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行業(yè)動(dòng)態(tài)改性瀝青的發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)布日期：2016年08月30日
改性瀝青的發(fā)展前景
雖然這一技術(shù)還有待于進(jìn)一步完善和規(guī)范化,但從其在不太長(zhǎng)的時(shí)間里為各國(guó)所接受,被用在很多公路和機(jī)場(chǎng)跑道工程中,可見(jiàn)其確實(shí)起了應(yīng)有的作用,具有廣闊的發(fā)展前景, 主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
a) SBR 橡膠改性產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際,如重慶交通科研所研制的濕法SBR。
b) SBS 等熱塑性彈性體改性技術(shù)及PE等樹(shù)脂類復(fù)合改性技術(shù)得到較多應(yīng)用,如國(guó)創(chuàng)一號(hào)、二號(hào)。
c) 應(yīng)用于京津塘高速公路的土工格柵、土工布等改善瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的物理改性技術(shù)開(kāi)始推廣。
d)SMA 路面
SMA路面于20世紀(jì)60年代發(fā)源于德國(guó)，現(xiàn)已發(fā)展成歐洲重交通道路、機(jī)場(chǎng)和港區(qū)道路流行的瀝青路面，隨后又應(yīng)用至美國(guó)，并在世界范圍內(nèi)推廣。SMA 由粗集料構(gòu)成的堅(jiān)固的骨架結(jié)構(gòu)有優(yōu)良的抵抗長(zhǎng)久變形的能力，而填充粗集料結(jié)構(gòu)空隙的瀝青賦予其高度的耐久性。其粗糙的表面構(gòu)造則使路面具有優(yōu)良的抗滑性能和較低的交通噪聲。德國(guó)于1984年制定了SMA 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，迄今鋪筑面積超過(guò)l億平米 ；一些歐洲國(guó)家也陸續(xù)建立了SMA 標(biāo)準(zhǔn)，瑞典、西班牙SMA 鋪筑面積超過(guò)5000 萬(wàn)平米，荷蘭、法國(guó)、丹麥、挪威和波蘭鋪筑面積也超過(guò)l000 萬(wàn)平米 。1992年，我國(guó)在首都機(jī)場(chǎng)高速公路首次采用SMA。至今首都機(jī)場(chǎng)高速公路除了出現(xiàn)一些橫向溫度裂縫外，使用情況良好。1996年在首都機(jī)場(chǎng)東跑道和八達(dá)嶺高速公路、1997年在北京長(zhǎng)安街，也修建了SMA路面。另外，河北、遼寧、山西、江蘇等省也先后修建了SMA路面。
e)OGFC路面
OGFC路面又稱為大孔隙透水性瀝青路面，它主要具有以下特點(diǎn)：OGFC路面即指多孔性排水瀝青面層，它具有較大的空隙率，能迅速讓路表降水滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)，從結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排至道路邊緣，使瀝青路表保持相對(duì)干燥。使用OGFC路面不僅能有效地降低因表面積水引起的水霧、水濺及暗日眩光，而且可提供足夠的表面粗糙度，提高抗滑性能并能降低道路沿線噪音。美國(guó)早在1950年就開(kāi)始研究OGFC，并在許多州得到了推廣應(yīng)用，例如亞利桑那州95％州際公路鋪筑了OGFC，加上非州際公路的鋪筑，總鋪筑面積占道路鋪筑面積的26﹪。在歐洲，德國(guó)于1960年首次建設(shè)此種路面，荷蘭、法國(guó)、瑞士、意大利等國(guó)也先后進(jìn)行了OGFC路面的鋪筑與研究。在亞洲，日本、馬來(lái)西亞、新加坡等國(guó)進(jìn)行了OGFC路面的鋪筑與評(píng)價(jià)工作，其中日本于1996年底累計(jì)鋪筑達(dá)800萬(wàn)平米。我國(guó)1997年在杭州一金華公路鋪筑了l 000米的OGFC路面，效果良好；1999年在上海的西藏路至和田路、延安中路鋪筑了試驗(yàn)路，其性能良好，達(dá)到了預(yù)期效果。
f)SUPER路面。
到1998年，美國(guó)利用Superpave方法的工程項(xiàng)目已達(dá)l339個(gè)，代表了全美1／3的熱拌瀝青混合料工程項(xiàng)目。我國(guó)上海浦東南干線和楊高南路立交南段進(jìn)行了Super路面的鋪筑與研究，取得了令人滿意的效果。烏魯木齊于2001年修建了Super改性瀝青路面(用于城市快速路)；西安也進(jìn)行了Super改性瀝青路面的鋪筑試驗(yàn)，其路用效果還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。
g) 提高路面質(zhì)量的需要
我國(guó)瀝青路面使用質(zhì)量常不能滿足8～15年設(shè)計(jì)使用年限的要求。以往瀝青路面病害以開(kāi)裂、松散、坑槽類水損病害為主。隨著交通量增多和汽車軸載增加，瀝青面層高溫流動(dòng)產(chǎn)生的推擁、車轍病害也日趨嚴(yán)重。分析產(chǎn)生病害的原因，除水損害是與忽視了對(duì)瀝青面層密水的基本要求有關(guān)外，車轍則與瀝青性能不能滿足日益增長(zhǎng)的汽車荷載作用直接有關(guān)。要想根本解決瀝青面層高低溫穩(wěn)定性和局部損壞問(wèn)題，根本出路之一在于使用優(yōu)質(zhì)的改性瀝青。
h)發(fā)展高性能瀝青面層的需要。
近年來(lái)，國(guó)外為滿足降低行車噪音、防止路面濺水和水霧類安全事故，以及為涵養(yǎng)雨水的環(huán)保需要，一種空隙率為20～30% 的“排水性”表面層被稱為“高性能面層”得到迅速的發(fā)展。有的國(guó)家已將之作為高速公路和重要道路的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)納入了技術(shù)規(guī)范，其作為新建和養(yǎng)護(hù)改建時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)面層結(jié)構(gòu)迅速得到推廣應(yīng)用。但是這種高性能瀝青面層的應(yīng)用需具備兩個(gè)前提：
⑴下面層必須密水，以表面層滲下的雨水能從下面層表面排到兩側(cè)盲溝導(dǎo)出路基。
⑵必須使用60℃粘度＞20，000Pa·s的高粘度改性瀝青，而一般未改性的直餾瀝青60℃粘度僅150Pa·s左右，無(wú)法滿足各種高性能瀝青面層的材料要求。也可以說(shuō)，今后發(fā)展適應(yīng)重載交通作用或滿足特種需求。的瀝青面層，均以應(yīng)用不同的改性瀝青為前提條件。
i)橋面鋪裝的需要。
鋼橋面由于變形大、溫差變化大，橋面鋪裝需要用高柔性和具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性的瀝青混合料，因此需要使用特殊的高粘度改性瀝青。水泥混凝土橋面需要層間結(jié)合良好、密水、抗車轍的瀝青混合料，因此需要使用高粘附性改性瀝青。
環(huán)境保護(hù)的需要環(huán)境保護(hù)方面除上述排水性面層和人行道中使用的透水性面層具有降噪、蓄水等環(huán)保功能外，怎樣使現(xiàn)有超期服役的或路面維修翻修時(shí)的老瀝青面層材料具有資源回收和廢料重新利用的功能，也是環(huán)保需要解決的問(wèn)題。
結(jié)語(yǔ)
為改善瀝青面層的層間結(jié)合條件，采用改性瀝青作為粘層油使用是有效的。此外，改性瀝青作為優(yōu)質(zhì)防水涂料、防水卷材原料，也得到了廣泛應(yīng)用。
如何根據(jù)廢舊瀝青混合料類型和瀝青材料老化程度不同，摻配合適的再生用粘度改性瀝青，使混合料路用性能得到恢復(fù)，是今后需長(zhǎng)期研究解決的問(wèn)題。隨著高速公路建設(shè)里程的增長(zhǎng)，高速公路養(yǎng)護(hù)工作量將日益增加。改性乳化瀝青稀漿封層作為高速公路裂縫防滲、磨耗恢復(fù)、車轍修復(fù)的一種重要養(yǎng)護(hù)措施必將得到廣泛應(yīng)用。但這種養(yǎng)護(hù)方法是以合格的改性瀝青材料為前提條件的，因此SBS改性乳化瀝青類材料在我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)中，將有廣闊的應(yīng)用前景。采用液化改性瀝青生產(chǎn)的冷拌膠結(jié)料由于較非改性瀝青材料有更好的粘結(jié)力、并可在常溫、低溫條件下作用，因而會(huì)成為道路養(yǎng)護(hù)中的一種優(yōu)質(zhì)冷拌瀝青材料得到廣泛的應(yīng)用。
我國(guó)關(guān)于改性瀝青的研究工作雖然起步很早，基本上是和國(guó)際上同步的，但是主要停留在實(shí)驗(yàn)室與試驗(yàn)路上，缺乏大型系統(tǒng)工程。但隨著近年來(lái)改性瀝青以其優(yōu)良的使用性能得到社會(huì)認(rèn)可，使得其將會(huì)在將來(lái)的應(yīng)用具有更廣闊的前景。
雖然這一技術(shù)還有待于進(jìn)一步完善和規(guī)范化,但從其在不太長(zhǎng)的時(shí)間里為各國(guó)所接受,被用在很多公路和機(jī)場(chǎng)跑道工程中,可見(jiàn)其確實(shí)起了應(yīng)有的作用,具有廣闊的發(fā)展前景, 主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
a) SBR 橡膠改性產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際,如重慶交通科研所研制的濕法SBR。
b) SBS 等熱塑性彈性體改性技術(shù)及PE等樹(shù)脂類復(fù)合改性技術(shù)得到較多應(yīng)用,如國(guó)創(chuàng)一號(hào)、二號(hào)。
c) 應(yīng)用于京津塘高速公路的土工格柵、土工布等改善瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的物理改性技術(shù)開(kāi)始推廣。
d)SMA 路面
SMA路面于20世紀(jì)60年代發(fā)源于德國(guó)，現(xiàn)已發(fā)展成歐洲重交通道路、機(jī)場(chǎng)和港區(qū)道路流行的瀝青路面，隨后又應(yīng)用至美國(guó)，并在世界范圍內(nèi)推廣。SMA 由粗集料構(gòu)成的堅(jiān)固的骨架結(jié)構(gòu)有優(yōu)良的抵抗長(zhǎng)久變形的能力，而填充粗集料結(jié)構(gòu)空隙的瀝青賦予其高度的耐久性。其粗糙的表面構(gòu)造則使路面具有優(yōu)良的抗滑性能和較低的交通噪聲。德國(guó)于1984年制定了SMA 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，迄今鋪筑面積超過(guò)l億平米 ；一些歐洲國(guó)家也陸續(xù)建立了SMA 標(biāo)準(zhǔn)，瑞典、西班牙SMA 鋪筑面積超過(guò)5000 萬(wàn)平米，荷蘭、法國(guó)、丹麥、挪威和波蘭鋪筑面積也超過(guò)l000 萬(wàn)平米 。1992年，我國(guó)在首都機(jī)場(chǎng)高速公路首次采用SMA。至今首都機(jī)場(chǎng)高速公路除了出現(xiàn)一些橫向溫度裂縫外，使用情況良好。1996年在首都機(jī)場(chǎng)東跑道和八達(dá)嶺高速公路、1997年在北京長(zhǎng)安街，也修建了SMA路面。另外，河北、遼寧、山西、江蘇等省也先后修建了SMA路面。
e)OGFC路面
OGFC路面又稱為大孔隙透水性瀝青路面，它主要具有以下特點(diǎn)：OGFC路面即指多孔性排水瀝青面層，它具有較大的空隙率，能迅速讓路表降水滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)，從結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排至道路邊緣，使瀝青路表保持相對(duì)干燥。使用OGFC路面不僅能有效地降低因表面積水引起的水霧、水濺及暗日眩光，而且可提供足夠的表面粗糙度，提高抗滑性能并能降低道路沿線噪音。美國(guó)早在1950年就開(kāi)始研究OGFC，并在許多州得到了推廣應(yīng)用，例如亞利桑那州95％州際公路鋪筑了OGFC，加上非州際公路的鋪筑，總鋪筑面積占道路鋪筑面積的26﹪。在歐洲，德國(guó)于1960年首次建設(shè)此種路面，荷蘭、法國(guó)、瑞士、意大利等國(guó)也先后進(jìn)行了OGFC路面的鋪筑與研究。在亞洲，日本、馬來(lái)西亞、新加坡等國(guó)進(jìn)行了OGFC路面的鋪筑與評(píng)價(jià)工作，其中日本于1996年底累計(jì)鋪筑達(dá)800萬(wàn)平米。我國(guó)1997年在杭州一金華公路鋪筑了l 000米的OGFC路面，效果良好；1999年在上海的西藏路至和田路、延安中路鋪筑了試驗(yàn)路，其性能良好，達(dá)到了預(yù)期效果。
f)SUPER路面。
到1998年，美國(guó)利用Superpave方法的工程項(xiàng)目已達(dá)l339個(gè)，代表了全美1／3的熱拌瀝青混合料工程項(xiàng)目。我國(guó)上海浦東南干線和楊高南路立交南段進(jìn)行了Super路面的鋪筑與研究，取得了令人滿意的效果。烏魯木齊于2001年修建了Super改性瀝青路面(用于城市快速路)；西安也進(jìn)行了Super改性瀝青路面的鋪筑試驗(yàn)，其路用效果還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。
g) 提高路面質(zhì)量的需要
我國(guó)瀝青路面使用質(zhì)量常不能滿足8～15年設(shè)計(jì)使用年限的要求。以往瀝青路面病害以開(kāi)裂、松散、坑槽類水損病害為主。隨著交通量增多和汽車軸載增加，瀝青面層高溫流動(dòng)產(chǎn)生的推擁、車轍病害也日趨嚴(yán)重。分析產(chǎn)生病害的原因，除水損害是與忽視了對(duì)瀝青面層密水的基本要求有關(guān)外，車轍則與瀝青性能不能滿足日益增長(zhǎng)的汽車荷載作用直接有關(guān)。要想根本解決瀝青面層高低溫穩(wěn)定性和局部損壞問(wèn)題，根本出路之一在于使用優(yōu)質(zhì)的改性瀝青。
h)發(fā)展高性能瀝青面層的需要。
近年來(lái)，國(guó)外為滿足降低行車噪音、防止路面濺水和水霧類安全事故，以及為涵養(yǎng)雨水的環(huán)保需要，一種空隙率為20～30% 的“排水性”表面層被稱為“高性能面層”得到迅速的發(fā)展。有的國(guó)家已將之作為高速公路和重要道路的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)納入了技術(shù)規(guī)范，其作為新建和養(yǎng)護(hù)改建時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)面層結(jié)構(gòu)迅速得到推廣應(yīng)用。但是這種高性能瀝青面層的應(yīng)用需具備兩個(gè)前提：
⑴下面層必須密水，以表面層滲下的雨水能從下面層表面排到兩側(cè)盲溝導(dǎo)出路基。
⑵必須使用60℃粘度＞20，000Pa·s的高粘度改性瀝青，而一般未改性的直餾瀝青60℃粘度僅150Pa·s左右，無(wú)法滿足各種高性能瀝青面層的材料要求。也可以說(shuō)，今后發(fā)展適應(yīng)重載交通作用或滿足特種需求。的瀝青面層，均以應(yīng)用不同的改性瀝青為前提條件。
i)橋面鋪裝的需要。
鋼橋面由于變形大、溫差變化大，橋面鋪裝需要用高柔性和具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性的瀝青混合料，因此需要使用特殊的高粘度改性瀝青。水泥混凝土橋面需要層間結(jié)合良好、密水、抗車轍的瀝青混合料，因此需要使用高粘附性改性瀝青。
環(huán)境保護(hù)的需要環(huán)境保護(hù)方面除上述排水性面層和人行道中使用的透水性面層具有降噪、蓄水等環(huán)保功能外，怎樣使現(xiàn)有超期服役的或路面維修翻修時(shí)的老瀝青面層材料具有資源回收和廢料重新利用的功能，也是環(huán)保需要解決的問(wèn)題。
結(jié)語(yǔ)
為改善瀝青面層的層間結(jié)合條件，采用改性瀝青作為粘層油使用是有效的。此外，改性瀝青作為優(yōu)質(zhì)防水涂料、防水卷材原料，也得到了廣泛應(yīng)用。
如何根據(jù)廢舊瀝青混合料類型和瀝青材料老化程度不同，摻配合適的再生用粘度改性瀝青，使混合料路用性能得到恢復(fù)，是今后需長(zhǎng)期研究解決的問(wèn)題。隨著高速公路建設(shè)里程的增長(zhǎng)，高速公路養(yǎng)護(hù)工作量將日益增加。改性乳化瀝青稀漿封層作為高速公路裂縫防滲、磨耗恢復(fù)、車轍修復(fù)的一種重要養(yǎng)護(hù)措施必將得到廣泛應(yīng)用。但這種養(yǎng)護(hù)方法是以合格的改性瀝青材料為前提條件的，因此SBS改性乳化瀝青類材料在我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)中，將有廣闊的應(yīng)用前景。采用液化改性瀝青生產(chǎn)的冷拌膠結(jié)料由于較非改性瀝青材料有更好的粘結(jié)力、并可在常溫、低溫條件下作用，因而會(huì)成為道路養(yǎng)護(hù)中的一種優(yōu)質(zhì)冷拌瀝青材料得到廣泛的應(yīng)用。
我國(guó)關(guān)于改性瀝青的研究工作雖然起步很早，基本上是和國(guó)際上同步的，但是主要停留在實(shí)驗(yàn)室與試驗(yàn)路上，缺乏大型系統(tǒng)工程。但隨著近年來(lái)改性瀝青以其優(yōu)良的使用性能得到社會(huì)認(rèn)可，使得其將會(huì)在將來(lái)的應(yīng)用具有更廣闊的前景。
