新疆地區(qū)改性瀝青材料優(yōu)化方案介紹

新疆地區(qū)公路養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目道路瀝青材料建議2023-03-18目錄CONTENTS

01新疆地區(qū)氣候?qū)r青材料的要求

02瀝青材料方案推薦簡介

03瀝青材料優(yōu)化方案綜合比較01新疆地區(qū)氣候?qū)r青路面的要求新疆地區(qū)氣候?qū)r青路面材料帶來了挑戰(zhàn)(1)新疆地區(qū)氣候條件：

溫帶大陸性氣候特點(diǎn)：其氣候特點(diǎn)是晝夜溫差大，屬典型的大陸性干旱氣候，南疆干旱，光照長，少雨，年降水量僅20-100毫米，而北疆卻達(dá)100-500毫米。夏熱冬寒

：年平均氣溫南疆平原10C－13C，北疆平原低于10C。極端最高氣溫吐魯番曾達(dá)48．9C，極端最低氣溫富蘊(yùn)縣境可可托海曾達(dá)－51．5C。光照強(qiáng)烈

：南疆平原無霜期200－220天，北疆平原不大到150天，空氣清潔，塵埃和水蒸氣含量少，大氣透明度比其他地區(qū)要高，因此紫外線強(qiáng)烈，氣候表現(xiàn)干燥新疆地區(qū)氣候?qū)r青路面材料帶來了挑戰(zhàn)(2)本地區(qū)道路瀝青材料使用情況本地石油瀝青資源：依托克拉瑪依油田資源，新疆本地的克拉瑪依基質(zhì)瀝青供應(yīng)充足，但是該瀝青因組分，針入度偏大，軟化點(diǎn)不高，改性劑添加量大，不適合做改性加工。其他塔河瀝青含蠟量大，改性品質(zhì)差ＳＢＲ類改性瀝青缺陷：由于對(duì)低溫性能的強(qiáng)調(diào)和ＳＢＲ類改性劑易于加工特點(diǎn)，ＳＢＲ改性瀝青曾經(jīng)在新疆地區(qū)作為推廣的改性瀝青方案，但是ＳＢＲ對(duì)瀝青改性力學(xué)性能改善不大天然缺陷，未能很好解決嚴(yán)苛氣候?qū)r青路面的病害問題。新疆地區(qū)氣候?qū)r青路面材料帶來了挑戰(zhàn)(３)瀝青材料問題帶來的道路病害車轍擁包：瀝青材料抵抗高溫能力不夠造成嚴(yán)重車轍和擁包現(xiàn)象01嚴(yán)重裂縫新疆冬夏晝夜溫差大，低溫極端氣溫造成瀝青材料開裂，表現(xiàn)在瀝青路面出現(xiàn)裂縫02凍融破壞冬季長期的積雪凍融對(duì)瀝青的水損破壞，瀝青路面坑槽，松散0304疲勞裂縫裂縫路面凍融車轍擁包光照老化光照強(qiáng)烈而持久，造成普通聚合物容易老化失效，ＳＢＲ改性瀝青穩(wěn)定性差02瀝青材料優(yōu)化方案瀝青材料優(yōu)化方案方案1SBS改性瀝青方案2復(fù)合膠粉改性瀝青方案3高性能膠粉改性瀝青方案1SBS改性瀝青材料SBS改性瀝青及其特點(diǎn)SBS是一種熱塑性橡膠材料，是苯乙烯和聚丁二烯組成雙嵌段共聚物，經(jīng)過高速剪切和研磨后對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性加工形成一體的瀝青材料。SBS改性瀝青通過SBS分散在基質(zhì)瀝青形成的穩(wěn)定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到高溫不軟化，低溫不開裂，并把瀝青與石料包裹性加強(qiáng)，使得瀝青道路使用壽命大大提高。SBS改性瀝青SBS改性瀝青在新疆地區(qū)使用中須注意問題基質(zhì)瀝青選擇問題：本地的克拉瑪依瀝青普遍是偏軟針入度90-110號(hào)基質(zhì)瀝青，需要添加較大參量（5~6%）的SBS改性劑添加；在具體制作和項(xiàng)目應(yīng)用中發(fā)覺，改性瀝青的性能受到基質(zhì)瀝青選擇影像，而且SBS改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性也有問題價(jià)格問題：

SBS改性劑受到國際石油價(jià)格的波動(dòng)影響，價(jià)格變動(dòng)較大，不利于項(xiàng)目成本的控制。SBS老化問題

：

SBS改性劑屬于合成石油副產(chǎn)品，由于新疆地區(qū)光照時(shí)間長，容易老化，應(yīng)選擇抵抗紫外線較好的改性材料瀝青材料優(yōu)化方案2復(fù)合膠粉改性瀝青1復(fù)合膠粉改性瀝青定義復(fù)合膠粉改性瀝青是輪胎橡膠粉粒和1-2%SBS改性劑在充分拌合，在高溫條件下（180°c以上）與基質(zhì)瀝青充分熔脹和剪切反應(yīng)形成的改性瀝青膠結(jié)材料。如圖所示：

SBS復(fù)合膠粉改性瀝青中橡膠粉的含量在18%以上，Z在于SBS改性劑和瀝青共同相容反應(yīng)后，橡膠的體積比重在30~40%左右，膠結(jié)料和混合料都能顯著表現(xiàn)出橡膠的物理、力學(xué)、化學(xué)性能。SBS復(fù)合膠粉改性瀝青遇到的挑戰(zhàn)--粘度問題：由于添加大摻加量橡膠粉，并復(fù)合了SBS改性劑，瀝青的加工粘度會(huì)增大，需要更高的溫度和更好的加工設(shè)備，來保證改性瀝青的品質(zhì)。復(fù)合膠粉改性瀝青特點(diǎn)：環(huán)保綠色：復(fù)合膠粉改性瀝青采用18%以上的固廢物廢胎膠粉作為主要改性劑材料，化廢為寶性能改善：復(fù)合膠粉改性瀝青的高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂和水穩(wěn)定性能都顯著優(yōu)于普通基質(zhì)瀝青材料；成本優(yōu)勢(shì)：比較添加4-6%SBS改性劑的瀝青材料，復(fù)合膠粉改性瀝青在采用固廢輪胎后，成本大大低于SBS改性瀝青；行車安全性：復(fù)合膠粉改性瀝青鋪設(shè)的路面具有更鮮明的標(biāo)線色差，增加了行車安全；降噪：行車噪音也可以降低3-8db，社會(huì)效益好；除冰：由于含有膠粉彈性材料，具有一定除冰功能，可以滿足新疆地區(qū)冬季除冰需要。海南海文高速、陵大線、S301、S302海泰環(huán)保復(fù)合膠粉改性瀝青典型案例14高性能膠粉改性瀝青：

在常規(guī)膠粉改性瀝青通過熱能（高溫溶脹），機(jī)械能（高速剪切）和化學(xué)能（交聯(lián)反應(yīng)）工藝基礎(chǔ)上，再加入高性能改性劑，通過多道加工，生產(chǎn)的新型橡膠粉復(fù)合改性瀝青。高性能改性劑

是一種嫁接多種官能團(tuán)的聚烯烴化合物。經(jīng)研究，通過添加特定的比例和一定的工藝處理后，它能與膠粉瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而顯著改善性能，但對(duì)膠粉瀝青的粘度體系不產(chǎn)生任何負(fù)面影響。高性能膠粉改性瀝青

HighPerformanceRubberizedModifiedAsphalt瀝青材料優(yōu)化方案315高性能膠粉改性瀝青高溫性能出色高性能膠粉軟化點(diǎn)可以達(dá)到75°c以上，瀝青混合料60°動(dòng)穩(wěn)定度大于6500次/mm以上；高模量獨(dú)有的改性配方提高膠結(jié)材料的內(nèi)粘聚力，提高混合料整體強(qiáng)度（60度動(dòng)力粘度大于75000Pa.s）；抗水損:獨(dú)特的改性配方可以大大改善水的侵蝕破壞，三次凍融劈裂TSR3%＞70；抗疲勞且低溫性能好橡膠瀝青獨(dú)有的厚油膜設(shè)計(jì)可以提高混合料使用壽命，同時(shí)保證低溫條件的強(qiáng)度（低溫小梁大于3000）；抗老化橡膠粉材料已歷經(jīng)老化，能很好抵抗光照，大氣等自然條件和時(shí)間考驗(yàn)，穩(wěn)定耐久；施工和易性好：不同于以前的普通橡膠瀝青材料，高性能膠粉瀝青的高溫加工黏度得到改善（180°c控制在1.0-3.0以內(nèi)）因此加工和使用更為方便。性能特點(diǎn)高性能膠粉改性瀝青先進(jìn)性：高性能膠粉改性瀝青是基于復(fù)合膠粉改性瀝青基礎(chǔ)上優(yōu)化配方一種新型改性瀝青產(chǎn)品，其優(yōu)于傳統(tǒng)改性瀝青技術(shù)的先進(jìn)性，除了在瀝青性能和路用性能大幅提升外還包括：對(duì)基質(zhì)瀝青相容要求低，可采用國內(nèi)地?zé)挒r青相對(duì)品質(zhì)略低的瀝青進(jìn)行加工；采用新一代聚烯烴材料替代SBS傳統(tǒng)改性材料，對(duì)改性瀝青性能提升更突出聚烯烴獨(dú)特產(chǎn)品特點(diǎn)可以克服橡膠類改性材料粘度大的加工問題，降低加工溫度，減少排放，節(jié)省能耗17高性能膠粉改性瀝青工程案例江西廣吉高速項(xiàng)目03瀝青優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)路方案建議SBS改性瀝青由于SBS改性劑受到石油價(jià)格的波動(dòng)影響，價(jià)格基本在1.2萬以上SBS改性劑對(duì)基質(zhì)瀝青的品質(zhì)和相容性有要求，因此從配方穩(wěn)定考慮會(huì)考慮疆外的優(yōu)質(zhì)瀝青，基質(zhì)瀝青成本較高1復(fù)合膠粉改性瀝青采用廢膠粉材料可以替代14%的基質(zhì)瀝青，由于膠粉材料為固廢物回收利用，材料成本低于基質(zhì)瀝青，從而降低了瀝青改性成本需要添加少量1-2%SBS改性劑，對(duì)瀝青整體粘度有增加，從而提高了加工能耗和難度。加工成本有所增加2高性能膠粉改性瀝青可添加16%以上更多廢膠粉材料作為改性劑，可沖抵基質(zhì)瀝青的價(jià)格上漲本改性方案對(duì)基質(zhì)瀝青的相容性要求低，可以使用國內(nèi)地?zé)捚焚|(zhì)瀝青，成本更加可控聚烯烴改性方法效率更高，降低加工能耗，減少加工成本3

瀝青材料改性方案成本比較

瀝青材料優(yōu)化方案性能綜述

20綜上三個(gè)瀝青材料優(yōu)化后綜合性能比較，

復(fù)合膠粉瀝青和高性能膠粉瀝青對(duì)瀝青路面性能的提高比較顯著，而且在加工

及施工方面更環(huán)保更方便實(shí)驗(yàn)路實(shí)施方案（1）實(shí)驗(yàn)路的目的：通過采用復(fù)合膠粉和高性能膠粉2種推薦瀝青改性技術(shù)，對(duì)不同品牌的基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性后，通過實(shí)驗(yàn)路段的實(shí)際使用，來驗(yàn)證膠粉改性瀝青技術(shù)出色的路用性能，為今后的推廣應(yīng)用做好準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)路方案：實(shí)驗(yàn)路長度：20公里（10公里膠粉復(fù)合改性路面+10公路高性能改性瀝青路面），路段來源可以新建項(xiàng)目或者大中修項(xiàng)目瀝青結(jié)構(gòu)層：新建項(xiàng)目推薦3層總厚度18cm：上層4cmSMA13,中層6cmAC20,下層8cmAC25）；大修推薦重做2層，上中層10cm瀝青材料：采用復(fù)合膠粉改性和高性能膠粉改性2種改性技術(shù)，對(duì)70#烏石化和山東京博2個(gè)品牌的基質(zhì)瀝青進(jìn)行工廠改性。（考慮到實(shí)驗(yàn)路有可能在市區(qū)施工，將根據(jù)實(shí)際情況采用瀝青凈味產(chǎn)品減少瀝青施工氣味問題）實(shí)驗(yàn)路實(shí)施方案（2）實(shí)驗(yàn)路準(zhǔn)備項(xiàng)目準(zhǔn)備：及早確定實(shí)驗(yàn)路來源項(xiàng)目，確定項(xiàng)目性質(zhì)：新建項(xiàng)目或大中修，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)路設(shè)計(jì)方案與項(xiàng)目方建設(shè)方，施工承包方建立聯(lián)系，及早開展工作材料準(zhǔn)備：及早確定瀝青改性方案，改性