1、1西安咸阳机场专用高速公路排水性沥青路面封水粘结层对比试验报告一、试验目的在第一次对比试验的基础上，选择西安地区工厂化程度较高的 SBR、 SBS 改性乳化沥青，进行原材料和剪切试验，从而在室内确定比较理想的封水粘结材料。同时又增加了微表处和沥青砂室内车辙、剪切试验，以便更好地对比不同结构类型的优劣。二、试验参加单位西安公路科研所长安大学公路学院长安大学新型路面研究所机场专用高速公路中心试验室机场专用高速公路 M1 标工地试验室三、完成的主要试验工作1、4 个厂家生产的 SBR 改性乳化原材料检验，1 个厂家生产的 SBS 改性乳化沥青原材料检验；2、5 个厂家生产的改性乳化沥青车辙板成型，剪
2、切试验。3、 微表处渗水试验，微表处剪切试验4、 沥青砂及其排水混合料车辙试验。2四、SBR、SBS 改性乳化沥青原材料试验SBR 改性乳化沥青选择的生产厂家有西安高远公路养护技术工程研究中心、陕西国琳国威沥青新产品有限公司、西安远翔公路技术有限公司、陕西国创沥青材料有限公司，SBS 改性乳化沥青选择的厂家是壳牌（西安）沥青有限公司。以上 5 家提供的样品分别由科研所、长大公路学院和新型路面所同时进行原材料试验，SBR 改性乳化沥青检测项目和技术要求执行公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004） ，SBS 改性乳化沥青检测项目和技术要求按照美国的 RSMA-Bond（同步施工超薄磨
3、耗层系统）标准要求。 由于时值冬季，各个单位改性乳化沥青施工和加工已完全停工，所需样品均室内加工，由于室内加工设备条件的限制，同一个样品，不同批次加工，都有区别，加之不同试验单位检测，样品数量有限不易复核，所以而在原材料试验结果中，个别数据不同检测单位试验数据差别较大。试验结果汇总如表 1、表 2。3表 1 SBR 试验检测结果汇总西安高远 国琳国威 西安远翔 陕西国创试验项目科研所 长大 路面所 科研所 长大 路面所 科研所 长大 路面所 科研所 长大 路面所技术指标破乳速度 中裂 快裂 中裂 中裂 快裂或中裂电荷 + + + + + + + + + + + + 阳(+)、阴(-)筛上剩余量
4、（1.18mm） （%） 0 / 0 0.06 0.01 0.035 0.03 0.018 0 0.1沥青标准粘度C25，3 （s） / / / / / / / / / / / / 8-25粘度 恩格拉粘度 E25 15 / 14 15.7 / 16.1 18.7 / 15.7 9.6 8.9 1-10含量（%） 63.5 61.1 61.4 69.5 70.9 65.3 56.9 57.2 57.2 56.8 57.1 62.8 50针入度（100g，25，5s）(0.1mm) 75 59 76.5 127 60.9 74.3 77 55.8 60.1 66.9 64.8 65.4 40-1
5、20软化点（） 75.5 49.6 69.4 64 50.6 57.5 64 54.6 59.6 62.5 51.7 56.7 50溶解度（%）（三氯乙烯） / 97.5延度（5）（cm） 88 123.3 100 113 144.8 100 69 161 100 100 63.3 100 30粘韧性（Nm） 11.6 / 14.2 13.7 / 12.3 6.1 / 7.0 / 3.6 5蒸发 残留物韧性（Nm） 9.1 / 10.1 9.1 / 8.9 3.1 / 3.3一拉就开 / 2.1 2.5与矿料的粘附性，裹覆面积 2/3 2/341d （%） 0.36 / / 0.49 / /
6、/ / / / / / 1贮存稳定性5d （%） 1.5 / / / / / 0.34 / / 0.39 / / 55表 2 SBS 改性乳化沥青试验结果试验项目 单位 科研所 长大 路面所 RSMA-Bond破乳速度 快裂 快裂 快裂 快裂或中裂粒子电荷 + + + 阳离子（+）筛上剩余量 (1.8mm) 不大于 % 0.021 - 0 0.05恩格拉粘度（50） 9.9 - 9.0 5.6-28含量 不小于 % 64.5 63.2 64.3 62.0针入度（25,100g.5s） 0.1mm 66.9 59.5 66.2 50-150软化点 不小于 55.5 50.8 58.9 55延度（
7、10） 不小于 cm 46 60.9 61.5 40溶解度（三氯乙烯）不小于 % 97.5粘韧性 Nm 18.2 - 16.9韧性 Nm 15.2 - 14.0蒸馏残留物性能试验弹性恢复%，10 % 87 - 88 60贮存稳定性 1 天 不大于 % 0.02 - - 1五、剪切试验2009 年 1 月 6 日，总监办组织科研单位和中心实验室、施工单位相关人员，在西安高远实验检测中心（公路丙级资质）进行剪切试验。试验程序是：在室内首先成型 AC-20 沥青沥青混合料车辙板，2-4 小时后，按照室内同一确定的 0.7Kg/撒布量涂刷改性乳化沥青，然后经过 10-12 小时（18-25室温）充分破
8、乳，最后在其上面成型排水路面混合料车辙板，钻芯后，对芯样进行旋转剪切试验。剪切试验结果如表 3。表 3 剪切试验结果汇总剪 切 试 验 结 果材料类型 生产企业 最大扭矩（） 试件破坏描述备 注西安高远 699西安国琳国威 838西安远翔 528改性乳化沥青陕西国创 641改性乳化沥青 壳牌（西安） 756界面无断裂，粘接良好试验温度，试件养护4 小时，养护温度。6微表处 西安国琳国威 457六、沥青砂及其排水路面混合料高温性能试验考虑到沥青砂作为一个结构层中置于中上面层之间最不利的情况，特意参照以往工地经验设计沥青砂配合比，成型车辙板进行车辙试验，此后又在成型的沥青砂车辙板上成型排水路面混合
9、料，继续进行车辙试验，试验情况如下。1、沥青砂混合料用原材料1）沥青。使用壳牌（西安）沥青有限公司生产的 SBS（I-C）改性沥青。2)矿料。粗集料采用 2.36-4.75mm 使用泾阳自采石料厂生产的的石灰岩碎石。细集料采用泾阳口镇宇泽机制砂厂生产的机制砂和高陵天河砂场生产的天然砂（中砂） 。填料采用泾阳口镇矿粉厂生产的石灰岩矿粉。2、配合比见表 4。表 4 沥青砂混合料配合比集料规格（mm） 2.36-4.75 天然砂 机制砂 矿粉 油石比配合比例（%） 23 9 63 5 7.73、车辙试验结果如表 5。表 5 沥青砂及其他结构层车辙试验结果项目 沥青砂OGFC-13 混合料（在沥青砂车
10、辙板上）AC-20 中面层（施工抽检）OGFC-13 混合料配合比试验结果车辙（mm/次） 1500 3200 5000 6000备注 本次试验情况 施工检测情况 目标、生产合比 试验情况7七、西安地区 SBR、SBS 改性乳化沥青生产情况为了全面的了解西安地区工厂化 SBR、SBS 改性乳化沥青生产加工、质量控制和价格情况，2009 年 1 月 10 日由管理处组织施工、监理单位，邀请长安大学杨人凤教授，从各家生产加工规模、工艺流程、质量控制以及产品价格等方面，对壳牌（西安）沥青有限公司、陕西国琳国威沥青新产品有限公司、西安高远公路养护技术工程研究中心、西安远翔公路技术有限公司进行了现场实地
11、考察（陕西国创沥青材料有限公司生产设备没有安装到位，故没有考察） ，现将考察情况汇总如表 6。8表 6 西安地区 SBR、SBS 改性乳化沥青工厂化生产情况调查表企业名称 壳牌（西安）沥青有限公司 陕西国威沥青新产品有限公司 西安高远公路养护有限公司 西安远翔公路技术有限公司产品名称 SBS 改性乳化沥青 SBR 改性乳化沥青企业地址 临潼新丰镇 西安灞桥正街副 1 号 西安绕城高速阿房宫道口西5 公里 西安未央区和平村工业园区生产规模 生产 90T/d、储存 400T 生产加工 12T/h、储存 200T 生产加工 10T/h、储存 200T 生产加工 12T/h、储存 500T加工工艺基质
12、沥青+SBS SBS 改性沥青+水+乳化剂+其他稳定剂 SBS 改性乳化沥青水+改性剂+乳化剂+ 其他添加剂 皂液+基质沥青 SBR 改性乳化沥青主要业绩 陕西靖安高速公路、西潼大修工程等 绕城高速公路、延塞高速公路、商界高速公路等 西汉高速公路、柞小高速公路、凤永高速公路等 永咸高速公路、子靖高速公路、黄延高速公路等质量控制液位计、 流量法控制不同材料掺量比例，每批产品出厂检测人工称量配皂液，流量法控制皂液、基质沥青比例，每批产品出厂检测产品价格1、产品单价： 3730 元/T（出厂价）2、施工费用：该企业不施工1、产品单价：4300 元/T（出厂价）2、施工费用 ：1.2 元/1、产品单价
13、：3650 元/T（出厂价）2、施工费用 ：0.88 元/1、产品单价：3600 元/T（出厂价）2、施工费用 ：0.75 元/备 注原材采用壳牌 90#基质沥青、燕山石化改性剂、壳牌专用乳化剂。原材使用 SK70#基质沥青、进口美德维实伟克改性剂、乳化剂。原材使用进口美德维实伟克改性剂、高远产乳化剂，没有基质沥青储存能力。原材使用进口美德维实伟克改性剂、乳化剂，没有基质沥青储存能力。9八、意见和建议通过对以上各种封水粘结材料的大量试验，从试验结果出发，提出以下几点意见。1、在中上面层之间不应设置沥青砂结构层，理由是：1）从结构上看，尽管沥青砂在防水和粘结上有很好的效果，但该层所处位置是路面受
14、剪应力的最大部位，从高温性能（车辙）试验结果看，刚好在中上面层之间形成软夹层，很容易早期破坏。2）沥青砂结构厚度较薄，施工过程中摊铺难度大，质量控制没有充分保障且无施工经验。3）作为排水路面的下承层没有这样的工程实例，风险很大。2、微表处不宜作为封水粘结层，原因有：微表处使用的材料是石屑、矿粉、水泥和拌合型改性乳化沥青，冷拌成混合料，其强度较低，粘结较差；另外，微表处的改性乳化沥青为慢裂快凝型，就是说，摊铺成型后混合料中改性乳化沥青要逐渐破乳，水分析出，施工中碾压时机掌握不合适很容易留下一些细小的空隙，有透水现象，不宜作为排水路面下封水层。从材料的抗剪力看，数据也不如一般 SBR 改性乳化沥青。3、改性乳化沥青各项技术性能较好，在剪切试验过程中，其它试件破坏后，均沿界面断开，唯有改性乳化沥青成型的试件，最大受力破坏后界面仍粘接良好，剪切破坏出现在粘结界面以外的混合料薄弱部位。4、从 3 家的改性乳化沥青原材料的检测和剪切结果10看，剪切最大扭矩与样品的固体物含量有直接的相关关系，即样品蒸发残留物含量高，试件抗剪扭矩就大，粘结就好。
