多功能環(huán)境友好瀝青混合料開發(fā)及工程應用

1 項目來源

廣東省交通運輸廳2016年度科技計劃項目(編號：科技-2016-02-009)

2 主要完成單位

廣東省路橋建設發(fā)展有限公司

廣東華路交通科技有限公司

長安大學

3 主要技術內容

3.1 技術特點

本項目基于TAP(電氣石負離子粉)釋放負離子、壓電性、熱電性等特性開發(fā)了一種環(huán)境友好型改性瀝青材料，以提高路面的抗車轍性能和節(jié)能減排能力；基于顆粒流數(shù)值模擬技術與室內試驗研究開發(fā)了強嵌擠抗滑瀝青混合料，以提高瀝青混合料的抗車轍性能與抗滑性能；集成環(huán)境友好型改性瀝青與強嵌擠骨架密實級配開發(fā)了具有降溫、凈化尾氣、熱拌減排功效的多功能瀝青混合料，并對其配合比設計及施工關鍵技術進行了系統(tǒng)研究，形成了《多功能環(huán)境友好瀝青混合料設計施工技術指南》。項目研究成果已成功應用于交通運輸部第二批綠色公路建設典型示范工程。

3.2 技術創(chuàng)新

項目組通過理論與數(shù)值分析、室內試驗、試驗路鋪筑與性能觀測等手段，對多功能環(huán)境友好瀝青混合料的開發(fā)及工程應用進行了系統(tǒng)研究，取得了以下創(chuàng)新性成果：

(1)開發(fā)了環(huán)境友好型瀝青改性劑和改性瀝青及其制備方法，取得國家發(fā)明專利兩項(ZL201810597285.X、ZL201810535248.6)。

(2)基于室內試驗與數(shù)值模擬技術開發(fā)了瀝青混合料SAS強嵌擠骨架密實級配。與傳統(tǒng)AC類瀝青混凝土相比，抗車轍性能提升了約20%。

(3)集成環(huán)境友好型改性瀝青與SAS級配，開發(fā)了具有降溫、凈化尾氣、熱拌減排功效的多功能瀝青混合料。與常規(guī)GAC類瀝青混合料相比，使用SAS瀝青混合料的路面表面路表降溫約6.4℃、NOX凈化率可達85%、抗車轍性能提升約75%、抗滑耐久性明顯提升。

(4)基于室內加速加載試驗，建立了瀝青混合料宏觀構造和摩擦系數(shù)的預估模型，提出了滿足瀝青路面抗滑耐久性指標和要求。

(5)依托廣東惠清高速公路建設項目鋪筑了示范工程，編制了《多功能環(huán)境友好瀝青混合料設計施工技術指南》，發(fā)表論文23篇(其中SCI檢索3篇、EI檢索1篇、中文核心期刊6篇)，取得授權發(fā)明專利3項、實用新型專利9項。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟效益

使用多功能環(huán)境友好瀝青混合料鋪筑的路面預計可提高軸載次數(shù)約46%，按路面工程投資1 500萬元/km估算，可以間接產(chǎn)生經(jīng)濟效益約690萬元/km，經(jīng)濟效益顯著，具有較高的推廣應用價值。

4.2 社會效益

多功能環(huán)境友好瀝青混合料與傳統(tǒng)瀝青混合料相比，抗車轍性能、水穩(wěn)定性能、抗滑耐久性均有一定的提升，并具有降溫減排的效果。路面使用期內車轍深度為傳統(tǒng)路面的53.8%，預計可延長壽命約5年，可大幅節(jié)約因養(yǎng)護所產(chǎn)生的資源消耗與碳排放，經(jīng)濟效益顯著。另外，該材料可降低路面溫度，緩解熱島效應，環(huán)境效應明顯。

5 成果應用

本項目研發(fā)的多功能環(huán)境友好瀝青混合料已應用于廣東惠清高速公路建設項目，取得了良好的效果。實際工程應用表明，與GAC級配瀝青混合料相比，多功能環(huán)境友好瀝青路面的密水性能與抗離析性能更優(yōu)，路面紋理深度更大，更能適應廣東高溫多雨的氣候條件。使用多功能環(huán)境友好瀝青混合料的路面，當晴天最高氣溫為36.5℃時，上面層底降溫5.8℃，路面降溫幅度達到國際領先水平。

《多功能環(huán)境友好瀝青混合料開發(fā)及工程應用》課題組

聯(lián)系人：許新權

聯(lián)系電話：13924191720

E-mail：569503128@qq.com