道路石油沥青加热方式方法对沥青性能的影响分析及应用研究

道路石油沥青加热方式方法对沥青性能的影响分析及应用研究

刘开南

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摘要

摘要：道路石油沥青需要在施工的每个时间段都要进行加热，这是必不可少的。在生产过程中，沥青本身就是原油在高温的条件下逐步分解，然后才成为了沥青。在储存过程中，沥青需要在加热下才能够保持流动，在运输过程中，沥青必须加热才能够保持良好的温度。在实际施工过程中，必须将其加热到温度曲线所需的最佳温度。如果沥青的温度太高了或者沥青的温度又太低，则材料表面上可能会形成比较厚或者比较薄的沥青膜，并且结构比率可能会偏移。所以，了解怎么正确的对沥青加热，这对于道路施工是有着非常大的作用。道路沥青可以通过多种加热方法，从而使沥青温度上升，自身保持稳定状态。例如，在对沥青加热过程中可以使用两种加热方法，分别是空气加热或蒸汽加热。在存储过程中，可以使用电热丝或太阳能对沥青加热。可以在运输过程中可以通过导热对其进行加热。在施工过程中，可以使柴油等原料料让它产生明火对沥青进行加热。

1绪论

自从新中国成立以来，我国的公路得到了飞跃式的发展，到二十一世纪二十年代，我国的公路总长度（并且已经通车了的）在世界上处于第一位。从2010年开始，我国的公路加上高速公路，它们的通车总里程达到了四百八十五点九五万公里，其中高速公路就达到了十四点二五万公里，而且高速公路总里程每年都在不断的刷新。同时，公路上出现的质量问题一定程度上制约了我国道路的发展速度。品质优良的沥青它的综合性能还有它的使用时间，除了需要公路的结构要合理还需要由各种混合料组成的，而且沥青混合物的要求的性能也十分的管理，对沥青的品质也要有很高的要求。从1990年末开始，世界上大多数国家对沥青都加大了研究，中国也不例外，世界上许多的国家和组织开始出台了结合自己地区而制定的沥青技术标准。

2沥青路面加热对沥青路面维修应用

现在的路面多数都是以水泥混泥土作为基础，将沥青铺在水泥表面，起到保护作用。沥青的受力情况不仅受环境因素的影响，包括有车辆重量，还有路面环境，以及使用周期等；自身的组成成分也会影响沥青的使用。沥青层的构成成分包括有沥青罩面层，还有夹层，还有旧水泥面板，以及基础等。这些结构的有无跟沥青罩面层的厚度设计，还有反射裂缝防治，还有旧路面板损坏状况评价，以及旧路面板处理等密切相关，最终表现为沥青罩面层的使用周期。

2.1现场热再生在山西省高速上的应用

（1）现场热再生在侯禹高速上的应用

在2015年，京昆高速侯禹段的路面损坏较为严重，需要对其进行维修，维修的承保单位为运城高速公路有限责任公司，维修的主要内容为对沥青路面进行热再生。使用的材料包括沥青混合料，以及矿料(矿料采用AC-16型)。维修的路段主要包括有京昆高速公路侯禹段K772+897-K775+300段右幅，还有K818+300-K822+200段右幅，还有K806+600-K809+000段左幅，以及K823+000-K832+820段左幅。维修的地址为现场维修，维修措施采用热再生。总共的维修面积为64982m2。

（2）现场热再生在朔州高速上的应用

大新高速公路的路面损坏较为严重，需要对其进行维修，维修的承保单位为山西省朔州高速公路有限责任公司。这条公路的起点在大同市南郊区，终点在朔州市新广武，这条公路按照高速公路的标准修建，路面宽度28.5m，车辆运行速度标准为120Km/h，道路在2002完工通车。这条公路有两段使用了沥青铺盖，分别为K549+500-K551+000，K552+500-K554+180段，使用的材料为AC-16C中粒式密集配改性沥青混凝土。这两段沥青公路出现的问题包括有网裂，还有龟裂，以及横向裂缝。按照维修方案，在2014年9月开始进行维修，维修路段为K549+500-K551+000，K552+500-K554+180段，维修的地址为现场维修，维修措施采用热再生。

2.2路面施工质量实施效果

保留原有的路面基础，根据其强度进行合理地设计。要保证设计方案的经济性，同时，保证能够利用旧沥青材料。在设计的过程中，路面原有的高度不能够改变，解决路面的基本问题，特别是那些薄弱点，与此同时，方案的实施过程要尽量简便可行，方便施工。最终方案采用的是复拌再生型现场热再生技术，保留原路面有的4cmSBS，进行AC-16沥青混合料覆盖。复拌再生型现场热再生技术主要应用于沥青路面的维修，主要操作流程如下：先对原有路面的沥青进行加热，再对旧沥青翻松，再添加新的覆盖物，覆盖物包括有再生剂，还有热沥青，以及新沥青混合料(特级)。再对覆盖物进行搅拌，再将搅拌后的覆盖物铺在路面，最后进行碾压(对于覆盖物使用的比例，需要进行实验，从而确定具体的比例)。在加热处理时，加热深度要求为5cm，翻松深度要求为4cm。在整个项目的施工过程中，路面的线型不能改变，坡度不能改变。

采用这种技术对路面进行维修后，能够防止车辙的出现，减少路面裂缝的产生。通过调整路面的级配和油石比，可以提高车辆的行车体验，保证路面的性能，提高路面使用周期。这项技术的优点如下：

1）保留、利用原路面材料，减少了资源的浪费；

2）连接层采用热粘结，提升了路面的抗剪能力；

3）降低了路面的维修成本；

4）施工周期短，道路封闭时间短。

路面维修结束后，恢复路面标线，保证路面的安全措施。

此外，针对大新高速公路的维修，负责部门为山西省朔州高速公路有限责任公司。因为在前面的路面维修过程中进行过微表处，所以在使用热再生技术之前，先要清除路面1.2cm厚的微表处，再使用热再生技术，铺加的的沥青厚度为4cm，采用的材料包括有沥青混合料，以及矿料(AC-16型)，路面维修结束后，恢复路面标线，保证路面的安全措施。分别检测维修前后的路面性能，从而验证热再生技术效果。同时，实时监测渗水系数这个指标，主要检测路段为侯禹路桩号K774+000，以及朔州路段桩号K550+100。

参考《公路沥青路面施工技术规范》，以及《公路工程质量检验评定标准》，表6.5的数据显示，就原沥青路面平整值标准差a这个指标而言，维修前的数据分别为1.2，1.0，施维修后的数据分别为0.9和0.8。国家相关部门制定的标准为1.2，因此，达到了国家标准。道路的平整度高。

3结论

本次研究内容是沥青路面温度场的变化，研究场景包括有沥青路面加热环境，以及采用不同的加热技术处理沥青路面。根据温度场变化的规律，从中分析出现有的加热工艺的不足，对加热流程进行改进，更新加热工艺。同时，收集那些沥青路面加热过程中的影响因素，进行统计分析，找出那些影响占比大的因素，针对这些因素提出改进措施，从而提升加热的效率，避免资源的浪费。

参考文献

[1]改性剂对沥青自愈合能力的影响[J].孙大权,林添坂.公路.2015(04)

[2]《国家公路网规划（2013年-2030年）》发布[J].乔望.交通世界（建养.机械）.2013(07)

[3]老化对沥青混合料疲劳性能的影响[J].吕松涛.科技信息.2012(01)

[4]沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展（1）——自愈合行为机理与表征方法[J].孙大权,张立文,梁果.石油沥青.2011(05)