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SBS改性沥青混合料高温性能研究

2014-11-24刘毅

建材发展导向 2014年6期
关键词:沥青混合料

摘 要:由于基质性能较差,普通沥青混合料中高温性能普遍较差,沥青路面容易出现车辙、推移等病害,导致路用性能往往不高,文章研究SBS改性沥青混合料,对其高温性能进行研究,通过马歇尔试验、车辙试验进行综合评价。

关键词:沥青混合料;SBS改性;高温性能

SBS改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,同时,加入一定比例的专属稳定剂,形成SBS共混材料,经过溶胀、剪切、发育三个过程,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。

国内外工程经验表明SBS改性沥青采用骨架密实型结构,对于沥青混合料高温性能具有重要的影响。恰当的配合比设计对于SBS改性沥青混合料的骨架结构的形成有着重要影响,油石比过小造成空隙率较小,不能充分包裹;过大的油石比容易造成悬浮结构,从而影响高温性能,易发生车辙、推移等病害。本文以CAVF法进行级配设计,保证矿料骨架结构的形成,研究其高温性能。

1 SBS改性沥青

本文所用SBS改性沥青是以SBS改性剂掺入基质沥青中,经搅拌、剪切等使得SBS均匀分散于沥青中,形成SBS沥青,其基本性能指标如表1所示。

表1 SBS改性沥青基本性能

技术指标 单 位 检验结果

针入度25℃,100g,5s 0.1mm 38

软化点 TR&B ℃ 63.2

延度 5℃,5cm/min cm 9.3

弹性恢复25℃ % 86.2

旋转粘度190℃ Pa·S 2.62

由上表可知,SBS改性沥青性能符合规范要求,且高温性能较好。

2 矿料级配组成设计

级配设计采用CAVF法,该法可以保证材料有效形成骨架结构,CAVF法公式见公式(1)、(2)所示,只需已知集料与沥青材料的密度,实测骨架空隙率,设计其空隙率,则代入公式后则可获得粗、细集料的用量,以富勒曲线设计粗细集料的级配,再分别与计算出来的粗细集料相乘,从而获得最终级配曲线,如图1所示。

图1 SBS沥青混合料级配曲线

qc+qf +qf =100 (1)

(2)

上式中,VCA、VV为沥青混合料设计目标空隙率,捣实状态下粗集料骨架间隙率;qc、qf、qp、qa为粗集料、细集料、矿粉、沥青用量的质量百分数;ρ、ρaf、ρp、ρa分别为矿粉的密度、自然堆积密度、沥青密度、细集料的表观密度。

3 SBS沥青混合料高温性能研究

3.1 马歇尔试验

变化五个油石比从3.5%至5%,间隔5%,级配则按上述级配,按规范规定成型试件,双面击实50下,试验温度60℃,试验结果如下表所示。

表2 马歇尔试验结果

项目 空隙率/% 矿料间

隙率/% 沥青饱

和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm 马歇尔模

数/kN/mm

AC-13(SBS改性) 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4

AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7

由上表可知,SBS改性沥青混合料的各项指标,如稳定度,流值,矿料间隙率等均符合符合《沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关技术指标要求,满足骨架结构的要求。

3.2 车辙试验

按现行规范要求成型试件,采用车辙试验仪,试验温度60℃,变形曲线如图2所示,稳定度见表3。

图2 车辙试验变形曲线

表3 车辙板试件动稳定度

混合料类型 动稳定度DS(次/mm)

AC-13(SBS改性) 5702

SMA-13 3638

由上表可知,SBS改性沥青混合料高温性能较好,稳定度比SMA沥青混合料高,符合规范要求。

4 结论

(1)由SBS改性剂改性的沥青混合料高温性能较好,表现出良好的骨架结构特征,甚至比同属骨架密实结构的SMA-13要好,性能优越,应用前景广阔。

(2)本文仅研究其高温性能,低温抗裂性能、疲劳性能、力学强度等尚不明确,其路用性能有待进一步研究。

参考文献

[1] 吴旷怀,张肖宁.沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用[J].中南公路工程,2004.

[2] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2005.

[3] JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

作者简介:刘毅(1981- ),男,海南万宁人,在读硕士研究生。

摘 要:由于基质性能较差,普通沥青混合料中高温性能普遍较差,沥青路面容易出现车辙、推移等病害,导致路用性能往往不高,文章研究SBS改性沥青混合料,对其高温性能进行研究,通过马歇尔试验、车辙试验进行综合评价。

关键词:沥青混合料;SBS改性;高温性能

SBS改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,同时,加入一定比例的专属稳定剂,形成SBS共混材料,经过溶胀、剪切、发育三个过程,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。

国内外工程经验表明SBS改性沥青采用骨架密实型结构,对于沥青混合料高温性能具有重要的影响。恰当的配合比设计对于SBS改性沥青混合料的骨架结构的形成有着重要影响,油石比过小造成空隙率较小,不能充分包裹;过大的油石比容易造成悬浮结构,从而影响高温性能,易发生车辙、推移等病害。本文以CAVF法进行级配设计,保证矿料骨架结构的形成,研究其高温性能。

1 SBS改性沥青

本文所用SBS改性沥青是以SBS改性剂掺入基质沥青中,经搅拌、剪切等使得SBS均匀分散于沥青中,形成SBS沥青,其基本性能指标如表1所示。

表1 SBS改性沥青基本性能

技术指标 单 位 检验结果

针入度25℃,100g,5s 0.1mm 38

软化点 TR&B ℃ 63.2

延度 5℃,5cm/min cm 9.3

弹性恢复25℃ % 86.2

旋转粘度190℃ Pa·S 2.62

由上表可知,SBS改性沥青性能符合规范要求,且高温性能较好。

2 矿料级配组成设计

级配设计采用CAVF法,该法可以保证材料有效形成骨架结构,CAVF法公式见公式(1)、(2)所示,只需已知集料与沥青材料的密度,实测骨架空隙率,设计其空隙率,则代入公式后则可获得粗、细集料的用量,以富勒曲线设计粗细集料的级配,再分别与计算出来的粗细集料相乘,从而获得最终级配曲线,如图1所示。

图1 SBS沥青混合料级配曲线

qc+qf +qf =100 (1)

(2)

上式中,VCA、VV为沥青混合料设计目标空隙率,捣实状态下粗集料骨架间隙率;qc、qf、qp、qa为粗集料、细集料、矿粉、沥青用量的质量百分数;ρ、ρaf、ρp、ρa分别为矿粉的密度、自然堆积密度、沥青密度、细集料的表观密度。

3 SBS沥青混合料高温性能研究

3.1 马歇尔试验

变化五个油石比从3.5%至5%,间隔5%,级配则按上述级配,按规范规定成型试件,双面击实50下,试验温度60℃,试验结果如下表所示。

表2 马歇尔试验结果

项目 空隙率/% 矿料间

隙率/% 沥青饱

和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm 马歇尔模

数/kN/mm

AC-13(SBS改性) 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4

AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7

由上表可知,SBS改性沥青混合料的各项指标,如稳定度,流值,矿料间隙率等均符合符合《沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关技术指标要求,满足骨架结构的要求。

3.2 车辙试验

按现行规范要求成型试件,采用车辙试验仪,试验温度60℃,变形曲线如图2所示,稳定度见表3。

图2 车辙试验变形曲线

表3 车辙板试件动稳定度

混合料类型 动稳定度DS(次/mm)

AC-13(SBS改性) 5702

SMA-13 3638

由上表可知,SBS改性沥青混合料高温性能较好,稳定度比SMA沥青混合料高,符合规范要求。

4 结论

(1)由SBS改性剂改性的沥青混合料高温性能较好,表现出良好的骨架结构特征,甚至比同属骨架密实结构的SMA-13要好,性能优越,应用前景广阔。

(2)本文仅研究其高温性能,低温抗裂性能、疲劳性能、力学强度等尚不明确,其路用性能有待进一步研究。

参考文献

[1] 吴旷怀,张肖宁.沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用[J].中南公路工程,2004.

[2] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2005.

[3] JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

作者简介:刘毅(1981- ),男,海南万宁人,在读硕士研究生。

摘 要:由于基质性能较差,普通沥青混合料中高温性能普遍较差,沥青路面容易出现车辙、推移等病害,导致路用性能往往不高,文章研究SBS改性沥青混合料,对其高温性能进行研究,通过马歇尔试验、车辙试验进行综合评价。

关键词:沥青混合料;SBS改性;高温性能

SBS改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,同时,加入一定比例的专属稳定剂,形成SBS共混材料,经过溶胀、剪切、发育三个过程,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。

国内外工程经验表明SBS改性沥青采用骨架密实型结构,对于沥青混合料高温性能具有重要的影响。恰当的配合比设计对于SBS改性沥青混合料的骨架结构的形成有着重要影响,油石比过小造成空隙率较小,不能充分包裹;过大的油石比容易造成悬浮结构,从而影响高温性能,易发生车辙、推移等病害。本文以CAVF法进行级配设计,保证矿料骨架结构的形成,研究其高温性能。

1 SBS改性沥青

本文所用SBS改性沥青是以SBS改性剂掺入基质沥青中,经搅拌、剪切等使得SBS均匀分散于沥青中,形成SBS沥青,其基本性能指标如表1所示。

表1 SBS改性沥青基本性能

技术指标 单 位 检验结果

针入度25℃,100g,5s 0.1mm 38

软化点 TR&B ℃ 63.2

延度 5℃,5cm/min cm 9.3

弹性恢复25℃ % 86.2

旋转粘度190℃ Pa·S 2.62

由上表可知,SBS改性沥青性能符合规范要求,且高温性能较好。

2 矿料级配组成设计

级配设计采用CAVF法,该法可以保证材料有效形成骨架结构,CAVF法公式见公式(1)、(2)所示,只需已知集料与沥青材料的密度,实测骨架空隙率,设计其空隙率,则代入公式后则可获得粗、细集料的用量,以富勒曲线设计粗细集料的级配,再分别与计算出来的粗细集料相乘,从而获得最终级配曲线,如图1所示。

图1 SBS沥青混合料级配曲线

qc+qf +qf =100 (1)

(2)

上式中,VCA、VV为沥青混合料设计目标空隙率,捣实状态下粗集料骨架间隙率;qc、qf、qp、qa为粗集料、细集料、矿粉、沥青用量的质量百分数;ρ、ρaf、ρp、ρa分别为矿粉的密度、自然堆积密度、沥青密度、细集料的表观密度。

3 SBS沥青混合料高温性能研究

3.1 马歇尔试验

变化五个油石比从3.5%至5%,间隔5%,级配则按上述级配,按规范规定成型试件,双面击实50下,试验温度60℃,试验结果如下表所示。

表2 马歇尔试验结果

项目 空隙率/% 矿料间

隙率/% 沥青饱

和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm 马歇尔模

数/kN/mm

AC-13(SBS改性) 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4

AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7

由上表可知,SBS改性沥青混合料的各项指标,如稳定度,流值,矿料间隙率等均符合符合《沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关技术指标要求,满足骨架结构的要求。

3.2 车辙试验

按现行规范要求成型试件,采用车辙试验仪,试验温度60℃,变形曲线如图2所示,稳定度见表3。

图2 车辙试验变形曲线

表3 车辙板试件动稳定度

混合料类型 动稳定度DS(次/mm)

AC-13(SBS改性) 5702

SMA-13 3638

由上表可知,SBS改性沥青混合料高温性能较好,稳定度比SMA沥青混合料高,符合规范要求。

4 结论

(1)由SBS改性剂改性的沥青混合料高温性能较好,表现出良好的骨架结构特征,甚至比同属骨架密实结构的SMA-13要好,性能优越,应用前景广阔。

(2)本文仅研究其高温性能,低温抗裂性能、疲劳性能、力学强度等尚不明确,其路用性能有待进一步研究。

参考文献

[1] 吴旷怀,张肖宁.沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用[J].中南公路工程,2004.

[2] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2005.

[3] JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

作者简介:刘毅(1981- ),男,海南万宁人,在读硕士研究生。

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