基于路用性能分析的彩色沥青混合料工程应用探讨

比表面积试验、高温性能、低温性能试验分别对不同试件进行评价，同时对不同类型彩色沥青路面进行经济性分析，最后结合 实体工程选择70#基质沥青和3%的铁红颜料代替等质量矿料彩色沥青混合料制备彩色沥青混合料，试验结果表明彩色沥青

各项指标均满足规范要求，研究成果对彩色沥青进一步应用有一定的参考作用。关键词:彩色沥青;无色沥青;动态剪切流变试验；比表面积；低温性能试验中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号：1003 -3333(2019)10 -0000 -03Research on tUe applicetion oO celoe asphalt mixture engixeering basee on read performanceLUO Chbang - dad1, ZHANG Zhee - qbad2 , LI Jus - jie2(1. Pinddindspan Highway Trlfic Survey and Desind Institute,467000；2. Baofeeg Highway Administration, Baofeeg 467040)Abstrecl: Id order te analyze the roaa performance of celou asphalt mixture, this paper selects colorless asphalt and 70# matrin asphalt,

prepares coIouX asphalt mixture by adding dimerext piomeets, and tests(^£00x1 test pieces by specific surface aree test, high tempera­ture performance and low temperature performance test. Evaluation, at the same hmc economic analysis of diXerext types of ccloref as­

phalt pavemext, and fidally combiaeP with physicel exgideering te select 70 # matrix asphalt and 3 % iron ref pixmext insteaa of epaat

quality miderat coloref asphalt mixture te prepare ccloref asphalt mixture, the test results show that coloref asphalt Alt the indicators

meet the repuiremexts of the specification, and the research re spits have certain referexce functions fos the furthcs ayplication of coloref asphaP.Keywonis: Colos asphalt ； cclorless asphalt ； DSR ； specific shUace area ； BBRo引言彩色沥青混合料的制备主要采用无色沥青或

彩色沥青混合料，试验结果表明彩色沥青各项指标 均满足规范要求，研究成果对彩色沥青进一步应用

有一定的参考作用。1原材料技术要求者黑色基质沥青掺加有色颜料替代部分矿粉。对

于黑色基质沥青或者无色沥青制备的彩色沥青颜

色能否持久、高温稳定性及低温抗裂性能否满足要

沥青原材料选择70#石油沥青作为基质沥青和 壳牌无色沥青，其中70#基质沥青为PG64 -22,壳

求，目前为止暂无相应的评定标准。本文针对彩色 沥青的路用性能，选择无色沥青和黑色沥青，通过

掺加不同颜料制备彩色沥青混合料，并通过比表面

牌无色沥青为PG52 -28,两种原材料技术指标见 下表1所示。本文选择耐紫外线、耐热性好和性能稳定的常

积试验、高温性能、低温性能试验分别对不同试件 进行评价，然后对不同类型彩色沥青路面进行经济

见四种颜料铁红、翠锯绿、柠檬黄和宝蓝，采用美国

麦克仪器公司的ASAP2210型比表面积及孔快速测 试仪，测定了各种颜料的比表面积见表2所示。性分析，最后结合实体工程选择70#基质沥青和3%

的铁红颜料代替等质量矿料彩色沥青混合料制备

收稿日期：2019 - 04 - 25-0 -总第308期黑龙江交通科技第9期表1基质沥青与壳牌无色沥青的技术要求o人度软化延度密度溶解度旋'粘度评价(25 C,点(25 C,指标(25 C)/((90 g,5e)/R&B/5 cm/(g・cm 3)乙U)/乙U)/(0.1 mm)Cmin)/cm%%要求66-8044-52 >90测记录>95.066 C95 C>200<3.270#青61.248.2>909.04995.2280.442壳牌无色63.246>908•49099.974.20.013表2料的/(m2•g 11单点BET方法

Langmuio测试结果宝蓝8•555 52.440 5翠佑绿0.039 09.270 9柠檬黄0.979 79.509红19.266 220.268 9粉7•359(8.437 3测试结果发现各种颜料均为球状颗粒,可以通 过

反映颜料颗粒

°本文按照颜料与

为1.2的 掺配彩，基质

分 70#石油 和无 ，颜料分 红、 、賣。试验前应 去颜

水分，按照 「比例12的粉胶比在90 °C下拌和直至颜料均匀

分布在基质

，得到彩

件 见表3示。表3彩色沥青试件编号相应相应壳牌无Y0中油70#5青Z0有青Y9着青Z9有青Y2着青Z2有Y3着色沥青Z3红有Y4红着Z82高温稳定性分析温稳定性反应

在高温 车形的能力。

温稳定性通常采用动态

流 测

复数弹性模量（G*）和相位角（8）,采用车辙因子G* /sing

材料的

性变形能力（高温稳定性）°本文 PG高温分

温度

，采用线性插值方法得到车辙因子1.2 KPa（原样沥青）和2.2 KPa

（RTFOT后

）的临界温度，以此来 彩色沥温稳定性,试验结果见图9所示。图1可知,70#石油 系 件（Z系列）高

温临界温度普 于壳牌无

系 件（Y系列）~2个温度

，且1类试件临界温度普-9 •图1彩色沥青临界温度（高温）试验结果于4类试件。分析 因 于1类颜最小2类试件

最大，由此说明70#石油沥温稳定性由于无

，且颜

越，则其相应的彩色沥青高温稳定性越好。3低温抗裂性分析的低温

形能力反映了 ：路面的低温 性能,2 本身的特性是影响温 的主要原因。

温 性能采用

点指标和劲度模

示，本节采用同一度模 （S =300 MPa）的温度

种试件的图2彩色沥青的临界温度（低温）试验结果从上图2试验数据可知,70#石油沥青系列试件

（Z系列）低温性能普

无 系 件（Y系一个温度

，且1类颜料普 于4类颜料，这

于70#石油沥青PG- 为PG68 -22比无 PG等级为PG52 - 28高一个温度等级,类颜

最小，由此说明70#石油 温性能优于无 ，同时颜

越 温性能越好，同时彩

温性能普

于基质，即彩 产 样 的临界温度要 于 质 °4

分析彩

过多年的研究，技术上比较成熟,

然 ，同时仅适合于轻交通路面、非机动车道 行道。目前常用的彩色路 要有

五种,热拌彩

路面、彩

滑磨

第10期高峰,张真权，李俊杰:基于路用性能分析的彩色沥青混合料工程应用探讨总第308期耗薄层罩面、彩色树脂涂层技术、冷拌彩色树脂混

表5彩色沥青混合料级配（mm）要求筛孔凝土路面、pmma聚丙烯酸酯彩色罩面等。本节通 过调研五种彩色沥青路面原材料价格,分别计算不

161322.254.752.26 1.1026 0230.1 0.075100 ^10066 *353 *6624*50 1*31z20 0 -205*1 6z3同类型的彩色沥青结合料成本单价，见下表4 所示。表4不同类型彩色沥青路面成本单价成本

使用折合本注:颜料掺量为混合料总质量的3%，替代等量矿！。在沥青混合料级配设计完成后，采用3% （混合

料总量）的铁红颜料代替等质量矿料进行高温稳定 性试验、水稳定性试验，同时确定最佳油石比,各项指 标经过验证满足要求后，拌和制成彩色沥青AC -

材料类型原料名称比例价格

（元/吨）(%/m2)13C混合料，并进彳我验段试铺试验。彩色沥青混合 3 cm厚AC-19热拌彩色沥青混凝土彩6250%1 0001.6红色色！1250%10000石料.0%200彩色矿粉2%1005 mm彩色树脂抗滑磨耗薄层彩2 Kh/m2.000023彩3 Kh/m235000.2 切m24 10彩彩色林脂漆1.9 Khm2100000234进口颜料1 kh/m23 5002cm厚AC - 5冷拌冷铺彩色树脂混凝土彩7%66 000452氧化铁颜料2%2 000石.0%2彩色矿粉1%12mm PMMA 彩彩30%3262硅砂1%2树脂增韧剂4%2填料1%1从表4可以看出，热拌彩色沥青混凝土成本相

较其他彩色沥青路面较低，适用于单一颜色在公路 大面积使用，多用于重新铳刨重铺或采用彩色乳化

沥青封层，热拌彩色沥青混合料具有明显的价格优

势，说明热拌彩色沥青混凝土路面具有可观的经济

效益，但相较于普通沥青路面，成本略高。但是彩 色沥青路面在其寿命使用周期内有效的减少道路

使用者的行程时间费用、延误费用和事故费用等,

其中交通事故费用的大幅降低不仅带来了可观的

间接经济效益，还保障了道路使用者的人身安全, 充分体现了彩色沥青路面“以人为本”的设计理念。5实体工程应用5. 3原材料技术要求某城市主干道非机动车道采用3 cm彩色沥青 AC - 13C型密集配沥青混凝土。沥青采用70#道路

石油沥青,沥青下封层采用乳化沥青稀浆封层，骨

料采用石灰岩碎石，碎石应采用锤式破碎机加工，

并且要求表面洁净、无风化、无杂质,压碎值不大于 28%，磨耗率不大于30% °沥青混合料拌合前应进 行详细的施工配合比设计及马歇尔试验,通过试

拌、试铺确定混合料的强度指标及质量检验标准。 其中AC -13混合料级配要求见表5所示。料技术要求见表6所示，各指标均满足规范要求°表6彩色沥青混合料试验检测结果试验项目实测值指标击实次数（次）/两面各50马歇尔稳定度6223>5流值(02 mm)232622~40(%)u3~6矿料间隙率16.2$ 1325他和度73.4[70,35]毛体积相对密度2.220测动稳定度（次/min ）3323$400残留稳定度（定）.02.$3残留强度比（定）.323$05渗水系数W1205.2施工技术要求在彩色沥青混合料施工过程中,现场应测量并

记录气温,如果气温低于10 °C，则不宜进行彩色沥

青路面施工摊铺工作;当气温低于0 C或者遇到大 风、下雨天气,应立即停止彩色沥青混合料施工;若

气温在0~10 C必须进行施工时，应采取有效措 施，确保彩色沥青混凝土能够顺利进行施工，保证路 各项指 能 满足要 O6结论（1） 高温稳定性结果表明70#石油沥青高温稳 定性由于无色沥青,且颜料比表面积越力、,则其相

应的彩色沥青高温稳定性越好。（2） 70#石油沥青低温性能优于无色沥青，同时

颜料比表面积越小低温性能越好，同时彩色沥青混

合料低温性能普遍低于基质沥青，即彩色沥青混合

料产生同样开裂的临界温度要高于基质沥青。（3） 经济效益分析表明，热拌彩色沥青混凝土 成本相较其他彩色沥青路面较低，适用于单一颜色

在公路大面积使用，多用于重新铳刨重铺或采用彩

色乳化沥青封层,但成本高于普通路面。（4） 实体工程应用表明采用混合料总量3%的

铁红颜料代替等质量矿料彩色沥青混合料制备彩后各项指 满足规 要 O（下转第13页）-11 -第1期刘宜佳:高速公路SMA路面原材料和施工质量控制总第308期n C,应废弃。(6)初压时混合料温度应达到 152 C以上;复压时混合料温度应达到10 C以上； 碾压完成时混合料温度应达到C以上° ()完 成混合料的摊铺与碾压，且检查确认合格后，当为 夏季时,3 d后开放交通，当春秋季时,2d后即可开 放交通。2. 2 混合料运输控制(1混合料必须采用统一且固定的容量达到25 t以上的专用车运输°(2) 装车前在车厢四壁都采取有效保温和防粘 结措施,即均匀涂抹一层隔离剂。(3) 混合料应分成三次进行移动装车。(4) 装完后覆盖一层篷布并捆紧，避免运输途 中混合料温度大幅降低。(5) 运输车在满载状态下的行驶速度应控制在5。kmh以内，并尽可能减少途中颠簸。2. 2 混合料摊铺控制(1) 摊铺前认真做好检查工作，确认摊铺机是 否满足施工要求°(2) 开机前清理并预热好熨平板，使其温度不 低于110 C ,以防和混合料粘连影响平整度。(3) 布料器上的叶片尺寸必须一致，且转速保 持均衡，料位始终保持在布料器总咼2/3以上，避 免在摊铺中混合料发生离析。(4) 平整度和厚度的控制均由自动找平装置完 成，它的安装必须严格按照规范进行，实际的安装 误差不可超出允许范围。(5) 摊铺机的行驶应缓慢和匀速，保证摊铺的 连续性，一般起步时速度不可超过0. 5 *1. 2 mmin,之后可控制在2. 2 mmix左右°(6) 安排专人检查摊铺后的混合料，当发现裂 缝和离析时，立即处理°2. 2 混合料碾压控制(1SMA沥青路面不允许使用胶轮压路机进行 碾压，以双钢轮振动或振荡压路机为主°(2)采用碾压机械相互组合的方式碾压，一般 需要碾压六遍，但不可过压和欠压°(3) 压路机行驶速度严格按照规定控制，中途 不允许突然变速和转变方向°(4) 碾压中严格按照紧跟、缓慢、高频、低幅的 原则,从低处向高处碾压。碾压式，两条相邻的碾 压带保持22 cm左右的重叠。振动器应在起步之 后再开启，停车之前关闭好。(5) 在碾压后但还没有成型的路面上,不允许 停放所有设备及车辆，也不允许堆放材料，以免造 成污染。(6) 严格按照以上提出的温度要求进行碾压, 并尽量在温度相对较高的情况下进行。注意不允 许在温度很低时反复多次碾压，否则棱角将被压 碎,使集料之间的嵌挤被破坏°()对于大型设备无法到达的部位，可由人工 使用小型器具压实,要求达到和主要施工面相同的 态°3结束语综上所述，SMA沥青混合料主要包含改性沥 青、粗集料、细集料、填料和稳定剂几种原材料，各 项原材料在使用前都应进行严格的检查和试验，只 有确认所有技术质量都满足设计和规范要求后,才 能进场用于后续施工。同时在SMA沥青路面施工 中，应切实做好温度控制、混合料的运输、摊铺和碾 压控制，以此保证路面施工质量°参考文献：［1］ 费爱萍，张铁志，赵鹏，王立久.SBS改性沥青SMA- 1混合料在长大纵坡路段旧路面层改造中的应用 ［J］.路基工程,201(05) ：136-19 + 13.［2］ 高启聚，赵武，沈菊男.温拌阻燃SMA沥青混合料性

能与工程实践［J］公路工程，201,42 (04)： 19-153.［3］ 郭乃胜，李薇，赵颖华，谭忆秋.考虑均匀性的SMA

混合料最佳沥青用量确定方法［J］大连海事大学学

报,201,43(02) ： 115 -12.(上接第11页)参考文献:7］郝培文，袁永长.彩色胶结料的开发与技术性能研究-240+2432［7］ ［8］

陆剑卿.彩色沥青路面性能及施工工艺研究［J］.交通 标准化,2010(11) ：16 -13张承新.谈彩色沥青路面施工工艺［J］中华民居(下

［J］.公路,2000:(4)北京:《公路》杂志出版,2000,4.［2］ 王利泉，谢素琴.彩色胶结料的研究与应用［S］.市政

旬刊),2013(01) ：333 -334.［9］

技术.中华人民共和国行业标准.2003,22(4).张晨，张金喜,苗英豪.新型多功能路面的铺装方法与 特点［J］公路工程,2008(05):16 -21 +26,李增敏.市政道路中彩色沥青混凝土路面施工工艺

［3］ 胡达平，李士杰.彩色路面混合料技术［E］.市政技22003，22(4)2［4］ 邢磊.彩色路面胶结料制备技术及其路用性能研究［D］ 长 ，20122［10］ ［11］

控制［J］交通标准化,2010:195 -17.叶玺铭.彩色沥青路面在市政道路上的应用［J］交 通标准化,2011(09) 71 -65,［5］ 李蓬.彩色稀浆封层配合比设计方法研究［J］科技信

息,2010(03) ：705 -706.［6］ 陆忠，邵静，徐玉华.AC-5彩色沥青混合料配合比优

［1］王金宝，马士玉,曹俊磊.彩色沥青混合料在市政道

路中的应用及趋势展望［J］市政技术，201：

11 -163.化设计与施工［J］四川建筑科学研究,2010(05) ：238-1 -