巖瀝青SBS復(fù)合改性瀝青混合料性能與機(jī)理

針對(duì)重慶高溫、多雨、重載地區(qū),為提高瀝青路面抗車轍、抗水損壞等性能,對(duì)湖瀝青改性瀝青混合料路用性能以及ns(我國南北方適用的添加劑)與湖瀝青復(fù)合改性技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究.結(jié)果表明:添加湖瀝青可提高混合料路用性能,其中高溫穩(wěn)定性得到顯著改善,但效果均不如sbs改性瀝青混合料;ns-湖瀝青復(fù)合改性可以顯著提高瀝青混合料各項(xiàng)路用性能,效果優(yōu)于單一湖瀝青改性和sbs改性.

為充分發(fā)揮巖瀝青和橡膠粉各自的優(yōu)異性能,該文提出采用青川巖瀝青與橡膠粉對(duì)中海70~#基質(zhì)瀝青進(jìn)行復(fù)合改性的技術(shù)方案。通過對(duì)復(fù)合改性瀝青相關(guān)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比選擇兩種性能較優(yōu)的青川巖瀝青-橡膠粉復(fù)合改性瀝青。同時(shí)與中海70~#hma、sbs改性瀝青混合料的路用性能作對(duì)比試驗(yàn),以評(píng)價(jià)復(fù)合改性瀝青混合料性能的優(yōu)劣。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合改性瀝青混合料路用性能得到了顯著的提高；且復(fù)合改性瀝青最佳摻配比為青川巖瀝青∶橡膠粉∶基質(zhì)瀝青=7.5∶15∶72.5。

巖瀝青具有優(yōu)異的抗車轍性能,但抗裂性能不足,橡膠瀝青具有較好的抗裂性能。本文通過巖瀝青和橡膠粉對(duì)基質(zhì)瀝青的復(fù)合改性得到皆具高、低溫性能的巖瀝青橡膠粉復(fù)合改性瀝青。通過不同摻配比例的巖瀝青橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料高溫、低溫和抗疲勞性能對(duì)比,確定巖瀝青與橡膠粉的最佳配伍范圍為1:1~1:3;通過與普通瀝青、sbs改性瀝青、巖瀝青和橡膠瀝青進(jìn)行高溫、低溫、抗水損害和抗疲勞性能對(duì)比,表明巖瀝青橡膠粉復(fù)合改性瀝青綜合路用性能俱佳。

巖瀝青為常用瀝青路面的添加劑,已在國內(nèi)外一些工程中得到應(yīng)用。文中用韓國sk基質(zhì)瀝青和臺(tái)灣cpc基質(zhì)瀝青分別對(duì)不同摻量巖瀝青膠結(jié)料性能進(jìn)行了比較分析。采用的ac-25瀝青混合料、基質(zhì)瀝青為韓國sk70號(hào)瀝青,分別對(duì)不同摻量巖瀝青改性瀝青混合料性能進(jìn)行了比較分析,推薦了巖瀝青適宜摻量。

為研究布敦巖瀝青混合料的路用性能,對(duì)不同摻量的布敦巖瀝青混合料、普通瀝青混合料和sbs改性瀝青混合料進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)和路用性能對(duì)比試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果表明,布敦巖瀝青可以提高普通瀝青混合料的水穩(wěn)定性能、高溫穩(wěn)定性能、低溫抗裂性能和抗疲勞性能.綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素和性能規(guī)律,建議布敦巖瀝青的最佳摻量為3%.

為揭示布敦巖瀝青改性瀝青混合料所具有的優(yōu)越路用性能，通過3種瀝青混合料(布敦巖瀝青改性瀝青混合料、sbs改性瀝青混合料及基質(zhì)瀝青混合料等)的殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)，對(duì)比分析了三者的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及抗疲勞性能。研究結(jié)果表明：布敦巖瀝青改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性及抗疲勞性均優(yōu)于sbs改性瀝青的，更優(yōu)于基質(zhì)瀝青混合料的。三者的低溫抗裂性均能滿足技術(shù)規(guī)范要求，該研究成果為布敦巖瀝青的進(jìn)一步應(yīng)用提供了參考。

本文通過體積法及馬歇爾試驗(yàn)法設(shè)計(jì)了sbs改性瀝青混合料,按規(guī)范要求對(duì)sbs改性瀝青混合料分別進(jìn)行了馬歇爾、車轍和凍融劈裂試驗(yàn)分別分析其高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性,試驗(yàn)結(jié)果表明,sbs改性瀝青混合料性能優(yōu)良。

采用不同ldhs改性劑摻量的ldhs/sbs改性瀝青制備ldhs/sbs瀝青混合料,通過一系列試驗(yàn),研究了ldhs改性劑不同摻量對(duì)ldhs/sbs瀝青混合料性能的影響。研究結(jié)果表明:瀝青混合料的穩(wěn)定性隨ldhs摻量增加而提高并且體積性能指標(biāo)不變;ldhs的加入能改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性,但加入量超過5%時(shí)改善能力減弱;隨著ldhs摻量的增加,瀝青混合料的高溫抗車轍性能提高。

?1994-2007chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2007chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2007chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2007chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsr

對(duì)于改性瀝青來說,現(xiàn)如今已被廣泛的應(yīng)用在很多領(lǐng)域.其中公路橋梁方向上的研究更為引人注目.瀝青是一種液態(tài)性質(zhì)的建筑材料,經(jīng)過改性劑的加入之后,一是改變?cè)笧r青材料的物理化學(xué)性質(zhì),二是將改性劑均勻且協(xié)調(diào)的融入到瀝青材料中去.從而將組合成瀝青復(fù)合材料,這種材料擁有了瀝青材料原本所沒有的化學(xué)及物理性質(zhì),并且符合建筑施工尤其是公路要求的施工特點(diǎn),所以被改性瀝青被廣泛的應(yīng)用了.

基于巖瀝青+sbs復(fù)合改性瀝青及混合料的路用性能,通過室內(nèi)試驗(yàn)分別對(duì)復(fù)合改性工藝、巖瀝青摻量、復(fù)合改性瀝青性能指標(biāo),復(fù)合改性瀝青混合料高溫、低溫和水穩(wěn)定性能等進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明添加巖瀝青后,瀝青混合料的高溫、水穩(wěn)定性能均有改善,其中,5%的巖瀝青摻量能使混合料的高溫性能獲得較大提高,水穩(wěn)定能力得到改善,同時(shí)低溫性能也得到保證。

巖瀝青+SBS復(fù)合改性瀝青及混合料性能研究

收稿日期：!""#$%%$%& 作者簡介：劉樹堂（%’(&$），男，山東臨朐人，副教授，工學(xué)博士)*+,-./：012334/!456)356)78 布敦巖瀝青改性瀝青混合料試驗(yàn)研究 劉樹堂%，!，楊永順9，房建果%，9，郭忠印% （%)同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海!"""’!；!)山東大學(xué)土建與水利學(xué)院，山東濟(jì)南!#""(%； 9)山東省交通廳公路局，山東濟(jì)南!#"""!） 摘要：通過電子探針檢測，測得了布敦巖瀝青的礦物組成元素主要為碳、氧、硫、硅、鎂、鋁、鈣、鉀及鐵等；微觀形態(tài) 結(jié)構(gòu)表明布敦巖瀝青中有的巖礦是多孔材料，瀝青和巖礦相互包容)瀝青組分試驗(yàn)表明，跟普通石油瀝青相比，該 種巖瀝青的瀝青質(zhì)含量很高而膠質(zhì)含量較低)不同溫度的針入度結(jié)果則揭示了布敦巖中的瀝青能明顯改善

通過對(duì)bra巖瀝青改性瀝青混合料與sbs改性瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)性能對(duì)比試驗(yàn),同時(shí)結(jié)合寶雞至陜甘界高速公路的工程項(xiàng)目實(shí)施,探討了bra巖瀝青改性瀝青混合料的技術(shù)優(yōu)勢,為巖瀝青改性瀝青混合料的廣泛應(yīng)用提供了技術(shù)參考。

本文就天然巖瀝青＼改性瀝青及瀝青混合料性能評(píng)價(jià)的一些課題做一簡要的陳述，論述了天然巖瀝青＼改性瀝青性能評(píng)價(jià)、天然巖瀝青＼改性瀝青技術(shù)要求、天然巖瀝青＼改性瀝青混合料性能評(píng)價(jià)、確定基質(zhì)瀝青及適宜天然巖瀝青摻量等四個(gè)方面的內(nèi)容，僅供交流學(xué)習(xí)。

隨著日益增長的交通流量及車輛軸載的不斷提高,公路建設(shè)業(yè)所承受的壓力也越來越大,人們對(duì)道路安全和駕駛舒適感的期望日益提高。聚合物改性瀝青在國外已廣泛應(yīng)用于重交通路面、機(jī)場道路等工程,改性瀝青由于添加了具有良好彈性的分子,其性能和技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象。主要分析了sbs改性瀝青的制備方法及主要技術(shù)性能。

對(duì)sbs改性瀝青進(jìn)行了介紹,提出了sbs瀝青混合料的原材料要求及配合比設(shè)計(jì),詳細(xì)闡述了sbs瀝青混合料的施工要點(diǎn),以提高sbs改性瀝青混合料的施工質(zhì)量,達(dá)到延長路面壽命、降低噪聲、提高行車舒適性和安全性的目的。

車轍病害是目前公路的主要病害之一,對(duì)交通繁重的疏港公路更是如此。依托224省道太倉港至沿江高速段的路面改造工程,進(jìn)行了適應(yīng)港區(qū)重載交通高性能瀝青混合料的一系列研究,其中采用sbs+巖瀝青復(fù)合改性是具有創(chuàng)新性的一個(gè)亮點(diǎn),有關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考、借鑒。

為了解決高荷載產(chǎn)生的車轍問題,采用納米tio_2和sbs對(duì)瀝青進(jìn)行了復(fù)合改性,并制備了復(fù)合改性瀝青混合料,通過車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn),分析了納米tio_2和sbs對(duì)瀝青及瀝青混合料性能的影響。結(jié)果表明,sbs改性瀝青具有更高的稠度及更低的感溫性,適量的tio2對(duì)瀝青性能影響較少,3%tio_2+5%sbs改性瀝青的基本性能最好。sbs及納米tio_2改性劑均能提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能及水穩(wěn)定性,sbs對(duì)瀝青混合料路用性能提高效果較為顯著,3%tio_2+4%sbs改性瀝青混合料路用性能表現(xiàn)最好。納米tio_2會(huì)與瀝青及sbs改性劑發(fā)生物化反應(yīng),從而改善sbs與瀝青之間的相容性,使得其改性瀝青混合料表現(xiàn)出更為優(yōu)秀的路用性能。

本文將溫拌材料sasobit加入sbs改性瀝青混合料,以降低其壓實(shí)施工溫度。通過室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)sasobit復(fù)合sbs改性瀝青混合料的路用性能。結(jié)果表明:sasobit可降低sbs改性瀝青施工壓實(shí)溫度,同時(shí)提高其抗車轍性能。

采用高速剪切工藝制備硅粉／sbs復(fù)合改性瀝青，通過車轍試驗(yàn)和浸水車轍試驗(yàn)分析了油石比、短期老化、碾壓次數(shù)、水、溫度和荷載對(duì)混合料高溫性能的影響。結(jié)果表明：對(duì)于ac16型硅粉／sbs改性瀝青混合料，馬歇爾試驗(yàn)確定的最佳油石比較車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度最大時(shí)對(duì)應(yīng)的油石比增大約0．3個(gè)百分點(diǎn)；老化會(huì)使硅粉／sbs改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度增大；隨著碾壓次數(shù)的增多，動(dòng)穩(wěn)定度先增大后減小，碾壓次數(shù)15次時(shí)動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到最大；水的存在會(huì)使動(dòng)穩(wěn)定度大幅下降；隨著溫度升高，動(dòng)穩(wěn)定度減??；隨著荷載的增大，動(dòng)穩(wěn)定度大幅下降，粗集料含量較多時(shí)下降幅度較小。

為研究納米caco_3/sbs復(fù)合改性瀝青混合料的路用性能,以殼牌a-70~#道路石油瀝青為基質(zhì)瀝青,分別制備基質(zhì)瀝青、納米caco_3改性瀝青、sbs改性瀝青和納米caco_3/sbs復(fù)合改性瀝青混合料。通過高溫、低溫、水穩(wěn)定性和抗疲勞性能試驗(yàn),對(duì)不同瀝青混合料的路用性能進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,caco_3/sbs復(fù)合改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和抗疲勞性能有明顯增強(qiáng),而低溫抗裂性能較sbs有所降低,但仍能滿足規(guī)范要求。