直投式高模量改性沥青混合料推广应用研究

2021-04-01刘新海

广东公路交通 2021年3期

关键词：改性剂沥青路面改性

1 项目来源

广东省交通集团有限公司科技项目(编号：MP-2019-001)

2 主要完成单位

广东交通实业投资有限公司

广东华路交通科技有限公司

广东梅平高速公路有限公司

3 主要技术内容

3.1 技术特点

直投式高模量改性沥青混合料技术可有效解决湿热重载地区沥青路面抗车辙、抗水损、耐久性不足的难题，具有工艺简单、成本较低、节能环保、质量可靠等特点。本课题提出了高模量改性剂及高模量改性沥青的质量控制标准，基于高模量改性沥青的动态力学试验结果及微观改性机理确定了高模量改性剂的合理掺量范围。课题通过对直投式高模量改性沥青混合料的级配设计、改性剂添加工艺、拌和方式及分散均匀性、施工温度及质量控制标准等开展系统性研究，形成了一套完整的直投式高模量改性沥青混合料设计、施工和检验评价技术，研究成果已用于指导直投式高模量改性沥青混合料路面的实体工程实施。

3.2 技术创新

(1)采用动态力学方法研究了高模量改性沥青流变性能与高模量改性剂掺量之间的变化规律。基于红外光谱仪、荧光显微镜等微观分析技术，明晰了高模量改性剂的作用机理，推荐了高模量改性剂的合理掺量范围。

(2)采用沸煮法试验以及自主研发的沸煮法，对比研究了不同沥青种类、不同改性剂掺量下的高模量改性沥青与多种集料的粘附-剥离特性，提出了高模量改性沥青与不同类型集料黏附性能的评价方法和评价标准。

(3)室内设计正交试验研究了拌和时间、改性剂掺量和投入位置等因素对直投式高模量改性剂分散均匀性的影响，基于极差分析法明确各因素影响水平，以此推荐了直投式高模量改性剂合理添加工艺。

(4)结合室内与现场试验，提出了直投式高模量改性沥青混合料的拌和均匀性测试方法和评价标准。

(5)依托实体工程铺筑试验段，研究了直投式高模量改性剂的投放技术、拌和温度、拌和时间等参数与其分散性之间的关系，明确和完善了直投式高模量改性沥青混合料的拌和工艺、摊铺工艺、碾压工艺及质量控制标准，编制了《道路直投式聚合物改性高模量沥青混合料应用技术规程》。

4 效益分析

4.1 经济效益

以沥青路面上面层为例(厚4.0cm，宽10.5m)，相比于广东地区常用铺装材料GAC-16沥青混合料，采用直投式高模量改性沥青混合料可降低建设成本9 800～20 000元/km。以中面层为例(厚6cm，宽10.5m)，相比于广东地区常用铺装材料GAC-20沥青混合料，采用直投式高模量改性沥青混合料可降低建设成本14 000～30 000元/km。此外高模量改性沥青路面与常规沥青路面相比，前者服役期间的路用性能更加优良，使用寿命也有一定的延长，可有效地降低运营期的养护维修成本，全寿命周期内的经济效益更为显著。