道之彩公路工程有限公司
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淺析彩色瀝青路面
路面的顏色雖然不會影響到通行功能,但是單調(diào)的色彩已無法滿足現(xiàn)代化城市交通的多元需求。另外黑白路面難以與環(huán)境相協(xié)調(diào),因此彩色路面逐漸進(jìn)入人們視野。路面多彩化既可以誘導(dǎo)交通,也可以美化環(huán)境,許多國家已經(jīng)開始在城市中鋪筑彩色路面,并取得了一定的效果。
貴州彩色瀝青淺談彩色瀝青路面分類
(1)摻入彩色顏料。由于瀝青混合料是由集料、瀝青和礦粉等多種材料混合而成,因此可將礦粉染色或直接將顏料作為礦粉加入混合料中拌合,可得到彩色瀝青路面。但由于礦粉含量有限,并且黑色的瀝青具有很強(qiáng)的屏遮淺色的作用,因此只有紅色染料可使混合料呈現(xiàn)暗紅色,對于較淺色的顏料并無法顯示。(2)在鋪設(shè)路面期間把彩色碎石壓入面層中。除了將顏料作為礦粉拌合在混合料中之外,對于熱壓式瀝青混凝土,在施工時可以選擇帶有顏色的碎石集料并將其壓入路面表面。由于熱壓式瀝青混凝土不是連續(xù)級配,混合料中2.36~9.5mm集料含量很少,可將中粒徑彩色集料摻入其中,效果明顯。(3)彩色表面處理。表面處理有3種工藝:彩色稀漿封層是一種集路面養(yǎng)護(hù)與彩色化處理于一身的新技術(shù),其中彩色來源是帶有顏色的碎石集料,粘結(jié)料選用改性乳化樹脂,再混入改性劑和顏料,一般的攤鋪厚度在4~6mm;彩色油漆涂層是最為一般的表面處理,其施工也最為簡單,但是非常易磨損,在交通量大的路段不宜采用;彩色表面處治需要在路面表面鋪撒具有強(qiáng)粘結(jié)力的樹脂,然后撒布帶有顏色的集料粘接其上。(4)彩色水泥灌漿瀝青路面。水泥灌漿瀝青混凝土路面最早由法國人發(fā)明,普遍認(rèn)為是一種半剛性路面。對于開級配瀝青混凝土路面,施工時可在水泥膠漿中摻入顏料,使其填充開級配混合料的空隙從而顯示顏色。這種路面結(jié)構(gòu)具有突出的優(yōu)點(diǎn):由于摻入水泥膠漿可使其具有很高強(qiáng)度,同時相比一般瀝青路面有更好的高溫抗變性能力,并且價格低廉。
彩色瀝青路面的功能
彩色瀝青路面首先可以滿足一般路面具有的基本使用功能,同時由于具有色彩,路面又能兼具誘導(dǎo)交通、區(qū)分交通區(qū)間以及在特殊路段提醒駕駛者等作用。由于路面面積大,對于色彩區(qū)分明顯的路面對司機(jī)的警示作用在某種程度上要好于交通警示牌。比如在高速公路中,在即將駛?cè)胨淼狼盎蛘呷菀装l(fā)生事故路段路面可設(shè)置成紅色,這樣可以讓駕駛者更加謹(jǐn)慎的駕駛。另外在有的國家,不同的車道被鋪筑以不同的顏色,這樣顯然能夠更為有效地引導(dǎo)車輛,保障安全行駛,同時也起到美化城市的作用。
除了引導(dǎo)交通,彩色路面也在美化道路景觀中起著頗為重要的作用。改變路面單調(diào)的色彩可以極大程度的改善路面景觀,使行人受到視覺上的刺激與享受,滿足人們心中對于美好事物的向往,給城市營造出溫馨的氛圍。
彩色瀝青的制備與相關(guān)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)
目前實(shí)際道路應(yīng)用中的彩色瀝青路面以改變膠結(jié)料的顏色為主要方法,這類彩色瀝青的生產(chǎn)制備有兩個主要途徑:將瀝青中的瀝青質(zhì)脫色;以人工制備聚合物來代替瀝青膠結(jié)料。瀝青脫色需要用到特定溶劑將瀝青質(zhì)溶解并除去,剩下部分即為淺色成分,再將顏料和改性劑拌合其中得到彩色瀝青。但由于道路工程中瀝青的需求量是巨大的,因此生產(chǎn)成本巨大,并且會造成巨大污染,目前已經(jīng)很少使用。人工制備聚合物是生產(chǎn)一種由特定組分構(gòu)成的混合物充當(dāng)瀝青的作用,一般由高分子聚合物、樹脂、填充油以及改性劑等石油化工產(chǎn)品在高溫條件下高速剪切得到。由于生產(chǎn)工藝簡單,且所得產(chǎn)品質(zhì)量易于控制,此法更加易于推廣。
目前有關(guān)彩色瀝青性能指標(biāo)主要是針對彩色膠結(jié)料,對于集料性能可參照普通瀝青混合料中對集料的要求,下文中會繼續(xù)討論。彩色瀝青路面往往應(yīng)用在特定環(huán)境,因此在制定彩色膠結(jié)料性能要求時應(yīng)充分考慮其使用環(huán)境,同時可以參考國外彩色瀝青膠結(jié)料性能要求。列出了國內(nèi)外針對彩色瀝青膠結(jié)料的具體要求。
除了膠結(jié)料,集料性能也需要滿足一定的要求。集料中形成骨架的粗粒料需同時滿足常規(guī)性能和對于色彩的要求。位于路面表面的集料提供了大部分行車所需的摩擦力,因此表面層磨損相對嚴(yán)重,為保證彩色瀝青的耐久性,集料來源應(yīng)盡量選擇與所鋪筑路面顏色接近的石塊。普通的石灰?guī)r既可作為彩色瀝青的集料,還有淺色的玄武巖、輝綠巖等也可作為其集料。應(yīng)用在高等級路面中的集料必須嚴(yán)格控制性能指標(biāo),如壓碎值、洛杉磯磨耗損失、磨光值。但某些特定交通條件下的路面可以適當(dāng)放寬對集料的要求,如城市道路中專供行人通行車道,這樣即可以保證道路使用要求又能夠最大限度的降低成本。通普通瀝青混合料一樣,應(yīng)盡量選用堿性集料來保證集料與膠結(jié)料之間的粘附性要求(粘附性等級≥4級)。
再其次是對摻入結(jié)合料中的彩色集料的要求。瀝青混合料在拌合和攤鋪的過程中溫度非常高,因此使用的顏料需要具備較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性,應(yīng)保證在200℃不會氧化或者分解褪色。有機(jī)顏料易與混合料中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或受高溫而分解,且價格昂貴,因此一般選擇無機(jī)顏料如鐵紅、鉻黃、鉻綠等,這樣既可以保證路面顏色具有一定的耐久性、高溫穩(wěn)定性,也能有效控制成本。對于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顏料的高溫穩(wěn)定性,可取顏料加熱至200℃并保持一小時,通過對比顏色變化來判斷其高溫穩(wěn)定性。
原材料的選擇
由于瀝青對溫度的敏感性特點(diǎn),在選擇瀝青時應(yīng)首先考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件和溫度狀況。秦皇島市夏季最高溫可達(dá)38℃,路面溫度則可以達(dá)到61℃;冬季最低溫達(dá)-15℃。因此瀝青的選擇就要兼顧高溫穩(wěn)定性與低溫抗裂性,綜合因素考慮選擇具有較高軟化點(diǎn)的瀝青。這樣可保證工程質(zhì)量與施工進(jìn)度。
粗集料的選擇可以就地取材,選擇紫紅色或顏色較淺的砂巖。其特點(diǎn)是針片狀含量低,質(zhì)地堅(jiān)硬耐磨,經(jīng)處理后接近中性并可與瀝青較好的粘結(jié)。另外集料本身顏色與預(yù)鋪筑路面的顏色接近,鋪筑效果也更為理想。
彩色瀝青路面同樣會出現(xiàn)水損害,且由于修補(bǔ)時需要單獨(dú)調(diào)配混合料且很難還原顏色,因此需要使混合料具有較強(qiáng)的抗水損害的能力。試驗(yàn)證實(shí)摻入法國CECABASE-280型抗剝落劑能夠有效增強(qiáng)抗水損害能力,延長路面使用年限,其參考摻入量為瀝青用量的2.5%。
彩色瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)及路面施工工藝
彩色瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)在考慮油石比的同時還要考慮顏料用量,級配類型一般選擇密級配,如AC-10、AC-13,在預(yù)算可以滿足且施工質(zhì)量能夠較好控制時可考慮SMA-10,SMA-13。顏料不僅是著色劑,也應(yīng)看做混合料的組成部分,對于粉末狀的顏料可以部分作為礦粉加入,用量可以在20%~50%,同時礦粉的用量應(yīng)相應(yīng)減少。彩色瀝青的油石比應(yīng)參照普通瀝青混合試驗(yàn)方法確定,一般仍采用馬歇爾試驗(yàn)。
同一般瀝青混合料一樣,彩色瀝青在拌合與運(yùn)輸?shù)倪^程中的只有與空氣接觸的表面部分發(fā)生老化,但要注意運(yùn)輸?shù)倪^程中不能有太大的溫度損失,一般要求在10℃之內(nèi)。運(yùn)輸彩色瀝青混合料的運(yùn)料車應(yīng)專門使用,避免彩色瀝青與黑色瀝青相互污染。
混合料的攤鋪與壓實(shí)一般按照普通瀝青混合料要求進(jìn)行,注意檢查下基層是否清掃潔凈,平整;基層清潔干凈后噴灑0.3~0.5kg/m的乳化瀝青,不僅可以減少面層向基層的滲水,同時可以提高與下面層的粘結(jié)力。攤鋪過程中需注意盡量一次性成型全幅攤鋪,可以大限度保證路面美觀。
彩色瀝青施工完畢后需等到路面溫度下降至約50℃后才可以開放交通,一般是通過自然冷卻。如果道路通行期限緊迫,可以在路面灑水使其快速降溫,但應(yīng)注意的是如果路面壓實(shí)度不夠,這些水分會滲入面層結(jié)構(gòu)致使瀝青與集料粘附性下降,并且如果路面內(nèi)部沒有即時降溫,此時的重載車輛會造成蠕變現(xiàn)象,因此是否提前開放交通需謹(jǐn)慎考慮。
工程經(jīng)驗(yàn)及結(jié)論
(1)雖然彩色瀝青混合料不及普通瀝青使用廣泛,但是通過過程控制是可以將出廠檢測結(jié)果控制在設(shè)計(jì)配合比指標(biāo)之內(nèi)的,其各項(xiàng)性能指標(biāo)可以滿足城市主干道的技術(shù)要求。
(2)路面成型以后,通過鉆芯取樣可以發(fā)現(xiàn)混合料的拌合較為均勻,并且其壓實(shí)度與厚度能夠達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)路面施工完成后觀察到表面平整,完工初期色澤艷麗,并且實(shí)測得到粗糙度滿足要求。