对于BRA改性沥青混合料，暂定松铺系数在1.15～1.25范围选择，施工中再根据实际情况及时调整优化。4)对于边角，通常选择人工摊铺，松铺系数可在1.25～1.35。5)摊铺时，对烫平板加振，这样具有初步压实的效果，可以减少碾压遍数和碾压时间，保证碾压温度。6)在摊铺时，每台摊铺机连续施工，边摊铺，边卸料。摊铺温度控制在不低于165 ℃。

3.4 其碾压时与其他混合料相比较

碾压要“紧跟、慢压、高频、低幅”。终压温度前，要消除全部轮迹。压实度达到要求后，压路机立即停止作业，避免过压。BRA改性沥青混合料的摊铺温度较高，在碾压时，宜选择钢轮压路机。具体可进行如下碾压：1)采用中型双钢轮压路机进行初压，碾压遍数为1遍～2遍。2)复压，采用大吨位钢轮压路机碾压(高频低幅)，遍数2遍～4遍，速度在4 km/h～5 km/h。开始时的温度不得低于140 ℃。3)终压，采用轻型双钢轮压路机静压，遍数1遍～2遍，速度在2 km/h～3 km/h。开始时的温度不得低于120 ℃。4)禁止过度碾压。压路机的轮迹重叠，在振动碾压时，不得超过20 cm；在静压时不宜少于20 cm。

3.5 其养护时与其他混合料相比较

在养护时，BRA改性沥青混合料面层的养护基本与其他混合料相同。在施工完毕后，采用自然冷却养护。等到冷却至50 ℃时，开放交通。

4 结语

BRA改性沥青混合料在承载能力、抗车辙性能、水稳定性能和低温抗裂性能方面表现出极大的优势。随着车辆重型化的趋势，BRA改性沥青混合料更能适用交通的发展情况，保证道路的路用性能。在BRA改性混合料施工中，温度要求较高。在拌合时，各环节应适当提高拌和温度和拌和时间。在摊铺碾压时，要时刻注意温度的变化，及时碾压。由于碾压温度要求较高，对摊铺碾压的组织要求较高。

在国外，对于天然岩沥青对普通沥青的改性已经得到广泛的应用。近年来，国内也开始应用天然岩沥青改性沥青。广东长大公司在2009年曾将BRA改性沥青混合料使用于云梧高速路面工程中，并取得很好的效果。

[1] 莫德辉.布敦岩改性沥青混合料施工工艺研究[J].科学之友，2010(4)：69-70.

[2] 王恒斌,葛折圣.布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究[J].公路交通科技，2008(9)：63-64.

[3] 王联芳.布敦岩沥青混合料路用性能研究[J].石油沥青，2006(1)：34-36.

[4] 周国强.布敦岩沥青及混合料路用性能的试验和研究[J].石油沥青，2011(4)：42-43.

[5] 吕天华.布敦岩沥青改性沥青高温动态流变性能研究[J].华东交通大学学报，2010(4)：13-19.

[6] 柳和平，郝培文.BRA改性沥青及其混合料性能研究[J].广东公路交通，2010(3)：62-64.

Study on performance and technology of buton rock asphalt mixture

Wu Yongjun Yao Juan

(WeinanTrafficTransportationBureau，Weinan714000,China)

The papers studies the performance and characteristics of buton rock asphalt mixture, compares buton rock asphalt mixture to other asphalt mixture from five aspects of mixing, transportation, paving, rolling and maintenance, and optimize its construction technology, which has laid a foundation for further applying buton rock asphalt in asphalt mixture.

buton rock asphalt mixture, rheological property, rutting factor, mixing, paving, rolling

2015-05-25

吴永军(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)22-0122-03

TU353

A