AK_SMA_OGFC_SAC型沥青混合料路用性能的研究

AK_SMA_OGFC_SAC型沥青混合料路用性能的研究
AK_SMA_OGFC_SAC型沥青混合料路用性能的研究

沥青混合料及其力学性能分析

沥青混合料及其力学性能分析 摘要:目前我国高等级公路主要采用沥青路面结构形式,沥青混合料性能的好 坏直接影响到公路的服务功能和使用年限。现代重载交通要求沥青混合料具有优 良的高温稳定性和其它性能;为提高沥青混合料的性能、实现混合料性能的优化,近年来先后出现了大量的新材料和新理论。本文首先对沥青混合料的级配构成原 理进行了分析,其次对其力学性能做出了分析。 关键词:沥青混合料力学性能级配构成 1引言 随着生产力的发展,现代道路工程的特点反映出愈来愈鲜明的功能化。为了 满足日趋复杂、高效的现代化生产过程和日益上涨的生活水平所提出的各种功能 要求,道路工程的使命愈来愈艰难。从这个意义上看,现代道路工程面临着一场 革命作为道路工程中广泛使用的一种复合材料,沥青混合料是由沥青、矿粉、集料、等多种具有不同力学特性、不同几何形状尺寸的材料所构成的具有多相结构 的非各向同性材料。本文主要对沥青混合料及其力学性能进行了研究,希望能够 为沥青混合料的技术发展提供帮助。 2新型沥青混合料的级配构成原理分析 2.1沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA) 沥青玛蹄脂碎石(简称SMA)是一种由沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青 玛蹄脂混合料填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。其4.75mm以 上的集料含量在70%-80%左右,同时小于0.075mm的填料含量通常达到10%,而0.6-4.75mm的颗粒通常仅有10%左右,而AC-I型混合料的0.6-4.75mm的颗粒通 常达30%。因此SMA混合料是典型的由填料填充在粗集料形成的骨架空隙中形成的骨架密实结构。 2.2多碎石沥青混凝土(SAC) 多碎石沥青混凝土(SAC;)是由我国沙庆林院士于1988年提出的一种沥青 混凝土结构形式。其定义为;4.75mm以上的碎石含量占主要部分的密实级配沥 青混凝土。 SAC是在总结我国传统的工型和II型沥青混凝土的有缺点的基础上提出的。 我国传统的工型沥青混凝土空隙率为设计3-6%,因此耐久性好、透水性小,但表面构造深度较小;同时由于细集料试用较多,粗集料悬浮于沥青和细集料所组成 的密实体系中,因此混合料的稳定性随温度的增加下降明显,从而易出现车辙等 病害。 2.3大粒径沥青混凝土(LSAM) 根据以有的研究成果,LSAM的的典型特点是颗粒尺寸大、粗集料含量高、粗集料接触程度高和主骨架稳定性高。LSAM中粗集料的排列特征和级配对混合料 的体积特征有着较大的影响,甚至起着决定性的作用,也即粗集料间必须充分形 成石一石接触的骨架特征。对于LSAM的骨架特征有两个重要指标;骨架稳定度 和骨架接触度。 2.4SuperPAVE沥青混合料 SuperPAVE推荐的级配采用了0.45次方级配图,此级配图是以Fuller最大密 实度理论(n=0.45)为基础,即此图的对角线即为最大密实度线,级配曲线越靠 近对角线,混合料的密实度越大。为便于级配的选择和创新,SuperPAVE摒弃了 传统的对各个筛孔的通过率都严格控制的方法,而改为仅对关键筛孔(如公称最

SBS改性沥青路用性能的研究

文章编号:0451-0712(2005)01-0151-05 中图分类号:U414.750.1 文献标识码:A SBS改性沥青路用性能的研究 王奕鹏1,杜洪波2 (1.辽宁省交通勘测设计院 沈阳市 110005;2.青岛城建集团有限公司 青岛市 266032) 摘 要:通过对辽宁省常用的两种A H-90号重交通道路石油沥青掺加岳化SBS改性剂生产的改性沥青进行室内试验,比较SBS改性沥青及其混合料的路用性能,分析改性沥青性能与基质沥青指标之间的关系,并在规范的基础上,根据室内试验的结果有针对性地提出了改性沥青及其混合料路用性能的具体控制指标。 关键词:SBS改性沥青;基质沥青;路用性能;沥青混合料 近几年来,随着我国高速公路建设事业的迅猛发展,交通及气候条件对高速公路路面使用性能的要求也越来越高。一方面高速公路行驶车辆的重载、超载现象严重,并且渠化交通加重了车辆轴载对路面的破坏;另一方面,我国多数地区四季温差变化很大,沥青混凝土路面经受着气候条件变化的考验。为了防止沥青混凝土路面的早期破坏,提高路面的高低温性能和耐久性,必须对道路工程建设材料及施工工艺加以改进,而沥青的性能是决定路面质量和使用寿命的关键因素。实践证明,随着交通量和交通轴载的逐渐增加,采用外掺剂改善普通沥青的路用性能势在必行,而在众多的改性沥青中,SBS改性沥青已经逐渐成为最常用的改性沥青品种。本文结合我们所进行的室内试验,对SBS改性沥青的路用性能作简单的探讨。 1 SBS改性沥青的室内试验 1.1 室内试验所采用的材料 改性剂选择岳阳石化生产的道改2号星型改性剂。 基质沥青选择辽宁省生产的两种优质AH-90号重交通道路石油沥青,基质沥青的技术性能指标试验结果如表1。 表1 基质沥青试验结果 试验项目单位1号沥青2号沥青 针入度(25℃,100g,5s)15℃ 25℃ 30℃ 0.1mm 27.333.8 82.091.0 130.5161.0 针入度指数PI-0.86-0.75当量软化点℃47.045.7当量脆点℃-14.8-17.2延度(5cm/m in,15℃)cm>150>150软化点(环球法)℃48.944.3闪点(C OC)℃>230>230含蜡量(蒸馏法)% 1.84 1.76密度(15℃)g/cm3 1.029 1.014运动粘度(135℃)Pa?s0.267溶解度(三氯乙烯)%99.9299.94 薄膜加热 试验(163℃,5h) 质量变化 针入度比 延度(15℃) %+0.05+0.23 %64.970.9 cm>150>150 收稿日期:2004-10-28  公路 2005年1月 第1期 HIG HWA Y Jan.2005 N o.1

高性能沥青路面

浅谈高性能沥青路面 徐鹏华 1前言 由于交通量的剧增,轮胎气压和轴载的增加,许多完全满足现行规范的沥青路面却达不到设计的寿命,主要表现为车辙、剥落、低温开裂等病害,即现行的规范无法控制沥青路面的某些早期损坏。从1987年开始,美国公路战略研究计划(SHRP)进行了一项为期5年、耗资5000万元的沥青课题研究,占整个SHRP经费的三分之一,旨在制定一套新的沥青和沥青混合料规范、试验和设计方法。这就是高性能沥青路面(Superpave)。 Superpave技术不仅对沥青工业界产生巨大影响,也引起了世界各国的普遍关注,很多国家均在进行相关的对比试验和验证。我国从1997年引入Superpave,近年来各省市科研单位都在研究探索中,也有不少省份已将Superpave应用于高速公路建设中。 西安—户县高速公路上面层是陕西省第一条高性能沥青路面,是施工单位—中铁十二局路面公司同长安大学课题组合作完成的。现就Superpave的主要研究方法和在西户高速公路上的设计施工情况作一介绍。 2级配要求 Superpave混合料体积设计的级配选择是通过设置控制点和限制区来进行的。设置控制点是要求集料级配必须通过其间的范围,控制点分别设于公称最大尺寸,中等尺寸(2.36mm)和最小尺寸(0.075mm)处,而限制区则为不允许级配线通过的区域,它沿最大密实度曲线(0.45次方级配线)存在于中等尺寸(2.36mm)和0.3mm尺寸之间。由于限制区具有驼峰特征,故通过限制区的级配称为“驼峰级配”。设置限制区的目的有两个,一是为了限制砂的用量;二是为了使矿料具有足够的矿料间隙率(VMA)。在多数情况下,驼峰级配表示为含砂过多的混合料或相对于总砂量来说细砂太多的混合料,这种级配的混合料在施工期间经常存在压实问题,并表现为在使用期抗永久变形能力不足,而且级配通过限制区容易造成VMA过小,这种级配对沥青含量极为敏感,因此,应使集料设计级配位于控制点之间并避开限制区以满足Superpave的要求。图1示出了Sup—19矿料的控制点和限制区。

我国改性沥青技术要求的特点分析

我国改性沥青技术要求的特点分析 来自:交通科技作者:陈瑞华 摘要:根据我国的公路改性沥青路面施工技术规范,讨论改性沥青的分类、使用范围、分级和感温性要求,分析改性沥青性能的评价指标,提出改性沥青的使用要求。 关键词:改性沥青技术要求特点分析 1 聚合物改性沥青技术要求 各国改性沥青标准都有一些共同特点,即根据聚合物类型的不同分类,将每一类型的聚合物改性沥青分成几个等级,每个等级适用于不同的气候条件。美国AASHTO-AGC-ARTBA改性沥青建议标准中,路用性能只控制有限的几种性质,包括感温性、低温开裂、疲劳开裂、永久变形、老化、均匀性、纯度、安全和工作性等。然而,我国提出的聚合物改性沥青技术要求,对SBS类、SBR类、EVA和PE类改性沥青,指标包括了针入度(25℃,100g,5s)、针入度指数、延度(5℃,5mm/min)、软化点TR&B、运动粘度(135℃)、闪点、溶解度、离析和软化点、弹性恢复(25℃)、粘韧性、韧性、质量损失、针入度比(25℃)等多种性质。 2 改性沥青的分类和使用范围 我国今后相当长的一段时间内,可能使用的聚合物改性沥青主要是SBS、SBR、EVA、PE。因此,将其分成为3类:①I类为SBS类,属于热塑性橡胶类聚合物改性沥青,1-A型和1-B 型适用于寒冷地区,1-C型适用于较热地区,1-D型适用于炎热地区及重交通量路段;②II 类为SBR类,属于橡胶类聚合物改性沥青,II-A型适用于寒冷地区,II-B和II-C型适用于较热地区;③III类为EVA、PE类,属于聚合物改性沥青,适用于较热地区和炎热地区,通

常要求软化点温度比最高月使用温度的最大日空气温度要高20℃。根据沥青改性的目的和要求,可以初步选择如下改性剂:①为提高永久变形能力,宜使用热塑性橡胶类和热塑性树脂类改性剂;②为提高抗低温开裂能力,宜使用热塑性橡胶类和橡胶类改性剂;③为提高疲劳开裂能力,宜使用热塑性橡胶类、橡胶类和热塑性树脂类改性剂;④为提高抗水害能力,宜使用各类抗剥落剂。 3 改性沥青的分级及感温性要求 改性沥青的技术指标以改性沥青的针入度作为分级的主要依据,其性能以改性后沥青感温性的改善程度,即针入度指数PI的变化为关键性评价指标。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过-1.0,改性后要求PI大于-1.0。标准中规定了各种改性沥青不同等级的PI值的最低要求[1]。从改善温度敏感性的要求出发,改性后希望在沥青软化点提高的同时,针入度不要降低太多。在国外的标准中,聚合物改性沥青的感温性通常采用不同温度的针入度及粘度表示,但低温针入度与疲劳开裂有关。 4 改性沥青性能的评价指标 从聚合物改性沥青的分类可知,同一类分级中的A、B、C、D主要是基质沥青标号及改性剂剂量的不同,从A到D意味着沥青针入度变小,沥青越硬,高温性能越好,相反低温性能降低。 SBS类改性沥青的最大特点是高温、低温性能都好,并有良好的弹性恢复性能,采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标,适用于在各种气候条件下使用。SBR类改性沥青的最大特点是低温性能得到改善,以5℃低温延度作为主要指标,采用旋转薄膜加热试验(RTFOT)后的低温延度可以反映沥青老化试验的延度严重降低的实际情况,采用软化点试验作为施工控制较为简单,主要适用于在寒冷气候条件下使用。EVA及PE类改性沥青的最大特点是高温性能明显改善,以软化点作为主要指标,主要适用于在炎热气候条件下使用。 聚合物改性沥青通常是由聚合物和沥青结合料液相组成的多相混合系统,存在与产生改性效果的聚合物之间有一定程度的非兼容性问题。如果不相容性过于严重,以致影响到贮存和操作使用,就会导致改性失败。因此,对不是现场制作马上使用的改性沥青,要求进行离析试验以限制离析,或者规定薄膜加热试验后的延度。然而,一种材料适用的离析试验对另一些材料可能并不适合,只是目前尚没有建立评价这种材料的不相容性的测定方法[2]。 聚合物改性沥青的安全要求是由克立夫兰杯闪点最低要求规定的,要求现场所使用的沥青闪

高性能沥青路面Superpave

苏高技(2003)18号 高性能沥青路面(Superpave-19)中面层施工指导意见 (SBS改性沥青) 一、概述 高性能沥青路面(Superpave),采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法,采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上,结合我省试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(Superpave-19)中面层施工指导意见(SBS改性沥青)》,以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层厚度6-7cm,采用石灰岩集料,Superpave19结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制,目标配合比设计统一委托省交通科研院设计,并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求,计算出材料配比,在室内拌制沥青混合料,用旋转压实机成型混合料试件,计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定,从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比,供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分,再次确定各热料仓的材料比例,同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡,并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验,检验各项指标是否满足规范要

硫磺改性沥青性能概述

SEAM硫磺改性沥青性能概述 硫磺是性能优良的沥青改性剂,硫磺改性沥青混合料的强度和高温稳定性远高于普通沥青混合料和大部分改性沥青混合料,同时拌合温度低于普通沥青混合料20~30。C,是一种适用于重载交通且节能环保的路面材料。 一、硫磺沥青对材料的要求,为保证硫磺改性沥青的水稳定性,基质沥青应选用90#沥青,且掺量不宜大于40%。使用石灰岩集料的硫磺改性沥青混合料的水稳定性要好于使用玄武岩集料的硫磺改性沥青混合料,分析表明,硫化沥青与碱性集料的黏附性较好,若使用中性或酸性集料时,应同时采取抗剥落措施,并应进行水稳定性检测。胺类和非胺类抗剥落剂都能提高硫化沥青的水稳定性,以非胺类抗剥落剂更好。 二、水稳定性随着孔隙率的降低而提高,因此在一定条件下可通过降低孔隙率来提高硫化沥青的水稳定性而不必担心硫化沥青出现波动变形,硫化改性沥青混合料路面压实度应控制在98%以上。 三、SEAM硫磺改性沥青对沥青混合料的低温性能的改善不明显。 四、硫磺掺量在15~25%之间时,硫磺与沥青发生化学反应形成硫化沥青,减少了基质沥青的油份,提高了黏附性,超过这一限量值,将不再提高沥青的黏附性。 五、硫磺掺量为10%时,改性沥青的各项力学性能均不及普通沥青混合集料,掺量为15%时水稳定性最佳;掺量超过30%,硫化

沥青的抗车辙和抗疲劳(动稳定度和60min位移指标)性能增长变缓甚至会出现下降(主要与基质沥青性能有关);在掺量为40%以下时,掺量越大,抗高温变形能力越强。 改性沥清的作用机理 硫磺能与沥青发生化学反应,减少沥青的油份(芳香分和胶质),增加饱和分和沥青质。超量掺加的硫磺会以非常细的晶体均匀分布在沥青中,结晶硫会在混合料中形成晶体网状结构,增加沥青混合料的结构强度和稳定性,掺量大于30%的沥青混合料的高温稳定性较低掺量的好。硫化沥青混合料的施工温度应不大于150。C

试析高速公路工程中改性沥青的应用

试析高速公路工程中改性沥青的应用摘要:随着交通事业的蓬勃发展,交通流量快速增长,改性沥青在高速公路的应用也越来越广泛,在我国,改性沥青的研究起步较晚,但沥青改性所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视,本文通过分析不同种类改性沥青的性能、使用环境、生产效率等,为改性沥青在高速公路的应用提供有价值的参考。关键词:高速公路;改性沥青;应用 abstract: with the vigorous development of the transport, traffic flow rapid growth of modified asphalt on the highway has become increasingly widespread, of a late start in china, modified bitumen, asphalt modifier, the fineroad performance has been the recognition and attention of the people, by analyzing the different types of modified asphalt, the environment, production efficiency, and provide a valuable reference for the application of modified asphalt in highway. key words: highway; modified asphalt; application 中图分类号:u412.36+6 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012) 1影响改性沥青应用的几大因素 1.1改性沥青施工温度较普遍沥青需提高10~20℃,在拌合、摊铺、碾压过程中增加了施工难度,从而增加了直接施工成本。并且由于普通沥青施工温度已经很高,提高温度后致使沥青老化现象

高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave-25)下面层施工指导

高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave-25) 下面层施工指导 Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上,结合试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave25)下面层施工指导意见(修订版》,以指导高速公路沥青路面下面层施工。 沥青路面下面层采用Superpave25结构时其厚度不小于8cm。其沥青混合料级配应满足表一和表二,技术指标应满足表三和表四。 Superpave25设计集料级配限制区界限表一 Superpave25设计集料级配控制点界限表二 Superpave25技术指标表表三 *注:当级配在禁区下方通过时,粉胶比可取值0.8~1.6。

Superpave25混合料马歇尔技术指标表表四 一、材料要求 1、沥青沥青面层采用优质道路石油沥青,标号70号,技术要求见表五。 沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行,各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按xx高技(XX)203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测,并留样备检。 2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。下面层采用石灰岩等碱性石料,应选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料按xx高技(XX)203号文规定进行检验。粗集料技术要求见表六。 3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,石质为石灰岩,不能采用山场的下脚料。对进场细集料,按xx高技(XX)203号文规定进行检查。细集料规格见表七。 4、填料宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁,矿粉质量技术要求见表八,进场填料按xx高技(XX)203号文规定进行检验。拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料,以确保沥青面层的质量。 道路石油沥青技术要求表五

SMA与Sup沥青混合料性能指标对比

SMA与Sup沥青混合料性能指标对比

性好,综合性能有明显改善的沥青面层混合料。同时,由于沥青马蹄脂的粘结作用,使低温变形能力和水稳定性有较大改善。SMA的空隙率很小(3%~4%)几乎不透水,混合料受水的影响很小。由于粗集料比例占70%以上,路面压实后表面形成较大孔隙,构造深度大,使抗滑性能提高。Superpave沥青混合料较传统的密实悬浮类混合料的抗车辙性能有了明显的改善,这一设计方法的最大亮点即为引用了混合料的体积性质作为设计的关键标准,同时旋转压实的成型工艺也较传统的马歇尔击实成型的方法更能模拟实际路面车轮的搓揉作用。 组成成分(1)粗集料:SMA混合料依靠 粗集料的石石接触和紧密嵌挤 而形成骨架结构(SMA-13和 SMA-16为大于的集料,SMA-10 为大于的集料)。粗集料是SMA 质量控制的关键,必须使用石 质坚硬、表面粗糙、形状接近 立方体的优质破碎石料。粗集 料针片状颗粒含量是个重要指 标,要求不大于15%,石料压碎 值要求不大于25%。 (2)细集料:SMA中小于的细 集料比例较少,通常仅为10%~ 15%。细集料应采用机制砂或轧 制的石屑,质量要求坚硬、洁 净、无风化、无杂质。 (1)粗集料:粗集料应采用 石质坚硬、清洁、不含风化颗 粒、近似立方体颗粒的碎石, 粒径应满足规范要求,应采用 反击式破碎机轧制的碎石,具 有 2 个破碎面颗粒的含量不 少于75%。 (2)细集料:采用坚硬、洁 净、干燥、无风化、无杂质并 有适当颗粒级配的人工轧制 的玄武岩、辉绿岩或石灰岩细 集料。其级配规格应符合规范 要求,天然砂的含量不宜大于 集料总量的15%。 (3)矿粉:沥青混合料的矿 粉必须采用石灰岩或岩浆岩 中的强基性岩石等憎水性石 料经磨细得到的矿粉,原石料 中的泥土杂质应除净。矿粉应 干燥、洁净,能自由地从矿粉 仓流出。不得将拌和机回收的 粉尘作为矿粉使用。 (4)沥青:采用SBS 改性沥 青,应符合PG70-22 标准。建 议采用优质进口沥青,60℃动 力粘度≥180。

改性沥青的研究进展

改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development  黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.360docs.net/doc/2a13089140.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.360docs.net/doc/2a13089140.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。

沥青混合料力学性能指标2

10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧 10.2.1 沥青混合料的强度特性 表征沥青混合料力学强度的参数是:抗压强度、抗剪强度和抗拉(包括抗弯拉)强度。一般沥青混合料均具有较高的抗压强度,而抗剪和抗拉强度则较低。因此,沥青路面的损坏,往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。 1、抗剪强度(shearing strength) 沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。材料在外力作用下如不产生剪切破坏,则应具备下列条件: τmax< σ tg φ+c (2-4) 式中:τmax — 在外荷载作用下,某一点所产生最大的剪应力; σ — 在外荷载作用下,在同一剪切面上的正应力; c — 材料的粘结力; φ — 材料的内摩阻角; 在沥青路面的最不利位置取一单元体,设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3,且σ1>σ2>σ3。由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3,故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。 图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环;2-活塞;3-出水口;4-保温罩;5-进水口;6-接压力盒;7-试件;8-接水银压力计 从图2-17可得: ()φσστcos 2131-= (2-5) ()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= (2-6)

将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得: ()()[]c ≤+--φσσσσφsin cos 213131 (2-7a ) ()c tg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b) 式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。 式左端称为活动剪应力,当活动剪应力等于粘结力c 时,材料处于极限平衡,若大于粘结力c ,材料出现塑性变形。 根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。 c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。三轴剪切试验的装置如图2-18所示。 三轴剪切试验所用试件的直径应大于矿料最大粒径的4倍,试件的高与直径之比应大于 2。矿料最大粒径小于25cm 时,试件直径为10cm ,高为20m 。试验时,将一组试件分别在不同侧压力下以一定加荷速度施加垂直压力,直至试件破坏。此时测得的最大垂直压力,即为沥青混合料的最大主应力σ1 ,侧压力即为最小主应力σ3(σ1=σ3)。根据各试件的侧压力和最大垂直压力给出相应的摩尔圆,这些圆的公切线称为摩尔包线,切线与τ轴相交的截距即为粘结力,切线的斜率即为内摩阻角Φ(见图2-19)。 由于温度对沥青混合料的抗剪强度有很大的影响,故试件应在高温条件(65℃或50℃)下进行测试。 粘结力c 和内摩阻角Φ值,也可根据无侧限抗压和轴向拉伸试验取得的抗压强度和抗拉强度来计算: 抗压强度 ??? ??+=242φπctg R (2-8) 抗拉强度 ??? ??+= 242φπtg c r (2-9) 从式(2-8)或(2-9)可得: ??? ??+-=r R r R -1sin φ (2-10) Rr c 5.0= (2-11)

3-20高性能沥青路面(Superpave)中面层施工指导意见(AH-70沥青)2000

高性能沥青路面(Superpave-20)中面层施工指导 意见(AH-70沥青) 苏高技(2003)20号 一、概述 高性能沥青路面(Superpave),采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法,采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上,结合我省试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(Superpave20)中面层施工指导意见(AH-70沥青)》,以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层厚度6cm,采用石灰岩集料,Superpave20结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制,目标配合比设计统一委托省交通科研院设计,并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求,计算出材料配比,在室内拌制沥青混合料,用旋转压实机成型混合料试件,计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定,从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比,供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分,再次确定各热料仓的材料比例,同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡,并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验,检验各项指标是否满足规范要求,不满足要求应重新调整热料仓比例,进行级配设计。同时按生产

浅析沥青混合料的技术性能和标准

2011年第8期(总第210期) 黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI No.8,2011(Sum No.210) 浅析沥青混合料的技术性能和标准 攸立准 (衡水公路工程总公司) 摘 要:在工程实践中,会出现各项性能要求之间的矛盾情况,有时会顾此失彼,因此在设计和施工过程中要因地制宜,抓住主要矛盾,深入细致地对各项性能指标的影响因素按照工艺施工阶段进行质量控制。下面简要对沥青混合料的技术性质和标准进行阐述。关键词:沥青混合料;技术性质;标准;要求中图分类号:U416.217 文献标识码:C 文章编号:1008-3383(2011)08-0069-01 收稿日期:2011-04-28 1高温稳定性 1.1车辙的形成机理及影响因素 (1)失稳型车辙 这类车辙是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下,内部材料流动,产生横向位移而发生,通称集中在轮迹处。 (2)结构型车辙 这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体 永久变形而形成, 主要是由于路基变形传递到面层而产生。(3)磨耗型车辙 由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境匀 速下持续不断的损失而形成。分析以上原因, 影响沥青路面车辙的因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境等。此 外,压实方法会直接影响混合料的内部结构,从而产生车辙。1.2混合料稳定性的评价方法 影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、形状等。提高路面的高温稳定性,可采用提高沥青混合料的粘结力和内摩擦阻力的方法,增加粗骨料含量可以提高沥青混合料的内摩阻力。适当提高沥青材料的粘度,控制沥青与矿料比值,严格控制 沥青用量,均能改善沥青混合料的粘结力。这样可以增强沥 青混合料的高温稳定性。 1.3沥青路面车辙的防治措施 对于失稳型车辙,可以通过以下方法减缓:确保沥青混合料中含有较高的经过破碎的集料;集料中要含有足够的矿粉;大尺寸集料要具有较好的表面纹理和粗糙度;集料级配中要含有足够的粗颗粒;沥青结合料要有足够的粘度;集料颗粒表面的沥青膜要具有足够厚度,确保沥青与集料间的粘聚力。 对于结构型车辙通过以下方法可以减缓:确保基层设计满足工程实践要求;基层材料满足规范要求,含有较多经破碎的颗粒;混合料内含有足够的矿粉;基底应充分的压实,工后不产生附加压密;路基压实后应满足规范要求;磨耗型车辙可通过交通管制、改善混合料级配来防治。2低温抗裂性 沥青混合料随着温度的降低,变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用,在薄弱部位产生裂缝,从而影响道路的正常使用。因此,要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。 沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。混合料的低温脆化是指其在低温条 件下, 变形能力降低;低温缩裂通常是由于材料本身的抗拉强度不足而造成的;对于温度疲劳,因温度循环而引起疲劳破坏。 沥青路面低温开裂受多种因素制约,就沥青材料选择和 沥青混合料设计而言,应注意以下几点:注意沥青的油源,在 严寒地区采用针入度较大, 粘度较低的沥青,但同时也应满足夏季的要求;选用温度敏感性小的沥青有利于减少沥青路面的温度裂缝;采用吸水率低的集料,粗集料的吸水率应小于2%;采用100%轧制碎石集料拌制沥青混合料;控制沥青用量在马歇尔最佳用量0.5%范围内对裂缝影响小,但同时也应保证高温稳定性;采用应力松弛性能好的聚合物改性沥 青;掺加纤维, 使用改性沥青。3耐久性 3.1沥青路面的水稳定性 经常会看到,路面在水损害后会出现松散、剥离、坑洞等病害,严重影响路面的使用。沥青路面的耐久性主要依靠沥青与集料之间的粘附程度,水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的粘附性,是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。而影响沥青与集料间粘结力的因素包括沥青与集料表面的界面张力、沥青与集料的化学组成、沥青粘性、集料的表面构造、集料的空隙率、集料的清洁度及集料的含水量、集料与沥青拌和的温度。 3.2沥青路面的耐老化性 另一个影响沥青混合料耐久性的是热老化。沥青材料在拌和、摊铺、碾压过程中以及沥青路面的使用过程中都存在老化问题。老化过程可分为施工中的短期老化和道路使用中的长期老化。 (1)沥青短期老化 沥青短期老化可分为三个阶段。 ①运输和储存过程的老化。沥青从炼油厂到拌和厂的热态运输一般在170?左右,进入储油罐,温度有所降低。 调查资料表明,这一过程中沥青老化非常小 。②拌和过程的热老化。加热拌和过程中,沥青是在薄膜 状态下受到加热,比运输过程中的老化条件严酷的多。沥青混合料拌和后,沥青针入度降低到拌和前沥青针入度的 80% 85%。因此,拌和过程引起的沥青老化是严重的,是沥青短期老化的最主要阶段。 ③施工期的老化。沥青混合料运到施工现场摊铺、碾压完毕,降温至自然温度,这一过程中裹覆石料的沥青薄膜仍处于高温状态。沥青混合料在摊铺、碾压和降温期间,沥青热老化进一步发展。 (2)长期老化 混合料中的沥青长期老化是一个漫长而复杂的过程,具有如下特点。 ①沥青路面在使用早期针入度急剧变小,随后变化缓慢,大体发生在 1 4年之间。②沥青老化主要发生在路表与大气接触部分,在深度0.5cm 左右的沥青针入度降低幅度相当大。 ③沥青混合料的空隙率是影响沥青老化的主要原因。④当路面中的针入度减小到35 50之间时,路面容易产生开裂,针入度小于25时路面容易产生龟裂。4抗滑性 用于高等级公路沥青路面的沥青混合料,其表面应具有一定的抗滑性,才能保证汽车高速行驶的安全性。 沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料为表面性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。为提高路面抗滑性,配料时应特别注意矿料的耐磨光性,应选择硬质有棱角 的矿料。沥青用量对抗滑性影响也非常敏感, 沥青用量超过最佳用量的0.5%, 即可使抗滑系数明显降低。另外,含蜡量对沥青混合料行滑性有明显影响,我国 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-93)的《重交通量道路路用石油沥青技术要求》提出,含蜡量应不大于3%,在沥青来源有困难时对下面层路面可放宽至4% 5%。 · 96·

沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素

沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素 作者:林敏 来源:《装备维修技术》2020年第07期 摘要:近年来,随着我国经济和科技的不断进步,人们对日常生活水平的质量要求越来越高。建筑作为人们日常生活和工作必不可少的一部分,人们对其质量要求也存在着定的关注。为了更好地保证沥青混合材料在使用中的抗疲劳性能,逼着对相关的沥青混合料进行了分析。分析研究发现,不同类型的沥青混合料疲劳寿命是与其应力之间有一定的联系。应力比增加,那么滤镜混合材料疲劳寿命就会随之减少。除此之外,还有一系列的研究发现,都有了一定的结果。 关键词:沥青混合料;疲劳性能;影響因素 在一些桥梁路面的基础施工过程中,沥青材料的使用是必不可少的。但是近年随着行车荷载力等方面的因素,很多沥青路面的强度与以前相比发生了明显的变化。不仅容易出现疲劳破坏,还导致路面的使用寿命及使用性能都得到了破坏。因此,对于我国相关企业和管理部门而言,研究影响沥青混合料疲劳性能的因素,并解决其疲劳寿命带来的影响是一项迫在眉睫的任务。笔者通过研究资料和实际情况,对多种沥青混合料的疲劳性能进行了相应的研究,通过研究认为ARAC—13在自愈合作用后疲劳寿命是最长的。此外,笔者还针对不同的行车荷载和温度作用下沥青路面的疲劳性能,并也对此进行了分析和整理。本次分析和整理主要的目的是为了提高今后沥青混合料在使用中的疲劳性和使用寿命,研究结果仅供参考。 一、原材料和混合料配合比 1、原材料技术性质 (1)沥青 根据实际情况,选取了一项路面工程进行研究。在研究中,选取70号沥青和SBS改性沥青进行加护性质的相关测定。研究结束后我们发现,70号沥青技术性质,无论是在针入度、延度、软化点还是闪点方面均符合相关的规定和标准值。而SBS改性沥青技术在这些方面也与70号沥青技术并无太大的区别。这也叫从一定程度上证明70号沥青在工程建筑使用阶段是符合相关规定和标准的。 (2)粗集料 所谓的粗集料指的是采用玄武岩的材料,这种材料的公称粒径分为两种,分别是5~10和10~15。经过研究分析粗集料的技术性质发现,5~10的针片状测试值与10~15的针片状测

改性沥青技术

改性沥青技术 一、改性沥青目标及应用场合 1、目标 a:改善感温性 b:提高水稳定性 c:提高耐久性 2、应用场合 a:普通沥青改性后用于高等级公路 b:提高路面使用品质,延长使用寿命 c:特殊要求之处,如自然条件或交通条件严厉,机场跑道,桥面、SMA、OGFC。 二、改性剂分类 1、聚合物类 a.橡胶类如丁苯橡胶(SBR) b.热塑性弹性体类如苯已烯、丁二烯嵌段聚合物(SBS) c.热塑性树脂类如聚乙烯(PE)、乙烯、乙酸乙烯脂(EVA)、APAO等 2、其他a.抗剥落剂如高分子有机胺 b.抗老化剂如受阻酚(胺)c.矿物添加剂如碳黑、硫磺、石棉、木质素、博尼维等狭义的改性沥青指聚合物改性(PMA 或 PMB) 三、常用聚合物改性剂 1、SBS 高低温 以丁二烯—1.3苯已稀为单位,通过离子聚合而成为嵌段聚合物——聚苯乙烯为硬段(S)段,聚丁二烯为软段(B段)。 SBS按其分子结构分为线型和星型,其玻璃化温度有两个 Tg1—— -80℃(聚丁二烯) Tg2—— +80℃ - +100℃(聚苯乙烯) 型号用四位数表示 第一位:1一线型; 4一星型第二位:于S/B 3-3/7 4-4/6 第三位:充油与否 0-未充油 1-充油 第四位:分子量 1-〈10万、 2- 14~16万、3- 23~28万星型:分子量大,高温效果好,但加工困难 充油:可改善加工工艺 S/B:视改性目的的而定,高温4/6,低温3/72.SBR 主要用于改善低温性能SBR 改性沥青加工工艺有;搅拌法、母体法、溶剂法和胶乳法。1、搅拌法:胶体磨或高速剪切机 2、母体法:用溶剂法制成橡胶:沥青=1:4的母体,施工时与沥青拌和3、溶剂法:将SBR 切片→与溶剂(二甲苯)溶胀→与液态沥青共混→回收溶剂4、胶乳法(1)直接加入法 利用合成橡胶制造过程中间产品(胶浆),再制成高浓度胶乳。在沥青混合料拌制过程中直接喷入拌和锅中(先拌沥青再喷胶乳)。 (2)预混法 将胶乳预先与沥青共混,脱水后再使用,能与沥青均匀混合,效果明显。 3、PE主要改善高温性能

高性能沥青路面(superpave-13)上面层施工指导意见

高性能沥青路面(Superpave-13)上面层 施工指导意见(SBS改性沥青) 一、概述 高性能沥青路面(Superpave),采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法,采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上,结合我省试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(Superpave-13)上面层施工指导意见(SBS改性沥青)》,以指导我省高速公路沥青路面上面层施工。 沥青路面上面层厚度4cm,采用玄武岩集料或辉绿岩集料,Superpave-13结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制,目标配合比设计统一委托省交通科研院设计,并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求,计算出材料配比,在室内拌制沥青混合料,用旋转压实机成型混合料试件,计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定,从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比,供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分,再次确定各热料仓的材料比例,同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡,并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验,检验各项指标是否满足规范要求,不满足要求应重新调整热料仓比例,进行级配设计。同时按生产配合

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