SEAM的路用性能研究

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

　　摘要：针对普通沥青路面所出现的一些问题，本文对加入SEAM(硫磺强化沥青改性剂)的沥青混合料的路用性能进行了马歇尔稳定度、高温稳定性、水稳性、做了几种平行试验。试验结果表明与相同级配的普通沥青混合料相比， SEAM沥青混合料具有优越的路用性能。

　　关键词：SEAM 马歇尔稳定度 车辙 水稳性

　　随着我国公路交通的发展，交通密度大、车辆轴载重、荷载作用间歇时间短、已成为现代高等级公路的主要交通特点。如何增强沥青路面高温抗车辙性能、水稳定性、疲劳性能、改善沥青路面的使用品质已成为我们面临的重要课题。实验通过对中粒式AC-20 沥青混凝土进行研究，结果表明SEAM沥青混合料与普通沥青混合料相比具有优越的路用性能，能有效改善路面的使用品质。

　　1 SEAM的基本概念和性能

　　1.1 SEAM的基本概念

　　SEAM是Sulphur-Extended Asphalt Modifierde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成分制成的半球状颗粒,其主要成分为硫磺。SEAM是在拌合混合料时替代部分沥青投入到拌锅中，所以它是一种沥青混合料改性剂。

　　1.2 SEAM的改性原理

　　硫磺是沥青的减阻剂，使沥青的粘度降低，易拌和;同时沥青具有很高的抗酸性，硫磺与沥青有很好的相容性，与集料有很好的粘结性能，通过简单的机械拌合，在骨料的剪切作用下就能使硫磺以非常细的颗粒均匀地分散到沥青混合料里，部分产生化学变化形成结晶，分散的硫和形成的结晶在混合料里呈固态存在，所以能使沥青软化点提高，使结构增强。硫磺与集料又有很好的粘附性，所以抗水损害的能力增强，拌和后就形成了一种性能很好的改性沥青混合料。

　　2.SEAM沥青混合料设计

　　2.1矿料级配设计

　　AC-20型沥青混合料的配合比按照级配标准采用试算法计算，再经调整确定,矿质混合料组成如表1，级配曲线图见图1。

　　表1 AC-20矿质混合料组成计算表

　　2.2最佳油石比确定

　　按照JTJ052-2000《公路工程沥青及其混合料试验规程》，采用表1所合成的级配，做沥青混合料的力学实验，通过实验得出沥青最佳用量为4.4%，实验数据见表2。

　　表2 AC-20沥青混合料配合比试验结果汇总表

　　2.3 SEAM用量确定

　　使用常规的马歇尔沥青混合料设计方法，根据已选定的最佳含油量，通过下列公式计算出SEAM和沥青的用量。这种方法简单适用，可以保证混合料性能。

　　(SEAM+沥青)% = 式中: A—常规混合料设计中沥青含量(沥青/沥青混合料)，单位(%)

　　R—SEAM 替代系数(理论计算R=GS/GA 经验推荐1.5-1.9)

　　半刚性、柔性面层一般取R=1.7

　　PS —最终粘结料中SEAM重量比，本次计算取30，单位(%)。

　　SEAM%=(SEAM+沥青)%×PS

　　AC-20 SEAM沥青混合料沥青用量A=4.4 %，根据上述公式计算AC-20 SEAM沥青混合料，见表3。

　　表3 AC-20SEAM沥青混合料

　　3.SEAM沥青混合料路用性能试验

　　3.1马歇尔稳定度实验

　　马歇尔试件击实法的成型按JTJ052-2000《公路工程沥青及其混合料试验规程》中T0702成型的标准马歇尔试件圆柱体，试件为φ101.6mm×63.5mm的圆柱体试件。通过测试马歇尔稳定度指标及流值指标，以进行沥青混合料的配合比设计，本试验结果如表4。

　　表4 AC-20 马歇尔稳定度试验

　　通过上面两表可以看出SEAM沥青混合料的相关马歇尔指标均符合技术要求，并且与普通沥青混合料相比具有较高的马歇尔稳定度。

　　3.2 高温稳定性的研究——车辙试验

　　本试验试件采用轮碾成型机成型的300mm×300mm×50mm的板块状试件，试验温度为60℃，轮压为0.7Mpa。计算动稳定度的时间为试验开始后60min。本试验目的在于通过测定沥青混合料的动稳定度衡量沥青混合料的高温抗车辙能力，可用于沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验，本试验结果如表5。

　　表5 AC-20 SEAM改性沥青混合料动稳定度试验

　　从表5可以看出，加SEAM后沥青混合料的车辙动稳定度明显提高，大大提高了沥青混合料的高温稳定性。试验说明SEAM沥青混合料具有很好的高温抗车辙能力。

　　3.3 水稳定性试验

　　为了检验SEAM沥青混合料的水稳定性,进行了浸水马歇尔实验和冻融劈裂试验, 以检验加入SEAM改性颗粒后沥青混合料的抗水剥离性.

　　3.3.1浸水马歇尔稳定度试验

　　以油石比4.4%制作SEAM沥青混合料AC-20标准马歇尔试件，做浸水马歇尔试件。试件在60℃水中浸泡48小时左右，试验结果如表6。

　　表6 浸水马歇尔试验

　　3.3.2 冻融劈裂试验

　　冻融劈裂试验目的是通过测定沥青混合料受到水损害前后劈裂破坏的强度比来评价沥青混合料的水稳定性，所用仪器为马歇尔试验仪，加载速率为50mm/min，试验结果如表7。

　　表7

　　通过试验SEAM沥青混合料的残留稳定度及冻融劈裂强度比都达到了80%以上，均符合规范要求。从而说明 SEAM加入沥青混合料后有着良好的水稳定性能。

　　4.结论

　　根据试验结果我们可以看出新型SEAM沥青混凝土具有超大的强度和优良的抗高温车辙性能，能够适应重载交通和特殊道路的应用，能够防止沥青路面在车轮荷载作用下产生车辙、推移、剥落、开裂等病害，并有优良的水稳定性。由此可见SEAM能够全面提升沥青混合料的性能和增加路面耐久性。SEAM是一种性能非常优越的沥青混合料改性剂。

　　参考文献:

　　1. 沈金安，改性沥青与SMA路面，人民交通出版社，1999年。

　　2. 林少场，常用道路改性沥青及改性剂的选择原则，城市道桥与防洪，2003.1。

　　3. SEAM改性沥青混凝土应用技术研究报告，宁波市公路管理局，2005.6。

　　4. SEAM沥青混合料改性沥青介绍，北京利安隆沥青技术开发有限公司，2006。

　　5. 王大庆，美国SEAM 粒料在黑龙江省的应用，黑龙江交通科技，2005.1。

　　6. 公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)，北京：人民交通出版社，2005。

　　7. 公路工程沥青及沥青混合料实验规程(JTJ 052-2000)，北京：人民交通出版社，2000。