彩色沥青混凝土的应用研究_图文

1、色沥青混凝土作为一种新型的路 面材料,其路用性能与普通热拌 石油沥青混凝土相同, 可用于步行街、 景 观区、建筑屋顶、学校操场、球场、居民 区的甬道和慢车道、公园游览路以及一 些特殊的道路等,能改变路面的单一色 调,美化环境;亦可用于人行横道、 十字 路口及事故多发地段或医院、小学校门 前,用以规范道路类别,方便运行管理, 维护交通安全;同时, 使用彩色沥青混凝 土可以改变由于大量铺筑沥青路面而产 生的“热岛”效应,减少环境污染。 彩色沥青混凝土作为一种新产品, 从选料、 级配设计到拌和、 摊铺和碾压的 每一个环节都要考虑到其自身的特点, 完全依据规范生产施工是不够的,因为 各环节之间相互影响

2、,哪一环节出现了 问题, 将直接影响最后的效果。 本文从试 验及应用角度分析其在选料、配合比设 计及最佳沥青用量确定等方面易出现的 问题,并探讨解决问题的途径。彩色沥青混凝土原材料选择 彩色沥青混凝土的原材料主要有:脱色沥青,集料,填料以及颜料。 由于多 用于景观铺筑,而这些工程的特点是要 求路面平整、美观,强度不必太高, 所以 多采用 AC-10I、AC-5I 型级配。使用集料规格一般为 510m m 、35m m 及机制砂、天然砂,填料多采用石灰岩矿粉。对于胶结料, 可以直接使用彩色沥青, 也可以使用脱色沥青并掺加颜料。集料的选择用于彩色沥青混凝土面层的粗集料应具有良好的颗粒形状,洁净、干

3、燥、 无风化、无杂质,具有足够的强度、 耐磨耗性,并与脱色沥青粘附力强。由于 510mm 集料针片状含量、黏附性等指标不易检测,所以在选择石料的时候尤其要注意原岩的选择。由于酸性石料与沥青的粘附力差、 水稳定性不好,宜选择碱性石料。对于石料性质,可以采用同产地、同料厂的较大粒径石料进行试验作为参考。本公司石料来源稳定,主要是北京及河北三河的石灰岩,选择规格为 1020m m 石料进行试验,试验结果见表 1。由表 1可见,三河产石灰岩针片状较少,软石含量少,与脱色沥青的黏附性等级同为 4级。但是试验过程中发现,北京石料的沥青裹附程度弱于三河石料;同时,北京产石料的针片状含量高,石料的压碎值偏高。

4、所以,最终选择三河产石料。沥青混凝土的细集料可采用天然砂、机制砂,不宜使用石屑。 细集料应洁净、 干燥、 无风化、无杂质,并由适当的颗粒组成。由于天然砂一般风化严重,含泥量较高,所 以 在 交 通 部2005年 1月 1日实施的新的公路沥青路面施工技术规 范中明确规定,热拌密级配沥青混凝土中 天然砂使用量通常不宜超过细集料总量 的 20%,从而对于天然砂的使用有所限 制。因此在机制砂的质量能够保证的前 提下,彩色沥青混凝土细集料可以完全 使用机制砂。机制砂是指选用优质石料, 并采用专用制砂机制造的水洗砂。目前, 大多数石料厂家的机制砂实质上是石料 厂破碎石料时通过 4.75或 2.36mm 筛

5、下 部分的石屑。 这两种细集料从外观看, 石 屑含土量偏多, 级配不均匀, 砂当量试验 结果也有很大差异,试验数据见表 2。另 外,细集料应与胶结料有良好的粘结能 力,这一点也是由生产机制砂所用的原 岩决定的。填料的重要作用是与胶结料组成胶 浆, 填充于骨料间的空隙中, 并将矿料颗 粒粘结在一起,使沥青混凝土具有抵抗 荷载和环境因素作用的能力。在彩色沥 青混凝土中,填料有两种:一种是矿粉, 另一种是彩色的颜料。 经实践证明, 完全 使用颜料,一方面将大大提高混凝土的 成本,另一方面颜料在性能上不同于矿 粉;完全不使用矿粉, 混凝土粘结性及强 度均不足,难以压实。此外, 从沥青混凝 土的路用性能

6、和产品颜色亮丽上考虑, 最好不使用拌和机的回收粉。胶结料的选择胶结料在沥青混凝土中是构成沥青彩 色 沥 青 混凝土的应用研究文 /李辉中、黄文婷、王路松 彩表 1集料试验结果试验项目 单位 三河产石灰岩 北京产石灰岩 技术指标 试验方法与沥青粘附性 级 44 4T0616表 2细集料试验结果试验项目 单位 试验结果 标准要求 试验方法 机制砂(石屑 机制砂(水洗 砂当量 %68.5 92.460 T03341182007 / 4 TRANSPOWORLD沥青技术混凝土结构的重要材料,直接决定了沥 青路面的高温稳定性、 低温抗裂性、 耐久 性。 沥青用量的多少, 对路面抗滑性及施 工和易性有重要

7、影响。彩色沥青路面中 的脱色沥青除了要满足以上性能要求外, 还要降低自身颜色深度,以最大限度使 沥青混凝土的色彩艳丽,满足施工的景 观要求。本公司使用的是自己研制的脱色沥 青(是一种合成沥青,成分保密 ,并按 照北京市路面常用道路石油沥青技术要求 划分标号,分为 90号与 70号。经工程实 践检验,90号脱色沥青可以满足目前北 京市不同的路面要求,检测指标见表 3。 脱色沥青同普通沥青一样在低温状 态下可以长期存放,但是不同批次制作 的脱色沥青混合使用前应先搅拌均匀, 并经检验合格方可使用。脱色沥青在贮 运、 使用, 及存放过程中应有良好的防水 措施, 并应避免雨水进入沥青中, 影响沥 青使用

8、性能及混凝土质量。颜料的选择颜料的传统用途在于配置涂料、油 墨以及着色塑料和橡胶。随着印染助剂 及印染技术的发展,颜料开始涉入纺织 品着色领域。 颜料从化学组成来分类, 可 分为无机颜料与有机颜料两大类。由于彩色沥青混凝土在生产中的特殊性,对于颜料不仅要求其颜色、遮盖力、着色力,还要考虑其稳定性,尤其是耐热性。在高温环境下使用,有机颜料会发生分解反应,其结晶形态也可能变化,形成更完整的、结晶度更大的晶体, 导致其颜色变化。 总体来说,无机颜料的耐候耐光耐热性远比一般有机颜料强。在沥青混凝土生产中,由于颜料直接接触高温沥青及集料,所以要求颜料耐热性要高于沥青混凝土生产时集料最高加热温度。按照交通

9、部 2005年1月1日实施的新的 公路沥青路面施工技术规范 规定, 间歇式拌和机集料最高加热温度为 190,所以要采取一个简单试验来考察颜料的耐热性:将所选几种同样颜色但结构不同的颜料在 180烘箱中静置 2h,再将放入烘箱前的颜色与取出后颜色进行对比,选择色差变化最小的颜料即可。 此外, 颜料的不同的颗粒大小会使颜色发生变色,遮盖力、 着色力的强弱也会随之而变。 这些都是在选择颜料时应着重注意的问题。彩色沥青混凝土配合比设计彩色沥青混凝土由于多铺筑小区、人行道,对强度的要求不高, 矿料级配一般选择AC-5I 型AC-10I 型沥青混凝土, 其各项技术标准与国标一致。配合比设计一般采用马歇尔试

10、验设计方法,包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。在生产验证阶段,进行浸水马歇尔试验检验其水稳定性。目标配合比设计根据选好的材料通过矿料级配进行配比计算, 找出最佳状态的配合比。 级配曲线在推荐范围的中值不一定是最理想的级配,要根据材料本身的特点和具体工程特点而定。 如纯粹是人行景观路、 球 场, 则选择细型级配, 合成级配靠近范围 的上限;如建成后有车辆交通量, 则选择 粗型级配, 合成级配靠近范围的下限, 如 图 1所示。 然后按照同型号普通沥青混凝 土的最佳沥青用量,以0.3%为幅度选 择不同的油石比进行马歇尔试验,得出 最佳沥青用量。生产配合比设计目标配合比确定之

11、后,要使用实际 施工所用的沥青混凝土拌合设备进行生 产配合比的设计。 试验时, 矿料按目标配 合比设计的比例由冷料仓进入加热滚筒, 经震动筛分后进入热料仓,试验人员取 热料仓集料进行二次筛分,再一次求出 实际配合比,使其合成级配在级配范围 内,并最大限度的接近目标配合比级配 合成值,按照此级配结果以目标最佳油 石比按 0.3%差值进行马歇尔试验,得出 生产配合比结果。生产配合比验证一般沥青混凝土配合比设计,通过 试拌试铺来检验生产配合比。由于彩色 沥青混凝土的工程用量小,不可能对每 个工程都铺筑试验段进行配合比验证。 在实际操作中,都是在生产前进行少量 试拌, 由试验技术人员进行现场目测, 从

12、 历次彩色沥青混凝土生产实践经验中, 确定混凝土是否合格及能否用于工程上。 需要说明的是,彩色沥青混凝土的 配合比设计目标不仅仅是使沥青混凝土 的各项物理力学指标符合规范的要求, 更重要的是必须满足工程对于颜色的要 求,所以在配合比设计的过程中必须加 入颜料进行外观检查及马氏试验指标验 证。加入时间以目标配合比设计阶段为 宜。 由于加入的颜料表面积较大, 彩色沥 青混凝土的油石比要比普通的沥青混凝 土偏高。以 90号脱色沥青为胶结料进行试验 为例,得到的沥青混凝土性能指标与普 通沥青混凝土相比, 除由于油石比高、 密 度及稳定度略小外,基本没有什么差异。交通世界 119 2007 / 4沥青技术 年来,我国公路建设蓬勃发展,新建道路层出 不穷,然而数量的增长却掩盖不了新建公路出 现的各种问题。目前,新建公路普遍存在养护周期短, 结构抗压抗裂性较差,水稳定性差,高温抗车辙更是 高等级公路的第一大病害。为此,公路建设行业迫切 需 要 研 制 一 种 更 合 理 , 效 果 更 好 的 沥 青 混 合 料 , S E A M 沥青混合料恰恰符合这一特点。 S E A M 沥青混合料基本概念 SEAM 是 Sulphur-ExtendedAsphaltModifierde 的缩写, 意为“硫磺强化沥青改性剂” ,是在硫磺里面添加了烟雾抑制 剂和增塑剂