添加剂在沥青混凝土中的应用
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摘要：沥青添加剂能够提高沥青混凝土的路用性能。文章通过分析沥青混凝土外加剂功能，对几种添加剂的特点进行了分析，并且阐述了其现场的添加方法，分析了其优缺点。
关键词：添加剂；混凝土；应用
中图分类号： TU37文献标识码： A
一、沥青混合料的配合比设计
（一）集料
试验用粗细集料采用新疆巴州地区砂石料，矿料为石灰岩矿粉，经检测结果均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)》的规定。
（二）沥青
沥青采用昆仑牌90#A级沥青，各项质量技术要求见表1、表2：
表1
表2
二、影响沥青混合料的配合比设计的因素
（一）试验条件及试验操作精确度
试验操作中，马歇尔试验是极其重要的一方面，包括马歇尔试件的拌制、成型，各种物理力学指标的测试及数据的处理。沥青试样经加热处理后会引起沥青老化。对沥青试样不能直接放在电炉或明火上加热，试样冷却后反复加热次数不能超过2次，避免沥青老化使沥青混合料性能发生变化。在沥青灌模时不得反复搅动沥青，避免混进气泡；灌模剩余的沥青不得重复使用。马歇尔试件的制作以前存在人工炒拌，一组试件集中拌和的作法，容易导致沥青局部过热老化，沥青混合料拌和不均匀等情况，因此，实际操作时，试验人员应遵照试验规程按分计筛余单个配料，并使用小型沥青混合料拌和机和烘箱制备试样，一次拌制一个试件。
马歇尔试件成型高度对沥青混合料马歇尔性能测定有较大的影响，因此，每个试件击实结束后应用游标卡尺测量试件的高度，并据此调整试件击实需要的数量，如测定高度不符合63.5±1.3mm的试件应予以废弃，以减小试验数据的变异性。试件从恒温水浴取出后，必须在规定的时间（30秒）内完成。如果超出规定时间，试验温度相差较大，将影响单个试件的稳定度和流值，另一方面也会造成试件测定值离散性增大，导致试验结果不具备代表性。成型试件密度的测试应针对不同性质的沥青混合料采用不同的测试方法。规范要求对吸水率不大于2%的沥青混合料采用表干法测定其毛体积相对密度，对几乎不吸水的密实型沥青混合料采用水中重法测定表观相对密度，对吸水率大于2%的沥青砼采用蜡封法测定其毛体积相对密度。由于空隙率较大，不能用以方法测定的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料（OGFC），可采用体积法测定其毛体积相对密度。当用计算法计算沥青混合料最大理论密度时，粗集料的相对密度采用其毛体积相对密度，细集料采用表观相对密度。采用不同方法测得的马歇尔试件密度或选用不同矿料比重计算得出的试件最大理论密度计算得到的沥青混合料空隙率结果是不同的，并因此影响最佳沥青用量的选定。沥青混合料温度或模具预热温度达不到规定击实温度时将影响试件的密度和空隙率，而试件尚未冷却就脱模，容易使试件受到损伤。
（二）原材料的质量和取样方法的规范
粗细集料和沥青的质量对于路面质量及使用寿命具有决定性作用，集料主要技术指标包括矿料的级配、颗粒形状、坚固性、粘附性等级以及沥青和填料的质量等。其中对设计沥青混合料影响最大的是矿料加工的分档和级配，材料分档和级配的好坏决定了矿质混合料合成级配好坏。集料针片状含量高、含泥量大，级配和材料均匀性差，将直接影响到沥青混合料稳定性。原材料的取样正确与否决定了是否能够真实地反映原材料的质量。材料取样的代表性非常重要。严格均匀取样对于试验结果，尤其是筛分结果的影响是非常大的。在不同的备件下，集料都有可能离析。对沥青混合料的矿料级配影响很大。原材料正确取样后，试样的缩分同样尤为重要。实际操作中，经常出现试验人员任意在料堆上铲取试样或随意称取不等数量的试样进行试验，导致平行试验误差增大，致使试验采集的数据不具有代表性。因此，应严格控制原材料的质量，提高对原材料质量的重视程度；加强试验人员的操作培训，提高试验人员操作水平，严格按试验规程操作
三、老路改建中添加剂的应用
在公共交通建设中，老路改建所占的比重非常大，通常，传统做法是遵循利用老路、少占耕地和减少拆迁的原则，运用直接在老路面上罗列路面结构层。这样一来可以使路面结构层的厚度增加，导致道路的容许承载力太高，路面高程提高，并且牵扯调拱和调坡的工艺，使施工难度增加，材料和资金浪费。沥青混凝土路面完全就地冷再生原理则是在原有路面的基础上，根据新的设计要求，有选择地将适量的骨料、水泥、石灰、粉煤灰或泡沫沥青和水等添加剂掺入，利用就地冷再生机，在常温下，就地连续完成铣刨、破碎、添加料、摊铺等对旧铺层的工序，接着用其他机械找平和碾压，从而建出一种特殊级配的路面基层，称作FDR 技术。刘强等人在2009 年结合工程实例，对使用二灰(石灰和粉煤灰) 作添加剂就地冷再生基层的材料物理和力学特性、工艺流程及应用前景进行了分析，使以上难题得到了很好的解决。
添加剂的现场添加技术
（一）直接投入法
直接投入法值得是把添加剂按照预先每锅的使用量装好，然后运至拌和楼拌和仓旁，运用人力从拌和仓观察孔直接投放，根据添加剂的不同，其添加顺序也分为两种。直接投入法的优势在于使用起来比较方便，造价比较低，两个工人只需要轮流在拌和仓观察孔投料就能够完成添加剂的添加工作；不足之处在于拌和仓观察孔处温度过高，工人添加时要忍受高温，同时不时排出的有害气体与粉尘对长时间连续工作的投料人员与外环境的危害很大。废气、粉尘、高温、噪音等容易使工人产生疲劳，导致工人在计数时出现误差，少投或多投一包就会有很大误差。所以建议在使用直接投入法进行添加时一定要有防护措施，并实行投料员与送料员各司其职，从而避免差错，同时多安排投料员轮流进行工作。
（二）现场加工法
现场加工法包括两种: 一种是对于难溶于沥青的改性剂，如SBS、PE 等。这种现场加工模式大部分是在沥青拌和厂工地，由一台改性沥青制作设备制作改性沥青供应一台拌和机的联机制作模式；另一种是对于容易溶于沥青的改性剂，如湖沥青、岩沥青、Sasobit、化学改性沥青等。这种添加主要是在施工现场事先混合添加剂和沥青，接着放入沥青罐使用，因为改性剂与沥容易相溶青，所以采用的改性设备比较简单，只要搅拌就可以了。
（三）风力吹送法
风力吹送法的运用主要针对的是纤维添加剂。纤维添加机是把袋装的纤维通过人工放到载料斗中，进料螺旋输送器把料斗中的纤维物料送入料仓，然后料仓中的打散器对其进行初步的蓬松，运用筛网落至料仓的下方，程控器按照来于拌和机的添加信号，计量供给螺旋升道器把纤维送到二级蓬松，然后由二级风机进行细化，通过PVC把设定量的纤维 物料输送管，成雾状喷入搅拌缸。这种方法中纤维充分得到了分散，计量十分准确，达到了与拌和机的联动的目的。
（四）成品改性沥青
不能贮存是现场加工模式的不足，由于它基本不用稳定剂，要求当天生产的改性沥青当天使用完，因此生产率较低，设备利用率也低，所以成品改性沥青的使用率逐渐提高。
结语
使用添加剂 改性后的沥青混合料，不但使沥青混凝土在热环境中的性能得到了改善，也使其在低温环境中的稳定性得到了提高，既具有卓越的高温抗车辙能力和低温抗裂能力，水稳定性也大幅提高，从而可以适用于任何气候条件，保证公路优良的承载性能。
参考文献：
[1]周应新,张汝文,杨云东,贾敬鹏,陈华斌,王捷. 沥青混凝土路面混合料抗车辙添加剂对比应用研究[J]. 公路,2009,04:12-18.
[2]贾维杰,李长成. 关于抗车辙添加剂应用在沥青混凝土路面中的探讨[J]. 北方交通,2010,09:31-32.