硫磺改性沥青混合料应用技术研究_secret

1、硫磺改性沥青混合料 应用技术研究 为适应公路交通不断增长的需要，贯彻“精心设计、精心施工”“百年大计、质量第一”的方针，提高路面的设计、施工质量，特别是沥青面层的质量，使其在设计年限内满足承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求，公路科技人员在面层胶结料方面做了大量的研究，各种配方的改性沥青得到了广泛的应用，一些新的改性方法也在不断研究。早在一个世纪前，人们就知道硫磺具有提高沥青质量的特性，硫磺改性在美国、加拿大70年代就应用很广泛，但在我国还是首次应用，属于新材料、新工艺，应用者必须了解清楚，才能正确应用，避免出现不必要的偏差。使用SEAM拌和的混合料已经在天津“津沽公路”“津榆公路”试验成功

2、，本课题就是根据美国专家Imants Deme, P. Eng先生的讲稿和其他技术资料，试验总结归纳出来的，供进一步深化应用参考。1、 硫磺改性沥青混合料的基本概念：1.1 基本概念硫磺与沥青有很好地相容性，与集料有很好的粘结性，拌和过程中在骨料的剪切下，使硫磺以非常细的颗粒均匀地分散在沥青中，部分呈化学结合，在沥青中溶解，在沥青相中分散，可以使粘稠的沥青变的稀释，最终形成结晶，达到改性的结果，使用添加硫磺的胶结料拌和出的混合料使结构抗压、抗裂性增强，提高沥青路面面层的高温抗车辙性能，协助改善低温性能，提高混合料的水稳定性。这就是硫磺改性沥青混合料的基本概念。1.2 硫磺强化沥青改性剂单质硫磺

3、70C开始软化115C左右化为液体，加入沥青混合后可以很好地混合，使沥青稀释，运动粘度降低，不但使得混合料性能改善，而且使得混合料的拌和、摊铺、碾压都比较容易。但在高温熔融状态下容易产生硫蒸汽，SO2，H2S，尤其H2S是有害气体，有刺鼻气味和烟雾产生。直接加入单质硫副作用太大，而且改善性能不明显，所以要设法避免，达到获得的混合料性能改善明显，在拌和混合料时不产生或很少产生有害气体的目的。美国洛克邦得公司生产的SEAM，ARP就是为达到这一目的研究出的科技产品。SEAM是Sulphur-Extended Asphalt Modifierde 的缩写，意为“硫磺强化沥青改性剂”，是在硫磺里面添加

4、了烟雾抑制剂和增塑剂成分制成的颗粒。ARP则是在SEAM中加入了沥青后生产的颗粒。用这两种颗粒和沥青共同拌和出来的混合料，都称为硫磺改性沥青混合料。1.3 硫磺改性沥青的历史发展和应用前景展望单纯用硫磺改性技术简称为 SEA，19741981年期间在美国和加拿大用 SEA 技术修筑了100多个公路项目，从而形成了硫磺改性沥青的商业化。由于两个大问题的困扰，使用硫磺改性的越来越少。一是当时在高温状态下产生的刺鼻气味和烟雾没解决，尤其是硫化氢的产生，对人身有害，其二是在八十年代早期硫磺出现了全球性的短缺，价格飞涨，导致了硫磺改性（SEA）的应用不景气。但是由于用其修筑的路面表现出比常规沥青路面好的

5、多的现象，使科技人员很感兴趣，可以用与常规的沥青混合料相近的操作方法进行操作，几乎看不到泛油现象，抗车辙性能明显好，路面横向裂纹少而轻，没有明显的水损害现象，公路的使用寿命较长，维修费用低，说明高、低温路用性能和水稳定性都比较好。所以进一步研究了应用技术。洛克邦得公司的专利技术解决了产生刺鼻气味和烟雾的问题，即在SEA的基础上制成为SEAM，将硫磺变成为硫磺强化沥青改性剂颗粒，SEAM颗粒易于操作，易于在热沥青混合料中熔化，由于在硫磺里面添加了烟雾抑制剂，在150C以下不产生硫化氢、二氧化硫，硫蒸汽的浓度也很低，产生的气味对人是没有副作用的，比起煤焦油气味的副作用小的多，增塑剂则提高了硫的质量

6、及硫磺改性的强度和耐久性。从而在技术上的问题迎刃而解。又由于近年来脱硫工艺的进步，炼油厂的燃料脱硫以及来自含硫天然气和油砂的硫磺产量猛增，美国、加拿大、中东、俄罗斯等国都有极高的硫产量，全球硫供应达到了历史最高水平，所以价格降了下来，预计硫的供过于求的状况将持续十年，这段时间内硫的价格将持续下降。这样硫磺改性就显出了它的优越性。下图为熔融硫在沥青中的分散状态。图1 熔融硫在沥青中的分散状态2 使用SEAM 和ARP的安全注意事项 单质硫不是有毒物质，在很多领域都有应用，因为硫在115C以上是液体，所以热硫的危险性与其他的热液体是相同的。硫磺和沥青都是易燃物质，具有相同的闪点温度（205250度

7、）硫磺在空气中燃烧产生二氧化硫，在高温条件下反应生成硫化氢，需要控制的是在拌和温度下尽量少的产生硫化氢和二氧化硫。2.1 控制混合料的拌和温度在150C以下硫磺的熔点只有115C，在与沥青混合以后，将沥青的粘度降低，容易操作，不需要象普通沥青那样的高温，一般在135C-145C为好，炎热的夏天低一些，气温低时可以稍微高一些，不要超过150C。超过以后要释放硫化氢、二氧化硫，有烟雾和刺鼻气味，尤其硫化氢对人是有害的。不超过就不会释放或释放浓度很低，不会超过环保允许的浓度，不会达到引起刺激的浓度。在美国，拌锅局部空间硫化氢、二氧化硫排放浓度不超过10ppm（1ppm=1mg/m3 ）就可满足要求，

8、在普通沥青混合料拌和温度下也不会超过这一指标。实验过程中在169.5C的拌和温度下，检测到的数据只有3-4ppm，在145C以下没有检测到有害气体。天津市环保局在拌和厂和摊铺现场检测的数据在控制排放标准的1/201/10，大大小于控制的浓度。所以在150C以下使用硫磺改性是安全的。2.2 加强安全保护如果是人工投料，在拌锅周围工作的工人要佩带安全保护眼睛和防尘面具，并要经常换班作业。现场操作只有摊铺机手要适当采取保护手段，其他人员适当避开下风头就可以。2.3 加强检测最好配备二氧化硫、硫化氢浓度测试仪，随时测定释放浓度。要安排安全检测人员，及时监控现场情况。任何人进入与沥青混合料有关的加工容器

9、之前都必须检测硫化氢的浓度。如果拌和温度不失控，只要有人随时注意观察即可。2.4 实验室操作时也必须控制温度不超标并要保持良好的通风。2.5 SEAM颗粒中的烟雾抑制剂长时间在高温下会逐渐分解而释放有害气体，所以不宜提前生产备料，拌和出来的混合料，立刻运到现场进行摊铺，避免由于长时间的储存造成释放有害气体。3、硫磺改性沥青混合料的性能3.1 硫在沥青混合料中的作用硫磺和沥青有很好的相容性，对集料来讲有很好的粘接性，在拌和过程中骨料的强烈剪切作用把硫分散在沥青相中，在沥青中溶解，随着时间的增长与沥青部分化学结合，部分形成结晶。产生了下面的作用。（1）使沥青变的稀释，运动黏度降低。硫磺在70C多开

10、始软化变为胶状体，至115C左右完全液化，所以与沥青相容后使沥青的粘度降低，使混合料变的容易拌和、容易摊铺和碾压，因此可以降低拌和温度，在135C145C最好。下表为硫磺沥青60C、135C粘度，当温度处在合适范围内运动黏度低于普通沥青，115C以下逐渐向粘稠发展，粘度也越来越大，所以终压温度要比普通混合料提高10度左右，一般不低于90C为好。因为运动粘度低，所以很容易压实，从制作试件时看，击50次与击75次的密度基本没有区别，所以碾压很容易密实。硫磺沥青（40：60）硫磺沥青（30：70）运动粘度608651259运动粘度135182403（2）使沥青混凝土结构增强。在70C以下硫磺是固体，

11、随着时间的增长与沥青部分化学结合形成结晶，从而使结构增强，稳定度提高。尤其改善高温稳定性比较明显，同一级配的混合料比SBS改性动稳定度要高很多，是不改性混合料的5倍以上。稳定度值随着时间的增长而增长，施工后两周内增长最快，以后仍有缓慢增长。其低温性能也相应改善，低温小梁实验断裂后看到的是石子断裂，而不是剥离，说明硫磺沥青与集料低温下的结合好。所以说硫磺沥青混合料的高温性能和低温性能都是很好的。（3）使抗水损害的性能增强。硫磺与集料有很强的附着性，所以比普通沥青混合料抗水损害的能力提高很多。而且很少产生裂缝，不会产生泛油现象。 下表是抗水剥离的性能实验： 浸水后骨料上保留粘结剂的百分比水中浸泡时

12、间（分）普通沥青40%SEAM60%沥青50%SEAM50%沥青15809095 30759095 45758595 60708090 2405580-90实验方法：修改后的ASTM D-1664可以看出随着SEAM的比例增大抗水剥离的性能增加3.2 硫磺掺量的变化可以获得全刚性、半刚性、柔性等各种性能的沥青面层。用等体积替代原则，用等体积的硫磺替代部分沥青，获得所需要的性能的沥青面层。硫磺的密度接近是沥青的两倍，通过多次的实验总结替代系数在1.52.0范围内，一般取1.7。最后得出硫磺和沥青的重量比来。SEAM/沥青=50/50 获得的是很硬的“全刚性”混合料，按体积比计算，大约替代了40%

13、左右的沥青。这种面层具有优异的抗车辙性能，但是柔性很低，只能用于路基很好，路面结构刚性很大的情况。这种混合料硬化较早，必须快速操作，终压温度不宜低于110C。在高温下迅速达到所需的压实密度。另外这种比例的混合料排放的烟雾也是比较大的。SEAM/沥青=40/60 获得的是“半刚性”的混合料，大约替代了30%左右的沥青。这种混合料的稳定度比常规的沥青混合料高，因此路面具有较高的抗车辙性能，同时又能保持足够的柔度和较好的抗疲劳性能。拌和温度控制在140C左右，并可以按常规工艺进行摊铺和压实。可以适用于一般的道路的需要，用的比较广泛。SEAM/沥青=30/70 得到的是“柔性”的混合料，大约替代了20

14、%左右的沥青。这种混合料与常规的沥青混合料性能基本相似，稳定性略好一些，所有的工艺都与常规的相同。采用什么样的比例，要根据该路的功能需要，和路面设计的强度和刚度匹配来选择。3.3 SEAM混合料沥青的选择硫磺可以和所有沥青配伍，但是效果各有差别，不同的沥青，不同的比例获得的混合料性能不同。使用比较软的沥青，效果更能明显的体现出来。在天津地区采用AH90沥青，40/60的比例，实现的效果与SBS改性沥青相近。如使用较软的沥青，要达到以上的效果，就要增大SEAM的比例。因此可根据沥青供应情况和需要达到的性能，从实验中确定合适的配比。因为采用的是向混合料中投入SEAM颗粒，所以可以选用认为最合适的比

15、例。3.4 SEAM改性沥青获得的方式因为硫磺的密度约是沥青的两倍，用普通的方法不能使其混合均匀，混合以后会很快地分离沉淀，所以不能做成液态的改性沥青使用，因为采用直接投放在骨料的剪切作用下就能达到改性的目的，也没有必要投入很大的成本做成改性沥青。这样可以根据需要选择比例更为方便。3.5 ARP的应用 ARP是在SEAM的基础上加入沥青后制作出的改性沥青粒料，可以直接投放到搅拌锅中使用。交通部公路研究所进行了实验，评价为“它是一种非常特殊的沥青改性粒料，用它配制的沥青混凝土有非常高的马歇尔稳定度和车辙实验动稳定度，普通的沥青混凝土无法与它相比。另据美国俄勒冈大学土木工程系按照SUPERPAVE

16、的低温性能评价实验证明同样具有良好的低温使用性能。说明此材料具有良好的使用性能。”使用ARP拌和混合料在津沽公路进行试验，证明评价是符合实际的。4 使用SEAM的目标配合比设计使用SEAM的沥青混合料目标配合比设计可以按常规的方法，先设计出最佳油石比，然后再按需要的比例计算出SEAM和沥青的用量，最后按照易于操作的原则调整，确定最后的配比。具体操作如下：4.1 按照马歇尔方法进行操作，确定集料级配曲线和油石比，也可以用其它方法设计。4.2 按设计好的集料级配，通过调整沥青和SEAM的用量作试配，达到需要的马氏稳定度。如需要获得刚性面层，就准备用SEAM替代出约40%的沥青，SEAM和沥青的重量

17、比为50/50，如需要半刚性面层就替代约30%的沥青，重量比是40/60，柔性面层就替代出约20%的沥青，重量比是30/70。按照等体积原则替代，因SEAM的密度接近是沥青的两倍，替代一定体积的沥青大约需要两倍的SEAM，实验室研究和现场经验都表明不一定使用两倍，这就要选择一个替代系数R，数值在1.52范围，经验证明半刚性面层选择R=1.7为好，可以获得混合料的最佳稳定性和空隙率。SEAM可以用下面的公式进行计算SEAM沥青%（总油石比）= 10000AR10000R-100PS(R-1)+APS(R-1)式中：A =常规混合料设计中沥青含量（重量百分比）R =SEAM替代系数（理论计算R=G

18、S/GA 据经验推荐R=1.51.7）半刚性面层一般取R=1.7。PS=“最终粘接料”中的SEAM重量百分比举例：（津沽公路实验段AC20）常规设计含油量=4.6% 总含油量= 10000（4.6）1.7 =5.46% 10000(1.7)-(100)(40)(1.7-1)+4.6(40)(1.7-1) 取总含油量= 5.5%SEAM=5.5%*40%=2.2% 沥青 =5.5%*60%=3.3% 此时沥青是原比例的72%也可以用简单算法计算4.6%的沥青，按照体积比30/70，30%的沥青用SEAM替代。4.6*30%=1.38 替代系数R=1.7需要SEAM：1.38*1.7=2.35 沥

19、青： 4.6*70%=3.22可以调整为：SEAM= 2.3% 沥青=3.3% 总含油量=5.6%4.3 根据计算结果在实验室进行实验，大面积使用时要选择5种SEAM和沥青的不同比例进行实验对比，来验证设计的结果。本项目只是按选顶的40/60比例实验。津沽公路AC20实验结果是：空隙率=5.1%常规沥青混合料马歇尔稳定度=7.5 KN 动稳定度850次/mmSEAM沥青混合料马歇尔稳定度=17.2 KN 动稳定度6767次/mm现场取样14天以后的马歇尔稳定度=14.3KN津榆公路AC-25实验结果如下：类型含油量%表观密度g/cm3马氏稳定度KN流值0.1mm动稳定度次/ mmSEAM +沥

20、青2.2 +3.32.53315.231.75800AH90沥青4.62.479.431.1780SBS沥青4.62.4911.23452504.4 按照确定的用量进行生产配合比的设计，投入生产。5 使用SEAM的施工工艺5.1 混合料的拌和与普通混合料略有不同，SEAM沥青混合料拌和温度在135C145C范围，气温高时可以选低限，气温低时选高限，比普通混合料低10度左右。SEAM混合料拌和必须遵守安全规则，任何时候都不能超过150C。5.2 推荐使用自动添加SEAM的上料系统，例如，类似于矿粉添加系统或输送带到拌和仓组成的输送系统。少量生产也可以人工投料。可以同时添加沥青和SEAM，由于硫磺

21、熔点低，所以很容易被热沥青熔化，在正常的搅拌中分散，不需要另外增加拌和时间。关键是投料准确，拌和均匀。必须严格检验拌和出的混合料的质量，杜绝不合格的混合料出厂。5.3 SEAM颗粒含有减少气味和烟雾的添加剂，可以很好地发挥作用，随着温度的增高和时间的增长逐渐挥发，所以不宜提前生产，拌和出的混合料立即运到现场摊铺。5.4 SEAM混合料因为运动粘度低，比普通混合料容易摊铺碾压成型，与SBS改性沥青工艺相似，摊铺后立即碾压，为达到最大密实度，碾压温度越高越好，最好在110C以前完成。一般用用钢轮挂强振碾压四遍，然后用胶论碾压两遍即可，最低终压温度不要低于90C，也不要过压，因为表面温度冷却较快，过

22、度碾压容易在表面形成象毛发一样的横向裂纹。 当混合料配比中含天然砂或粗集料较多时，碾压时会“移动”，这种混合料应在120度140度之间碾压，在105120度时应停止，接近100度时完成终压收光。6、硫磺改性沥青混合料试验路及施工工艺为了验证硫磺改性沥青混合料路用性能和充实室内试验研究成果，总结该种混合料面层的施工经验，于2002年8月在津沽公路面层和底面层，2002年10月在津榆公路底面层分别施做AC13、AC20、AC25硫磺改性沥青混合料，效果良好。6.1室内试验研究6.1.1天津市政研究院按照厂方初次提出的比例，对ARP混合料及掺SEAM的沥青混合料进行了有关性能的研究。研究对象为AC-

23、16I混合料。6.1.2研究依据的技术规范和试验规程JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范；JTJ052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程；JTJ0582000公路工程集料试验规程；6.1.3 AC-16I矿质混合料级配及油石比的确定 AC-16I沥青混合料矿料级配 表1筛孔(mm)通过下列筛孔（mm）的百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配10095.284.770.549.641.030.924.811.88.77.0规范范围10095100759058784263325022371628112171548掺ARP混合料油石

24、比为10.5%（全部为ARP用量），掺SEAM沥青混合料油石比为6.2%（其中AH-90沥青占2.8%，SEAM占3.4%）。此种比例是美国厂商按美国拉斯维加斯地区使用的情况提供的，与天津市的情况不符，所以有些实验不理想。6.1.4沥青混合料性能测试(1) 马歇尔稳定度试验 矿料加热温度为160,拌合时ARP和SEAM颗粒直接投入而不需加热,成型温度控制在140左右,双面各击实75次。对试件进行马歇尔稳定度及48h浸水马歇尔稳定度试验，浸水马歇尔稳定度试验结果用于评价沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力，试验方法T0709-2000，结果见表2。 沥青混合料马歇尔试验结果 表2混合料品种毛体积相

25、对密度空隙率（%）间隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（0.1mm）浸水48h稳定度（KN）A2.4606.5918.965.13023.023.6S12.4914.4215.471.23029.720.4S22.4954.2415.272.13036.724.6注：表中A掺10.5%ARP混合料，S1掺2.8%AH90和3.4%SEAM的沥青混合料，S2掺2.8%AH90和3.4%SEAM的沥青混合料，并掺加0.5%的抗剥落剂。三种混合料的稳定度值超过试验机量程30KN，没有测出具体数据。（2）车辙试验本试验用以评价沥青混合料的高温性能，测定其高温抗车辙能力，试验温度为60，轮压为0.

26、7Mpa，试验方法T0719-1993，结果见表3。 沥青混合料车辙试验结果 表3混合料品种试验温度轮压（MPa）动稳定度（次/mm）变异系数（%）A600.71821714.5S1600.760094.8S2600.752999.0（3）低温弯曲破坏试验低温弯曲试验用以测试沥青混合料在规定温度和加载速率下抗弯曲破坏的力学性质。本试验温度为-10，加载速率50mm/min，结果用于评价混合料的低温抗裂性能。试验方法T0715-1993，结果见表4。 沥青混合料弯曲试验结果 表4混合料品种抗弯拉强度RB（MPa）梁底最大弯拉应变B弯曲劲度模量SB（MPa）A9.15116410-67.86103

27、S18.58145510-65.90103S28.61168110-65.12103(4) 冻融劈裂试验 冻融劈裂试验是在规定条件下对沥青混合料试件进行冻融循环，测定混合料试件在受到水损害前后劈裂破坏的强度比，以评价混合料的水稳定性。试验方法T0729-2000，结果见表5。 沥青混合料冻融劈裂试验结果 表5混合料品种未进行冻融循环试件的劈裂抗拉强度RT1（MPa）经受冻融循环试件的劈裂抗拉强度RT1（MPa）冻融劈裂比TSR（%）A0.940.2930.4S11.821.1965.2S21.691.2875.8注:表中A混合料在经受冻融循环后有一块试件已经破坏,丧失承载能力。S1混合料也低于

28、规范要求，说明实验规定的比例有缺陷。为此美方专门派专家进行实验和施工，介绍了设计方法，调整了配比。指出原来的配比只适合于气候炎热，沥青又软的情况。天津市地区，SEAM与AH90沥青的比例不能大于40：60。6.2 SEAM混合料试验以及施工工艺6.2.1 试验路概况津沽公路 横断面 1.5m16m1.5m 结构设计 二步二灰土（30cm）+18cm二灰碎石+18cm水泥稳定碎石+5cmAC-20+4cm AC13。 试验路结构 用AC13、AC20硫磺改性沥青混合料替代普通沥青混合料AC13、AC20。试验路桩号 底面层0+1000+220左半幅 表面层0+1400+380左半幅。津榆公路 横

29、断面 1.5m12m1.5m结构设计 30cm石灰土+18cm二灰碎+18cm水稳+7cm AC25+4cm AC13。试验路结构 用硫磺AC25替代普通AC25。试验路桩号 外环线往东两公里。6.2.2 混合料配合比(1)混合料级配，见表-6、表-7、表-8。 AC13级配范围 表-6筛孔（mm）通过下列筛孔（mm）的百分率（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配10099.281.758.142.130.621.412.89.96.7规范范围1009510070884868365324411830122281648AC-20级配范围 表 7 筛孔（

30、mm）通过下列筛孔（mm）的百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配10090.983.873.259.945.536.731.122.513.29.27.0规范范围100951007590628052723858284620341527102061448 AC-25级配范围 表-8 筛孔（mm）通过下列筛孔（mm）的百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配1009986.373.862.251.239.832.527.819.511.48.06.0规范范围10095

31、1007590628057734363325225421832132581851337（2）混合料油石比确定由于科研院的配比设计是按照美方初次提供的方法，但是忽略了天津市的环境和使用沥青的标号不同，所以SEAM比例太大不适用，只采用了其设计的集料级配。根据普通沥青混合料确定的油石比（含油量）确定SEAM混合料油石比。其方法见4.2条，两条试验都皆按替代出30%的沥青，重量比为40/60，则AC-13混合料普通沥青油石比为5.4%（含油量为5.2%）计算SEAM沥青 % 方法为：（总含油量）= 10000（5.2）1.7 10000 (1.7) - (100) (40) (1.7-1) + 5.

32、2 (40 )(1.7-1) =6.2SEAM=6.240%=2.5%沥青=6.260%=3.8% 此时沥青是原比例的38/52=73%AC-20(AC-25)普通沥青油石比按4.8%(含油量4.6%计),则计算出SEAM混合料总含油量为5.5%.SEAM=5.5%40%=2.2%沥青 =5.5%60%=3.3%6.2.3 混合料生产与运输(1) 混合料生产准备(2) 用料计算按内掺法确定每盘用料情况，以拌合机1000型为例：AC-13每盘用料：矿料：940Kg，SEAM：25 Kg。AH-90沥青油：38 Kg；AC-20每盘用料：矿料：945Kg，SEAM：22 Kg。AH-90沥青：33

33、 Kg；装袋准备 分别以25 Kg和22 Kg重量装在编织袋中，根据每天产量确定装袋数量。（3）设备改装在拌缸处焊两个投料孔，做为每盘投放SEAM料用，投料方式以人工投放。（4）SEAM混和料生产温度控制：白料温度140145 沥青温度150拌和时间：干拌时间25S 湿拌时间30S在加入沥青油的同时以人工在投料孔投入SEAM粒料。混合料出口温度控制在145左右。下图为SEAM混合料的拌和。图2 拌和SEAM混合料（5）SEAM混合料运输 运输方式与普通沥青混合料运输方式相同。在运输过程中要注意不要在半道停放，必须及时运到现场，最好从拌和运输至现场时间控制在1小时内。6.2.4 混合料施工：现就

34、两个实验项目分别叙述如下津沽公路：在8月28日、31日施工，天气晴，最高温度32度。上午9点开始拌和出厂温度145度，运距25KM，运至现场温度为141度144度。（1）混合料摊铺 现场摊铺混合料运至现场即开始摊铺，其不同于其他沥青混合料。不要有压车等料情况，到现场后即可摊铺。摊铺方法同一般沥青混合料，见图3。图3 摊铺SEAM混合料（津沽公路）（2）SEAM混合料碾压碾压设备：戴那帕克CC422 双钢振动压路机。徐州YL20 胶轮压路机碾压方式：以双钢振碾压2遍（初压），振压4遍（复压） 胶轮碾压4遍（终压）碾压温度控制：初压：133138；复压：118123 终压：9298 上述温度皆现场

35、实测温度碾压时要及时跟在摊铺机后面碾压，终压必须在90内完成，见图4。图4 碾压SEAM沥青路面（津沽公路）（3）SEAM沥青路面密度及平整度检测 碾压时没有拥动现象，比较容易压实。密度采用钻芯试验法，津沽公路检测2点分别为98.9%、96.5 % 平整度以3m直尺检测法，其结果满足规范要求。（4）实验安全情况检测：在拌和前几盘料时，由于热料仓存料温度高混合料拌和温度高达169.5度，使用仪器（INDUSTRIAL SCIENTIFIC TMX412 DRAGER MICRO PAC #6408420）检测到二氧化硫浓度3ppm，硫化氢浓度3ppm，摊铺现场摊铺机进料斗周围23ppm，均在安全

36、控制范围之内。当拌和温度恢复正常以后几乎检测不到。147150度的拌和温度出料装车时没有检测到二氧化硫和硫化氢，现场接料斗操作工处，大多时间检测为零，最大为2ppm。摊铺机后操作处，最大为1ppm。说明符合环保要求。图5为美国专家现场检测二氧化硫和硫化氢浓度。津榆公路 10月15日铺筑了第一条试验段，约1KM，铺筑时间上午10：00下午4：00，大气温度19度，摊铺机为ABG型，摊铺宽度6M，碾压设备：DD130两台，26吨胶碾一台。SEAM混合料摊铺温度一般在140度左右，其中，有两车混合料因热料仓存料温度高超过169度，混合料性能没有发生变化，但发现有臭鸡蛋味。摊铺机摊铺速度为3M/MIN

37、，碾压作业段长度20M，钢碾强振碾压为4遍，胶碾碾压不少于两遍，但不宜大于4遍，SEAM混合料属于半刚性材料，如碾压遍数过多，一般路表温度已很低，容易出现过碾现象。施工过程中发现，SEAM混合料对碾压温度要求比较严，钢碾碾压必须在110度之前完成，如低于110度碾压，表面出现象毛发一样的横向裂纹，施工过程中如出现此种现象，应立即用胶碾反复碾压即可消除。10月18日铺筑了第二条试验段，约1KM， 天气阴，时有毛毛细雨，最低气温9度，运输距离50KM，早6点开始拌和，9点开始摊铺。由于气温忽然降低，又下着雨，储存时间长，运输距离也长，车内有结块现象。又发现拌和设备计量发生了故障，出现了没有沥青的混

38、合料，所以发生了局部松散的情况，在用铣刨机铣料的时候，发现比铣普通混合料要困难的多。该路实验摊铺温度130度左右，采用DD130立刻挂强振碾压四遍，胶轮碾压两遍，既达到密实要求。终压温度已经低于90度，没有发现可见裂纹。下表为津榆公路SEAM混合料与普通混合料有关技术性能比较：类型含油量%表观密度g/cm3 马氏稳定度KN流值0.1mm动稳定度次/mmSEAM沥青2.23.32.53315.231.75800普通沥青4.62.479.431.1780摊铺SEAM沥青混凝土（津榆公路）碾压SEAM沥青混凝土（津榆公路）6.2.5 SEAM混合料试验结果在施工中我们取拌和好的料及现场钻芯取样做了部

39、分试验工作，结果为：AC-13型SEAM改性沥青混合料试验马氏稳定度（N）流值（0.1mm）密度g/cm3动稳定度（次mm）低温弯曲破坏应变（10）10.5232.4231011669同等条件下施做SBS AC-13混合料动稳定度为2290次mm.AC-20I型SEAM改性沥青混合料试验马氏稳定度（N）流值（.1mm）密度g/cm3动稳定度（次mm）低温弯曲破坏应变（-10）12.4(13.9)29.82.44567671335同等条件下施做SBS AC-20I混合料动稳定度为3505次mm.AC-25I型SEAM改性沥青混合料试验马氏稳定度（KN）流值（0.1mm）密度g/cm3动稳定度（次

40、mm）15.232.72.5366702同等条件下施做SBS AC-25I混合料动稳定度为5250次mm.(SBS)SEAM AC-25I混合料冻融劈裂试验未进行冻融循环试件的劈裂抗拉强度RT1(MPa)经受冻融循环试件的劈裂抗拉强度RT2（MPa）冻融劈裂比TSR(%)(SEAM)AC-25I1.0050.89589.1(SBS)AC-25I0.980.8384.7从数据看出SEAM混合料的高温性能和低温性能都优于SBS改性沥青混合料 6.2.6 天津市环保局环保测试 见附件7、ARP沥青混和料的应用研究今年我们对ARP改性沥青混合料进行了级配，性能实验研究并进行了大面积应用进行分析研究，并

41、对其生产施工工艺进行了研究。3.1 级配及室内研究3.1.1根据普通沥青砼含油量AC-20I型为4.4%，AC-13I型为4.9%，我们把此油石比 给美国专家，美国专家据此提供出应用ARP混和料含量的设计方案，下述的各项试验现场施工都是在此设计方案基础上完成的，见表8、表9。应用ARP生产AC-20I型混合料设计方案普通沥青设计含油量4.4%（表8）以1000kg集料为基础集料（kg）ARP（kg）沥青（kg）100030.2272应用ARP生产AC-13I型混合料设计方案普通沥青设计含油量4.9（表9）以1000kg集料为基础集料（kg）ARP（kg）沥青（kg）100034.130.77.

42、1.2级配情况7.1.2.1原材料性质分析（1） ARP粒料：为固体颗料，其表观密度为1.758（2） 沥青：沥青为滨州AH-90重交通道路石油沥青，其性能见表10（3） 集料：粗集料采用石灰岩，产地为蓟县天然矿，细集料为天然砂产地为绥中，矿粉产地为保定满城石粉厂。各种集料的试验结果见表11表10序号试验项目质量要求实测结果1针入度（25，100g,5s）80100962延度（15,cm）1001003较化点（环球法）（）425244.84闪点（COC）（）不小于2302785含蜡量（蒸馏法）（%）不大于3-6密度（15）（g/cm3）实测记录1.0127溶解度（三氯乙烯）（%）不小于99-8

43、质量损失（%）不大于1.0-0.04针入度比（%）不小于5068.2延度（25，cm）不小于75100延度（15，cm）/表11试验项目技术要求集料名称10-30mm碎石10-20mm碎石5-10mm碎石0-5mm碎石天然砂矿粉石料压碎值%2814.214.2-洛杉矶磨耗损失（%）30182123视密度g/cm32.52.8322.8282.8272.7962.6572.746对沥青粘附性级455-吸水率（%）2.00.340.470.68-细长扁平颗粒含量%1511.512.313.4-水洗法0.075mm颗粒含量%10.20.10.4-砂含泥量%3-0.8-坚固性%121.31.41.6-

44、5.4-亲水系数1-0.97.1.2.2混合料级配确定（1） AC-20I型ARP沥青混合料的配合比按照级配标准采用试算法计算，经调查确定见表12（2） AC-20I型ARP沥青混合料试验结果表13（表13）油石比%毛体积密度g/cm3稳定度kn流值0.01mm空隙率%饱合度%车辙次/mm冻融劈裂强度比%沥青ARP合计3.03.666.342.53913.932.72.784.5276891备注：矿粉实际用量4%。AC-20I沥青混合料矿料筛分配合比计算表（表12）孔径mm通过百分数（原材料）%通过百分数（配合后）%孔径mm合成级配%级配范围%10-20mm5-10mm机制砂天然砂石粉10-2

45、0mm5-10mm机制砂天然砂石粉38%17%15%23%7%中值低限高限26.510010010010010038.017.015.023.07.026.5100.01001001001910010010010010038.017.015.023.07.019100.097.5951001672.610010010010027.617.015.023.07.01689.682.5759013.225.11001001001009.517.015.023.07.013.271.57162809.51.587.81001001000.614.915.023.07.09.560.56252724.

46、757.410095.61000.01.315.022.07.04.7545.21838582.361.691.679.71000.00.313.718.37.02.3639.33728461.1856581000.00.08.413.37.01.1828.72720340.637.916.71000.00.05.73.87.00.616.52115270.314.13.799.50.00.02.10.97.00.39.91510200.155.21.7970.00.00.80.46.80.158.0106140.0751.31.181.90.00.00.20.35.70.0756.2648（

47、3） AC-13I型ARP沥青混合料的配合比表14AC-13沥青混合料配合比计算表（表14）孔径mm通过百分数（原材料）%通过百分数（配合后）%孔径mm合成级配%级配范围%10-20mm10-20mm5-10mm机制砂天然砂石粉10-20mm5-10mm3-5mm机20制砂天然砂石粉2033020.198中值低限高限1610010010010010010020.033.00.020.019.08.016100.010010010013.288.610010010010010017.733.00.020.019.08.013.297.797.5951009.518.090.91001001001

48、003.630.00.020.019.08.09.580.67970881.750.228.167.210099.21000.09.30.020.018.88.04.7556.25848682.3616.718.470.890.71000.05.50.014.217.28.02.3644.914.536531.183.539.964.51000.00.00.08.012.38.01.1828.23324410.62.017.631.31000.00.00.03.55.98.00.617.52418300.36.517.01000.00.00.01.33.28.00.312.51712220.152.85.697.90.00.00.00.61.17.80.159.5128160.0750.80.980.70.00.00.00.20.26.50.0756.8648（4） AC-13I型ARP沥青混合料试验结果表15（表15）油石比%毛体积密度g/cm3稳定度kn流值0.01mm空隙率%饱合度%车辙次/mm冻融劈裂强度比%沥青ARP合计3.183.666.842.5089.029.33.084.5258478.8备注：矿粉实际用量4%7.2ARP