彩色沥青性能研究及其应用

1、    彩色沥青性能研究及其应用      摘要：分析研究了彩色沥青混合料的生产、施工温度，用量选择，抗水稳定性、黏附性，高温稳定性，耐久性等各项工程性能指标。通过与改性沥青混合料的对比，看出彩色沥青混合料不仅能满足高等级沥青道路路面使用的要求，而且能满足现代化城市建设发展的需要，值得大力推广应用。    世界上多数发达国家对彩色沥青路面进行了卓有成效的研究和推广应用。如1970年，在日本召开的万国博览会现场，所铺设的路面和广场，绚丽的色彩使万国博览会呈现得丰富而充实；197

2、2年幕尼黑奥运会的体育场、游泳池以及公共场所，利用鲜艳的彩色路面使世界体育盛会更突显勃勃生机。     长期以来，我国道路建设主要以“白色路面”(水泥路面)为主。近年，随着沥青材料性能的改善以及人们对沥青路面优点的进一步认识，逐渐加大了“黑色路面”(沥青路面)的建设比例，初步形成“黑、白”平分秋色的局面。目前，北京、上海、成都等一些大城市，先后用彩色沥青来修筑车行道路面。我单位先后于2001年9月和2004年12月铺筑了2条彩色沥青路面，并结合广州市建委的“彩色沥青路面新技术”科研项目，加强与华南理工大学等高校的紧密合作，大力研究推广彩色沥青路面。 1 工程概况

3、    广州市深涌东路双向人行道(1 700 m ×2 m)采用AC一13I型沥青混合料铺筑，厚度为5 cm。AC一13I型沥青混合料由浅色沥青(沈阳CA一70脱色沥青)、集料(本地生产花岗岩类碎石，515 mm)和颜料(代号H110)拌和而成。浅色沥青的主要性能指标见表1；集料主要质量指标见表2；颜料(Fe2o3红色)在拌和时添加，用量为混合料的25 ，可以取代部分矿粉用量，在配合比设计时予以考虑。 2 彩色沥青的性能研究 21 生产、施工温度的确定     生产温度是保证彩色沥青混合料生产质量的主要因素。国内外普遍都通过

4、测定沥青在不同温度下的黏度，绘制等黏温度曲线，由高温黏度决定沥青的施工、生产温度。一般情况下，施工的黏度范围为028±003PaS， 生产拌和的黏度范围为017±002 PaS，从而确定相应的温度范围。图1为各类沥青的黏度一温度曲线。由彩色沥青的黏度一温度曲线可以确定彩色沥青混合料的生产拌和温度为16510，摊铺压实温度为>145。由于彩色沥青中SBS含量比较多，约为10 (一般改性沥青只有5左右)，因而其黏度一温度敏感性较普通沥青大，特别140以下，有一个突变范围，故其生产温度比普通沥青提高510。 22 彩色沥青用量对混合料指标的影响   &#

5、160; 沥青含量是影响沥青混合料质量的重要因素。在试验中，对不同含量的彩色沥青混合料进行了测试，结果见表3。可以看出，随着沥青含量的增加，空隙率减小，流值增大，动稳定度(车辙数据)降低。减少彩色沥青用量，会使混合料总体性能变差；若进一步降低用量，则生产时会无法拌和均匀。因此，在生产中选择彩色沥青用量以58为最佳。 23 彩色沥青混合料抗水稳定性、黏附性等     沥青路面的破坏形式主要表现为车辙、低温开裂和疲劳开裂。近年来，水损害和反射裂缝也逐渐引起人们的注意。由水的侵蚀而导致沥青混合料出现软化和剥落，并由此引起的破坏通称为水损害。我国在这方面的研究还很少，最近

6、一些高等级公路发生了较为严重的水损害问题。     美国公路战略研究计划(SHRP)沥青课题的主要研究成果Superpave，其中关于沥青混合料水敏感性是间接采用抗拉强度比(TSR)80作为评价指标。一般情况下，马歇尔试验仍然是检测彩色沥青混合料结构的一种最简单、实用试验方法。沥青与矿料的黏附性和马歇尔试验的稳定度、流值，对于彩色沥青混合料来说，也是很重要的指标。我国沥青混合料技术指标对抗水稳定性方面规定：按水煮法试验，所有的集料与沥青的黏附性都大于4级；按马歇尔试验，所有的沥青混合料残留稳定度均大于80。表4为彩色沥青混合料抗水稳定性能指标与改性沥青的比较。&#

7、160;彩色沥青混合料稳定度达到17 kN，残留稳定度值均大于80 ，与矿料黏附性亦达到4级以上。彩色沥青对矿料有相当强的附着力，彩色沥青混合料的抗水稳定性达到了规范要求，具有较好的抗水损害能力，大大超过普通沥青混合料，与改性沥青混合料相当。说明彩色沥青混合料不仅能用于人行道、公园等交通量较小的景区道路，而且能象改性沥青混合料一样，用于重交通量的高等级城市道路工程中。 24 彩色沥青混合料高温稳定性     在高温季节，沥青混合料的抗变形能力因温度升高而降低，在受到荷载重复作用下，沥青路面产生车辙、波浪及拥包等现象。多年来，各国对沥青混合料的抗高温稳定性进行了大量

8、的研究，认为在温度60和轮压07 MPa条件下进行车辙试验，测得的动稳定度是评价沥青混合料抗温稳定性的主要方法。表5为彩色沥青混合料的车辙试验结果。说明彩色沥青混合料具有良好的抗高温稳定性，超过改性沥青的规范要求，这是因为彩色沥青具有较高的黏度。通过进一步控制彩色沥青的用量和增加粗集料含量(以矿料骨架型为主)，则更有利于提高彩色沥青路面的高温稳定性。25 彩色沥青混合料耐久性     沥青混合料的耐久性是指其抵抗时间、自然因素(风、日光、温度、水分等)和行车荷载反复作用的能力。沥青混合料的老化表现为：沥青在拌和和使用过程中出现的老化或硬化，使沥青混合料变脆，出现开

9、裂；集料在轮载作用下被压碎，或在冻融作用下出现磨损或级配退化；在水的作用下，因沥青与集料间的黏附性降低而出现剥落。     沥青的性能和集料的坚固性、拌和过程中的加热温度控制、摊铺施工时沥青路面的密实度，都是影响沥青混合料耐久性的主要因素。目前，沥青混合料耐久性主要评价指标是残留稳定度。彩色沥青的残留稳定度达到89以上，性能优良，耐久性良好。 3 彩色沥青混合料与其他改性沥青混合料主要指标比较 。     传统的马歇尔试验是改性沥青混合料各项性能的检测分析手段，表6列出了各种改性沥青混合料马歇尔试验数据。可以看出，彩色沥青与改性沥青混

10、合料的马歇尔检测数据基本相当。因为彩色沥青其主要成分为SBS和树脂，就象SBS改性沥青一样，形成了网状胶联结构，所以能满足高等级沥青道路路面使用要求。 4 工程应用     彩色路面对交通有很好的组织和控制作用，可以用不同色彩将车道加以区分，规范道路功能，保证车辆行驶在应行驶的不同色彩的路面上。如上海延安西路与江苏路、新华路、番禺路的交叉口处，碧绿色的为公交、出租车道，橘黄色的为非机动车道，各种车辆“各行其道”，确保了道路畅通、安全。广州市曾于2001年在车陂路进行铺筑深蓝色人行道的尝试；2004年l2月，在深涌东路再一次成功铺筑了1 700 m x 2 m粉红色

11、的彩色沥青双向人行道路面，取得良好的效果。 5 结语 1)彩色沥青混合料具备重交通道路沥青混合料的各项性能指标，与改性沥青相当，能满足城市高等级道路工程使用要求。在尚未有完善的彩色沥青施工技术规范的情况下，彩色沥青可以参照普通改性沥青混合料有关标准进行设计、生产和检测沥青混合料的各项性能。 2)彩色沥青因其丰富的色彩选择、完整的产品规格、优良的理化性能以及简便完善的工艺流程，可用于步行街、景观区及建筑屋顶；亦可用于人行横道、十字路El及事故多发地段，用以规范道路类别，维护交通安全；在旅游观光区、街心公园、市民广场、生活小区等铺设彩色路面，给人们以赏心悦目、优美的心理感受，有利于消除疲劳。 3)彩色