沥青性能影响

沥青性能影响（共12篇）

沥青性能影响 篇1

沥青组分对沥青各项性能有着直接的影响,而沥青性能对沥青混合料的性能具有重要的影响,即沥青成分的改变必然会引起沥青混合料的变化,而沥青老化是影响沥青性能和成分变化的主要因素。沥青作为一种应用广泛的路面材料,在加工、储存、运输以及拌合的过程中,一直处于加热的条件下并且与空气有接触;而在路面的服役过程中,终日遭受日光的辐射,雨水的冲洗以及冰雪的覆盖,在这样的条件下,沥青的性能会发生很大的改变,氧化、挥发、分解等等。沥青性能的改变严重影响了沥青路面的使用性能以及路面的使用寿命。在沥青老化的影响因素中,氧气的存在对沥青性能的影响是非常明显的,即沥青在加热过程中,因氧化老化,使其成分发生改变进而影响沥青的各项性能。该文通过选取两种具有代表性的沥青:70#沥青和90#沥青,在真空干燥箱和薄膜烘箱两种不同的加热条件下,来探讨沥青老化的过程中是否与氧气接触对沥青性能的影响。

1 实验设计

1.1 原材料

实验所需基质沥青采用韩国SK牌70号沥青(SK-70)和辽宁盘锦的90号沥青(PJ-90)。

1.2 实验条件与方法

1)每盘沥青实验的质量是(50±0.5)g,沥青薄膜的厚度是3 250 μm,试验时间为96 h,也就是4 d以后再对沥青进行性能测试,实验所需的温度为(180±0.5)℃。

2)薄膜烘箱老化模拟沥青在高温有氧的条件下短期老化。

3)真烘干燥箱老化是在高温无氧的条件下老化。

2 实验结果与分析

为了更好的评价沥青的老化性能以及说明老化过程中氧气的存在与否对沥青的性能有影响,该文对两种条件下沥青老化后的性能进行对比,分析沥青在不同条件下的老化性能。进行质量变化的统计,软化点的测量,针入度的对比以及四组分的变化来反映沥青老化前后的性能变化。

2.1 质量变化

沥青中的主要成分是饱和分、芳香分、胶质和沥青质。当沥青处于高温时,沥青中的轻组分容易挥发和转变,致使沥青的质量慢慢地变化。实验结果见图1。

由图1分析得,在有氧和无氧环境下,沥青质量都随着时间慢慢地减少。图1中所示的两种沥青材料的质量损失均是烘箱加热条件下高于真空环境中的质量损失,这说明在高温加热条件下,空气中的氧可能会促进沥青的挥发。在一般有氧的环境中,沥青质量的变化除了与氧结合增重外,还包括挥发量,这也说明高温加热条件下沥青的挥发占主要地位,即在高温下沥青质量的总体趋势是减少的。

2.2 软化点

软化点是沥青的基本性能指标之一,实质上反映的是沥青的粘度和温度敏感度,直接与路面发软变形的程度有关,所以,软化点可以作为沥青高温性能的参考指标之一。采用规范中的T0606-2011的试验方法,试验的结果见图2。

从图2可以看出,沥青老化对软化点的影响很大,老化后,沥青的软化点发生了大幅度的提高。但是,氧化老化对软化点的影响更加严重一些,图标显示,在薄膜烘箱中提高沥青软化点的幅度要高于在真空干燥箱中的。

2.3 针入度

针入度用以划分沥青的标号,同时,也可以作为沥青感温性能的一个参考指标。针入度越小,表示沥青的稠度越大;反之,则越小。一般来说,软化点和针入度的变化与沥青组分的变化也有直接关系,从而对沥青性能会有一定影响,像老化后,软化点升高,针入度下降,抗低温性能变差。本实验采用T0604-2011的试验方法,试验结果见表1。

从表1可知,两种沥青在真空条件和烘箱老化后,相同温度下的针入度均有减小,真空条件下的针入度减小说明在无氧条件下沥青组分经过高温老化后发生了变化,针入度值变小也说明沥青稠度增加且变硬。

2.4 组分的变化

沥青的成分极其复杂,是含有许多种化合物的混合物,所以对沥青的组分进行划分时,现在的科学技术还不能对每一种物质划分出来,也没有必要划分,在国内,所采用的都是4组分划分方法,即把沥青所含烃类化合物中化学性质、物理性质相近,并具有某些共同特征的化合物归为一类。文章选用日本的雅特隆棒状薄层色谱测量仪对沥青进行4组分的测定,具体的原理是:在一个专用色谱棒(氧化硅或氧化铝)上试样被展开并分离。该棒以恒定的速度通过氢火焰,棒薄层上的已分离的有机物质从氢火焰中获得能量而离子化,而氢火焰离子检测器检测这些离子产生的电流。由于电流强度与火焰区的每种有机物质的数量成正比,因而实现定量检测。实验结果如表2所示。

从表2中分析,经过老化后,沥青的轻质组分也就是饱和分和芳香分减少,而相反的,沥青中的胶质和沥青质则是呈增长的趋势。结合前面沥青在高温下质量的损失变化,可以分析得出沥青在老化的过程中,沥青中的轻质组分在高温下除了一部分挥发出去以外,还有一部分沥青分子的氧化和缩合使沥青中的胶质和沥青质增加,只是沥青的氧化增重并不能抵消沥青的高温挥发量,所以沥青的总量还是减小。另外,沥青的组成成分与沥青的性能具有密切的联系,也就是说沥青的四组分的变化对沥青的物理性能有一定的影响,沥青质和胶质含量的增加会使沥青的软化点增加。

3 结 论

a.实验研究与分析结果表明,老化对沥青的各项性能均具有较大的影响,具体表现在软化点增加,针入度减小。

b.通过对沥青高温老化前后的性能分析,在老化过程中,沥青的轻质组分有一部分挥发了,有一部分被氧化成了沥青质和胶质,沥青总体的质量变化还是减少。

c.通过对两种不同加热老化方式的对比实验,沥青在薄膜烘箱中性能的变化会更加明显一些,也就说明了,氧气是影响沥青老化的一个比较重要的因素。

摘要：为了研究沥青老化过程中氧气的存在是否对沥青老化后的性能有影响,该文通过选取SK-70和PJ-90两种沥青在薄膜烘箱和真空干燥箱的老化下,对其加热前和加热后的质量变化、针入度、软化点以及沥青的四组分的变化进行了研究。研究表明,不管老化条件是有氧还是无氧,老化后的沥青的性能发生了明显的变化,针入度变小,软化点升高,饱和分和芳香分减少,胶质与沥青质增加。只是,氧气的存在加速了沥青的老化进程。

关键词：加热条件,沥青老化,组分

参考文献

[1]吕伟民.沥青混合料设计原理和方法[M].上海:同济大学出版社,2001.

[2]金鸣林.道路沥青老化机理分析[J].上海应用技术学院学报,2001(1).

[3]朱静,周安娜.沥青老化过程中温度敏感性的研究[J].燃料与化工,2002,33(1):30-32.

[4]栗培龙,丁湛,张争奇.沥青绝氧热老化行为与机理研究[J].新型建筑材料,2008(7):60-63.

[5]谭忆秋,王佳妮,冯中良.沥青结合料紫外老化机理[J].中国公路学报,2008,21(1):19-23.

沥青性能影响 篇2

SBS品种对改性沥青技术性能影响的比较研究

采用YH-791、YH-792和道改2#三种SBS改性剂对镇海AH-70沥青进行改性,对三种SBS改性沥青的针入度、延度、软化点、针入度指教PI、当量软化点、当量脆点、弹性恢复等主要技术性能进行了试验和比较分析.并将SBS含量为5%的三种SBS改性沥青的主要技术性能指标与现行规范的`指标进行了比较,为SBS改性沥青生产中改性剂品种的选择及改性沥青的生产质量控制提供依据.

作 者：刘大梁 严伟 阎光辉 吴连民 LIU Da-liang YAN Wei YAN Guang-hui WU Lian-ming  作者单位：刘大梁,严伟,LIU Da-liang,YAN Wei(长沙理工大学,交通运输工程学院,长沙,410076)

阎光辉,吴连民,YAN Guang-hui,WU Lian-ming(河南省交通基本建设质量检测监督站,郑州,450005)

刊 名：湖南理工学院学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF HUNAN INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 22(2) 分类号：U414.75 关键词：道路工程   SBS   改性沥青   技术性能  

沥青性能影响 篇3

【关键词】沥青混合料；空隙率；性能

对于沥青路面而言，适宜的空隙率是至关重要的。当路面的空隙率约处于8%~15%，沥青路面最容易发生水损害。此外，在高速行车荷载和温度的反复作用下，空隙中就会产生强大的动水压力和泵吸作用力，使得集料和结合料之间的粘附性降低，沥青薄膜开始慢慢脱落，空隙逐渐扩大，最后便开始掉粒、松散、坑槽、唧浆等水破坏现象。已有大量资料表明，空隙率对沥青混凝土路面的各个主要技术指标有很大的影响，空隙率的大小直接与沥青路面的透水性、抗车辙性能、疲劳寿命等关键技术指标相关。当空隙率设计适当时，沥青混凝土路面的水损害、高温车辙等早期破坏才会减小到最小程度。因此，有效地控制空隙率在沥青路面设计中起着重要的作用。

1.空隙率对渗水系数的影响

在分析路面早期损坏时，有许多因素直接或间接的影响着路面的透水性，如混合料级配、集料的颗粒形状等，但混合料的空隙率是影响路面透水性的最主要根源。

在对SUP16型混合料进行的透水试验时发现，对于粗集料聚集部位，若铺层厚度范围内上下均为粗集料，有较大的空隙率，透水系数在120ml/min以上；若对于较轻的表面离析，空隙率较小，透水系数在50ml/min以上；对于非离析部位混合料比较密实，透水系数在30ml/min以下，离析情况与透水系数见表1。

表1 渗水系数与离析程度

密级配热拌沥青混合料空隙率与渗水系数的关系见图1。由图中的曲线可见在空隙率8%左右是透水性的拐点，当大于拐点时，空隙率的微小变化会引起透水性的急剧增加；当空隙率小于拐点时，特别是当空隙率小于6%时，透水系数很小，低于100ml/min。此外，压实度不足，尤其压实温度较低时，导致空隙率增加，其关系曲线如图2所示。随着碾压温度的不断升高，路面的空隙率、渗水系数不断降低。因此，在施工过程中，必须选择合理的压实机械、压实温度、速度和遍数等，以期达到提高沥青路面的强度、稳定度和密实度。

图1 空隙率与渗水系数关系

图2 压实温度与空隙率及渗水系数的关系

2.空隙率与混合料水稳定性

试验中成型的试件板按空隙率的大小分为两组；第一组试件在25±0.5℃水中恒温2h以上后以51mm/min速率加载测定劈裂强度；第二组在负压下饱水率60%~80%，经过-18℃下冷冻16±1h，60℃热水中恒温24h，在25±0.5℃水中恒温2h以上后测定的劈裂强度。

SUP16沥青混合料TSR与空隙率的变化曲线如图3所示，其中TSR为冻融循环后强度与未进行冻融循环的试件强度之比。试验结果表明，劈裂强度比随试验的空隙率增加而减小，当空隙率大于7%时，曲线下降十分急剧。以TSR=0.7~0.8为临界值时，当空隙率大于7%时，TSR已小于0.7，表明水稳性已严重不足。

图3 空隙率与TSR的关系曲线图

3.空隙率对混合料强度的影响

混合料的力学性能直接影响了路面的使用性能，在车辆载荷的作用下，其内部具有多项应力状态。可采用测定抗拉强度的方法，反映路面不同的空隙率对其强度的影响。

在试验时考虑到混合料的空隙率变化基于两种机理：一种是由于材料级配变化造成的，如由于材料离析，使得粗料集中部位细集料很少，粗集料产生的空隙缺少细集料补充而形成的空隙过大，这种情况不是由于压路机的压实功不足，而是材料结构发生了变化；另一种情况是由于混合料温度发生离析，使某些局部混合料温度过低而难于压实，或者由于对铺层施加的压实功不均匀，造成的路面空隙率的变化。

对于第一种离析产生的空隙率变化与强度的关系，可采用不同的级配形式模拟，试验结果如表2所示。对后一种离析所造成的空隙率与强度的关系，可采用同种级配空隙率的变化模拟趋势如见表3所示。空隙率对抗压强度的影响如4所示。

表2 不同级配空隙率变化与强度关系

表3 同种级配空隙率变化与强度关系

图4 浸水前后的空隙率变化对强度的影响

由表2、表3和图4可见，无论是材料离析、温度离析还是碾压离析所造成的路面空隙率的变化，混合料的抗拉强度都会随着空隙率的增加而急剧下降，原因是路面空隙率增加，纵向剖面上的有效粘结力减小，抗拉能力减弱。由图4可见抗压强度与试件空隙率有明显的相关关系，特别是浸水后，当空隙率较大时（如大于7%或8%）其强度发生急剧的变化。

4.空隙率对疲劳寿命的影响

路面使用期间，在自然环境和车轮荷载的循环作用下，长期处于应力、应变交替变化状态，使路面结构强度下降，当荷载作用次数达到一定程度时，应力超过强度极限，使路面出现裂纹或发生断裂破坏。

图5 空隙率与疲劳寿命的关系曲线

由于路面材料的抗拉强度与其内部结构有着十分密切的关系，如沥青劲度、集料与沥青粘附性、矿料级配等，其中路面空隙率起着重要的作用。图5为SUP16级配混合料疲劳寿命随空隙率的变化曲线。试验结果表明，空隙率为7.4%时，疲劳寿命为226962次，如图2-20所示。当空隙率增加1%时，疲劳寿命降低50990次，仅为前者的77.5%；当空隙率增加2%时，疲劳寿命仅存58%。

5.空隙率对车辙的影响

车辙是高速公路渠化交通条件下的一种损坏形式。发生严重车辙的主要外因是高温重载低速，内因是混合料没有足够的高温稳定性，而空隙率在产生车辙的过程中也起着重要的作用。由图7可见，改性沥青SUP-16混合料的空隙率对车辙的影响程度。当空隙率增加1%时，车辙深度增加近50%。

图7 空隙率对车辙深度的影响

6.结论

有调查资料表明，在存在早期破坏的沥青混凝土路面中，无论破坏处还是未破坏处，空隙率都远远高于设计值。室内试验结果表明，当空隙率超过7%时，透水性急剧上升，水稳定性急剧下降，车辙深度增加，对混合料路用性能有严重影响。为了解决沥青路面水损害等早期破坏问题，就要在设计中合理设计空隙率，施工中控制压实度，尽量减少沥青混合料发生老化和离析现象，确保沥青路面摊铺碾压的质量，才能使得沥青混凝土路面的水损害、高温车辙等早期破坏减小到最小程度。

【参考文献】

［１］赵朝华,陈小满,杨庆国等.开级配混凝土空隙率设计方法研究[J].交通标准化.2010(23)：26-31.

［２］周增华.以控制空隙率法预防沥青混凝土路面水害的探索[J].工程与建设.2006,20（4）:293-295.

［３］朱梦良,王民,邱鑫贵.空隙率对沥青混合料性能的影响分析[J].长沙交通学院学报，2005,21（3）:25-31.

沥青性能影响 篇4

道路石油沥青在施工的各个阶段中, 都需要进行一定的加热。在制造时, 沥青本身属于原油高温加热分解而形成的产物。在保存时, 沥青的流动需要加热。在运送时, 沥青的保温需要加热。在实际施工时, 也需要将其加热到温度曲线所需的最优温度。如果沥青温度过高或过低, 都可能在材料表面形成太厚或太薄的沥青膜, 导致结构比例失调。因此, 掌握正确的沥青加热方法, 对于道路施工而言极为重要。

1 道路石油沥青加热后对其性能产生的影响

对道路石油沥青进行加热, 可以采用各种各样的加热方法。比如, 在制作过程中, 可以采用空气加热或是水蒸气加热。在保存过程中, 可以运用电热丝或是太阳能加热。在运送时, 可利用导热油管进行加热。施工时则可以用柴油等原料制造出明火而加热。实验过程中, 运用电热干燥箱、电磁炉、微波炉、电炉、红外灯等, 都可以实现道路石油沥青的加热。加热方法不同, 其效果也会有所差异, 从而对道路石油沥青的使用性能产生一定影响。

通常说来, 沥青炼制完成以后, 都会装在具有保温效果的沥青罐中, 直到拌和。道路石油沥青加热温度通常为170℃, 且需要以加热状态保存和运输。沥青在储油罐中预热, 并在配油釜中调制, 这一过程需要耗费较长时间。沥青温度升高时, 其内部的分子运动也会加快, 不但会让沥青迅速蒸发, 还会使沥青产生一些物理变化或化学变化, 其主要表现为:第一, 加热后, 沥青内部的轻质油持续挥发, 沥青会变硬或变脆, 粘结性也随之下降。第二, 储油罐表层的沥青和氧气接触后, 将产生一系列聚合反应。第三, 在管道中运输或是从罐顶落到罐中时, 沥青的表面积会变大, 产生氧化反应。

根据检测可知, 沥青经过混合材料拌和之后, 40级~60级的沥青针入度可以下降到原来的85%, 60级~80级的沥青针入度会下降到80%左右, 而80级~100级的沥青针入度会下降到75%。从表1数据可以看出, 沥青在加热过后, 针入度普遍下降了20%~50%左右, 这也是沥青老化的首要因素。

该阶段中, 沥青会出现这样的变化, 主要是因为当前的制作水平和沥青混合材料的工艺存在不足, 引发了沥青加热后的老化现象。在对沥青混合材料进行拌和时, 必须要严格按照沥青黏温曲线的测试标准, 把沥青加热至160℃~180℃。当集料与埋填材料被沥青薄膜完全覆盖时, 可以起到良好的粘结效果。这时沥青薄膜的厚度通常为5μm~15μm。有关专家研究了沥青加热时期的老化现象, 分析了150℃条件下集料沥青膜对于氧气的吸收量, 具体可见图1。

通常情况下, 沥青的用量会对沥青膜的厚薄产生直接影响, 因此, 在加热拌和时对工艺的控制, 以及混合材料搅拌是否均匀, 都可能会对沥青的老化程度造成影响。另外, 这一环节中搅拌机的种类也会关系到沥青的老化。运用间歇式搅拌机时, 材料在干燥滚筒中燃烧, 直至温度超过180℃, 然后进入热料仓中, 在拌和锅里和沥青持续搅拌, 沥青就会覆盖至材料表层, 形成薄膜, 这种薄膜的厚度通常只有几微米。这个过程中, 沥青薄膜会经受高温炙烤, 还会和热空气直接接触, 于是内部的轻质油开始挥发, 沥青和氧气产生化学反应, 从而出现老化现象。运用连续式搅拌机时, 材料加热与沥青拌和都是在同一个滚筒中进行, 前半部分是加热阶段, 而后半部分则是拌和阶段。这一形式中, 沥青不仅会受到材料加热后温度的影响, 还会受到热烟气的影响, 因此更加容易出现老化现象。在沥青混合材料装进热储料仓之后, 这种老化过程还会持续下去。

沥青在制造、保存、运送和施工等实际过程中, 不管是其加热温度过高, 或是与空气接触过多, 都会引起沥青的老化, 使道路石油沥青的实用性能大大降低。具体表现为:软化点提升、密度增加、针入度下降、黏度上升等。

2 选择适当的加热方式, 提升沥青的使用性能

要提高道路石油沥青的使用性能, 就要严格控制好沥青的老化现象。首先, 在沥青加热时必须掌控好沥青的温度, 避免其温度过高, 要根据沥青黏温曲线的标准, 对其进行合理加热。其次, 要学习海外发达国家的先进技术方法, 采用对储料仓灌注氮气的手段, 让沥青尽量不和氧气接触, 从而延缓沥青的老化过程。此外, 在制作沥青混合材料时, 要尽量保持真空化操作, 缩短沥青和氧气接触的时间。

沥青在制作、运送、保存、利用以及回收等环节中, 都有可能会碰到沥青质量检验。沥青在接受质量检验时, 因为任务较多, 而时间相对较少, 经济条件方面也会遭到一定限制, 所以各个单位通常会选择不同的方法进行加热。比如气体加热, 包括管道天然气加热、罐装煤气加热等。还有光加热, 比如太阳能加热等。波加热, 如微波炉加热。而除了上述加热方法之外, 大多数单位都会选择电能加热, 比如电炉、电热板、红外线电灯、电烘箱、电磁炉等。不同的加热方法拥有不同的目的和效果。比如在进行沥青软化点测试时, 只需提取少量沥青, 运用电烤灯将其加热, 或是用太阳能直接烘烤, 直到沥青融化。若要想节省资源, 或探索一些新的检测途径, 就可以利用抛光太阳能伞镜对沥青进行加热。在加热时, 必须要注重不同加热方式对沥青产生的影响。

通常来讲, 沥青的加热方式可以分为点线式或面式等。点线式加热主要包括酒精喷灯、电烤灯等, 面式加热则主要包括电炉、电磁炉和电热板等, 这些加热方式都存在一定程度的温差。如果接近加热源, 则热量较大, 温度较高;如果远离加热源, 则热量较小, 温度略低。在这种情况下, 温差可能会达到几十摄氏度甚至上百摄氏度。比如, 利用电磁炉进行加热时, 其受热源头在锅底, 将面板温度设定在150℃, 沥青表层厚度为8 cm, 加热大约30 min, 则沥青就会彻底熔化。以玻璃水银标准温度计进行检测, 可知锅底温度是170℃, 而锅表面的温度是145℃, 这一温度差就达到了20多摄氏度。

JTJ 051—2000沥青和沥青混合材料测试规程中, 提到了标准沥青加热测试工具———电热干燥烘箱。用这种电热干燥烘箱进行实验, 并检查其结果可知:第一, 温度实际测量数值和显示数值之间的差异, 在不用鼓风机的情况下达到了27℃左右。而微波炉则是一种较为合适的加热工具, 其加热源呈立体状态散播, 将沥青加热到150℃只需要不到20 min, 并且具有氧化时间短、加热均匀、机器体积小、节能环保、成本较低等多种优势, 可以成为沥青加热的主要工具。

3 结语

道路石油沥青在加热时, 不但要经受高温, 还会一直暴露于空气中, 这样会大幅度降低道路石油沥青的使用性能。因此, 在制造、保存、运送、施工、检测等过程中, 都要选择正确的沥青加热方式, 尽量避免让沥青和空气接触, 同时控制好沥青的温度, 以免沥青过早出现老化现象。

摘要：分析了道路石油沥青加热后产生的性质变化, 探讨了不同加热方式对沥青产生的影响, 并研究了适宜沥青加热的方式, 指出为保证沥青的使用性能, 在制造、运输、施工、检测等过程中, 都应选择正确的沥青加热方式。

关键词：沥青,加热方式,针入度,软化点

参考文献

[1]杨明, 刘振良.道路石油沥青加热方式方法对沥青性能的影响分析[J].石油沥青, 2014 (3) :54-56.

[2]楼启华, 严剑强, 严正周.沥青与沥青混合料的加热与控制[J].交通科技, 2012 (3) :100-102.

[3]何兆益, 欧祖敏, 刘楠.加热温度和时间对沥青混合料老化的影响[J].重庆交通大学学报 (自然科学版) , 2012 (2) :239-242.

SBS改性沥青的性能与应用 篇5

摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。

关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景 1 前言

随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。2 SBS改性沥青简介

SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，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，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。SBS改性乳化沥青是以基质110#沥青[2]为基料，以SBS复合粘接剂为改性材料，而后添加乳化剂，在一定工艺流程下，经过掺配、混溶，制备成具有某种特性的改性沥青混合乳液。SBS改性乳化沥青因其良好的粘接性能、抗变形能力和温度稳定性在应用于道路沥青层间处理时取得良好的效果。以SBS改性乳化沥青代替普通沥青作透层、粘层，其防水、粘结、抗剪能力等方面都优于普通沥青，能有效地减少路面损坏，提高路面使用寿命。3 SBS改性沥青研究现状 3.1 改性沥青研究发展历程

随着道路交通量越来越大，车辆轴载越来越重，对沥青的要求就越来越高，为了提高沥青的性能，我们给沥青中加入各种性能优良，价格适中的改性剂即形成了改性沥青。近50年改性沥青的发展大致经历了四个阶段：

（1）1950-1960年，直接在沥青中掺入橡胶粉或胶乳，拌合搅匀使用；（2）1960-1970年，把丁苯合成橡胶以乳胶的形式按比例现场掺配使用；

（3）1971-1988年，除了合成橡胶继续应用外，热塑性树脂得到了广泛的应用；（4）1988年至今，SBS逐渐成为主导改性材料。3.2 沥青改性剂的类型

沥青改性剂种类较多，但是不同的改性剂都有其固有的特点，通过研究和应用[3]，改性剂的使用品种和数量也在不断的变化。目前，国内外使用取得成牧并形成规模的主是要是各种聚合物，其他各类应用不多。用于道路改性的聚合物一般分为以下三类：橡胶类、树脂类和热塑性豫胶类。SBS属于热塑性橡胶类中应用最多的—种，SBS质轻多孔，既具有橡胶的弹性性质，又有树指的热塑性性质，因而兼有橡胶和树脂的特性，SBS改性沥青占据了聚合物改性沥青的65％以上。根据苯乙烯和丁二烯所含比例不同和分子结构差异，SBS分为线型结构和星型结构。SBS(星型)的改性效果最好，但在加工性能方面，线形要比星型加工容易得多。SBS的改性效果除了与SBS的结构相关外，还与SBS的分子量相关，分子量越大，改性效果越明显，但加工稍显困难。3.3 SBS改性沥青的各项性能

3.3.1 SBS改性剂对沥青力学性能影响

SBS橡胶的主要力学性能是黏性和韧性、蠕变性和回弹性。SBS 橡胶沥青的黏韧性或韧性都有很大的改善，说明SBS 橡胶沥青具有更好的抗冲击破坏能力和黏结力。并且随着SBS 橡胶掺量的增加，沥青的回弹性大大提高，经试验，SBS的掺量在1%-6%时回弹性增长幅度较大，掺量大于6%以后，回弹性增长趋于平缓。经试验，低粘度沥青比高粘度沥青制成的改性沥青弹性要好。

3.3.2 SBS改性剂对沥青低温性能的影响

SBS改性沥青的低温性能主要包括低温延伸度、当量脆化点、玻璃化温度。SBS沥青的低温延伸度随着SBS掺量的增大而增大，在3%-5%之间时，增加幅度最大，而超过5%以后增长较为缓慢。随SBS掺量的增加，SBS改性沥青的脆化温度和玻璃化温度都大大降低，说明SBS改性沥青的低温性能大大提高。3.3.3 SBS改性沥青感温性能

温度对沥青材料的影响至关重要，如果改性沥青混合料能承受温度变化的范围越宽，它就能承受夏季酷暑和冬季严寒，既不会高温软化发生永久变形，又不会在冬天发生开裂。，在SBS改性沥青的基础上，通过对不同辅助改性剂的复合使用进行辅助改性后，其改性沥青的延度和针入度大部分得到升高，提高了改性沥青在低温下的抗龟裂能力。改性沥青感温性能是以三种不同温度(15℃、25℃、30℃)之针入度，求取针入度指数(PI)来表示，PI值越低，温感性越高。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过一0．8。而改性沥青要求的针入度指数PI应在—0．2以上，改性沥青实际测定PI值均大于一0．2以上，说明改性沥青感温性能得到进一步改善。

3.3.4 改性沥青的弹性恢复性能 对于普通沥青来说，当沥青拉伸一定距离剪断后的恢复能力一般均很小，即拉伸长度无法恢复原状。而对于改性沥青，其弹性恢复能力关系到沥青路面受外力作用后变形是否恢复(或接近)原状，是否有效地抵抗外力的作用。当改性沥青弹性恢复均达到92％以上，远超过我国JTJ036—98规定的技术指标要求[5]，基质沥青掺加SBS改性剂后，弹性恢复性能达到了最好效果。SBS改性沥青的施工问题[3] SBS沥青是一种弹性塑胶类改性沥青，与AH-70基质沥青相比，其粘度、软化点明显增加，因此决定了SBS沥青与普通沥青在运输储存与面层施工等方面有不同的要求，只有正确使用才能达到预期效果。4.1 改性沥青运输要求

SBS沥青出厂装车温度≥160℃，采用有保温设施的沥青专用车运输，运到现场应大于14℃，温度过低将无法卸车。4.2 改性沥青储存要求

SBS沥青应使用单独的储存罐，避免与其它沥青混合，降低改性沥青的性能；储存温度不宜超过150℃，若高于150℃长期储存(1周或更长时间)，会破坏SBS结构，导致性能下降；如果因雨季或其它原因，需长期储存(1个月之内)，应降致130℃以下，使用时建议采用加热盘管或导热油加热，并加于搅拌；SBS沥青在正常贮存条件下，保质期—般为30天。4.3 改性沥青泵送要求

当生产沥青混合料时需要将沥青泵送到混合料拌和楼中，由于改性沥青粘性较大，为了确保过滤网眼不被堵塞，建议使用网眼较大的过滤器(95mm以上)，同时加强沥青管线的保温措施。

4.4 施工温度要求

根据改性沥青与基贡沥青的粘温曲线，SBS沥青比基质沥青的温度要提高15-20℃，及试验路的铺筑情况，建议出料温度185℃左右，前2车出料温度提高5℃，初压不低于165℃，碾压终了不低于120℃。4.5 碾压要求

初压：1台钢轮紧跟摊铺机碾压，复压：1台钢轮紧接着碾压2～3遍，胶轮1遍，终压：l台钢轮静压光面2遍。钢轮碾压时喷水量以保持钢轮湿润就行，不宜过大。坚持“紧跟慢压，高频低幅”的碾压八字方针，不少压漏压，力争在高温下碾压密实。SBS改性沥青混合料摊铺温度应控制在170℃~180℃，不得低于160℃。摊铺时应尽量连续不断施工，以减少摊铺机和压路机的停顿，应尽量减少横缝，提高其面层平整度。为提高路面的平整度，表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。由于SBS改性沥青粘度较大，粘附力强，用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构[4]，胶轮易粘附混合料细颗粒，影响平整度，所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。摊铺速度应控制在2m/min，做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，禁止随意变换速度或中途停顿。5 SBS改性沥青的工程效益 5.1经济效益[1] 高速公路的建设成本除了初期投资之外，还应包括使用阶段的维修养护费用和营运费用在内，即通常所说的全过程成本经济效益。如果使用SBS改性沥青的费用能在防止早期破坏，减少维修养护，延长路面使用寿命方面得以回报，总的费用不仅不会增加，反而会有很大的节省。有研究[6]表明，SBS改性沥青的高温性能明显优于普通沥青，同时，SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂以及疲劳性能都比普通沥青混合料有较大幅度的提高，从而减小了路面破损产生的概率，这样可以推迟路面维修周期。国外的研究资料表明，沥青路面使用改性沥青后，可以推迟路面维修周期至少3年以上，如果按照每千米高速公路每年的养护费用8万元计算，可以节省养护费用3 240万元，因此，总造价会节省976万元．另外，即使路面进入维修期，改性沥青路面出现坑槽、龟裂等病害的概率也要低于普通沥青路面，维修养护工作量要比同期的普通沥青路面减少很多，这样也可以节省大量的资金。5.2 社会效益[1] 由于减少了路面破损养护维修的概率，路面维修所造成的社会影响相应会减小，同时降低了由于维修路面需要封路而造成交通事故的机会，大大提高了高速公路运营的安全性，社会效益不可估量。SBS改性沥青的应用前景

6.1 SBS改性沥青的主要应用范围

（1）新建高等级公路沥青路面的铺装；

（2）道路养护维修，特别是道路大修中的应用；

（3）特殊铺装，如复合式路面、桥面铺装、机场道面以及其他特殊地段；

（4）特殊性路面，如排水性路面、沥青玛蹄脂碎石路面SMA等高性能使用路面；（5）其他特殊用途，如水泥混凝土路面填缝材料。小桥梁无缝伸缩处理技术、层面防水、大坝防水等；

（6）生产建筑防水用沥青卷材；（7）生产沥青防水胶。

6.2 SBS改性沥青的推广与发展

随着SBS改性沥青在我国进一步推广，其必将在我国的道路建设中发挥重要作用。SBS改性沥青混凝土的配合比设计和生产施工尤其特殊性，成熟的施工工艺是必要的质量保证手段，总结SBS改性沥青施工技术与经验，有利于提高SBS改性沥青混凝土的使用效果，打造出优良的路面工程。

我国改性沥青的研究与应用尚处于初级阶段。在改性沥青的研究中，已经取得许多宝贵的经验，在推广中也取得了许多重要的成果。不断降低科研和应用成本，获得最优的性能价格比，注意环保与节能及可持续发展，是改性沥青研究与广泛推广应用的基本要素。及时掌握信息，认真学习国外经验，促进资源共享，进行系统性的合作研究是加快改性沥青研究与广泛推广应用的有效途径。7 结语

随着SBS改性沥青试验研究的不断深入，生产工艺和设备的不断完善，改性沥青路面施工技术的不断总结，SBS改性沥青在高等级公路、城市干道和机场跑道等的应用，显著提高了路面的使用性能，延长了路面使用寿命，大大降低了养护费用，收到了良好的社会与经济效益。SBS已经成为目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂，也成为我国今后道路沥青改性剂的发展方向。而作为本专业未来的接班人，我们大学生有责任在学好专业知识的前提下不断丰富自己的课外学习，了解最新的道路材料科研进展。学在当下，积极参与身边的科学研究活动，推动对像SBS改性沥青一样的新型道路工程材料的研究发展，最终必将造福全人类。正文字数：4296 参考文献

[1] 王晓初，朱浮声，王奕鹏．SBS改性沥青路面经济效益和应用前景分析． 沈阳大学学报．2004, 16(6)[2] 陈志刚，袁腾方，刘小平．改性沥青在道路工程中的应用．湖南交通科技．2012,38(4)[3] 毛渝茸．关于SBS改性沥青的研究现况与应用前景．黑龙江科技信息．2010(2)[4] 刘存柱．SBS改性沥青性能研究及其应用．辽宁省交通高等专科学校学报．2004,6(3)[5]

如何改善路面沥青结合料的性能 篇6

关键词：改善路面沥青结合料性能

1、改善沥青结合料的性能

改善沥青的温度敏感性、低温稳定性和流变性对提高混合料的高温和低温力学性质效果非常显著，沥青性能改善对提高路面长期使用性能有着非常重要的作用。比较各种改性沥青的性能，sBs改性沥青无论从高温、低温眭能、弹性恢复性能，还是感温性能几个方面，都有明显的优势，是其他改性沥青如PE和EVA无法相比的。sBs的优越性突出表现在使软化点大幅度提高的同时，又使低温延度明显增加，感温性得到很大改善，不仅高温稳定性大幅度提高，而且低温性能也同时改善，并且弹性恢复率特别大，所有指标都有明显提高，这是非常难得的。sBs改性沥青具有其他改性剂或综合改性剂无法相比的优点，而且在价格上也可以与PE、EVA竞争，所以改性沥青以选用sBs为佳。目前，世界上使用最多的是sBs，约占改性沥青总量的40％-44％。

2、提高集料的质量

在考虑材料对沥青混合料的影响时，往往比较重视沥青的影响，而对集料的影响重视不够。然而，集料质量差，混合料的质量必然也差，故要提高沥青混合料的性能，必要条件是保证集料的质量，然后再考虑矿料级配的控制。要提高路面抗车辙的能力，集料要符合下面两项要求：一是碎石表面微观粗糙度大，且形状接受立方体，质地坚硬；二是使用人工砂，限制使用圆形颗粒的天然砂。但是，我们生产的碎石针片状偏多，形状难以接近立方体；人工砂没有专门生产供应，所谓的人工砂一般只是轧石厂筛余的下脚料。碎石的粒径组成比例也不稳定，筛分结果有较大偏差。这样势必引起混合料级配的改变，对路面的质量和使用寿命产生很大影响。为此，我们应该采取有效措施，提高矿料质量，保证颗粒组成的稳定性。轧好的碎石要分开堆放，并做好防尘保护，保持碎石清洁。进场材料要按规范进行检验，尽可能加大抽检密度，不合格的材料坚决退场。堆场要进行场地硬化，避免将堆场的土混入碎石中。不同规格的料堆间设置隔离墙，以免不同规格碎石混杂一起。料堆要有明显标示，防止上料时装错料。

3、改善沥青与集料的粘结性

路面早期破坏水损害是其中一个重要原因。水损害产生的原因除了施工和配合比设计方面的原因以外，沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致集料松散剥离是其中的主要原因。沥青混合料的粘附性差(水稳性不好)，容易导致面层严重辙槽、局部松散和坑洞等水损坏现象。国内外道路工程师们常采用两种方法，一是利用碱性矿料处理酸性矿料的表面，使后者活化，传统做法是使用石灰或水泥。由于用消石灰水处理矿料工程量较大，也可以直接往拌和室内加消石灰或生石灰粉。掺消石灰粉、生石灰粉或水泥是首选推荐措施，理由是这种方法价格便宜，施工简单，只要用它代替一部分矿粉就可以了。另外一种方法是向沥青中加入少量液体抗剥落剂，这些液体抗剥落剂的初期效果不错，但其长期性能或耐久性尚待进一步研究，工程应用时要注意选择。

4、使用纤维沥青混凝土

在沥青混凝土中掺加纤维，以改善沥青混凝土的性能，提高沥青混凝土的高温稳定性，低温抗裂性、抗疲劳性、柔韧性、抗剥落；性、抗磨耗性和水稳性，以及抵抗反射裂缝等方面都有很好的功效。按照混合料总重的2.25％的比例加入博尼维后，大约每立方米有超过18亿根分离的博尼维吸附并稳定沥青，使沥青的粘稠度和粘聚力增大，并由于纵横交错的加筋作用，使得混合料具有较高的强度。从动稳定度的结果可以看出，博尼维可使混合料的高温抗车辙性能改善。试验结果还可以看出，博尼维经搅拌均匀后，分布于沥青混合料中，通过加筋作用使混合料具有了较好的柔性，其劲度模量增加，耐疲劳性改善，并使混合料的低温抗裂性能增强，疲劳寿命增加。

5、改善沥青混凝土面层的使用性能

沥青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制约的，照顾了某一种性能，很可能会降低另一方面的性能。这里最突出的有两对矛盾，第一是高温稳定性和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾。为了提高高温抗车辙能力，应尽量采用粗级配，增加集料数量，减少用油量，采用粘稠度小的沥青，但这样的混合料低温很容易开裂，疲劳性能差；而为了提高耐久性和低温抗裂性能，则要近可能使用稠度大的沥青，而且要增加用量，用细集料、密集配混合料，但这样到了夏天很容易产生泛油和车辙病害。第二是路面表面特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好，不濺水，雨雾小，噪音轻，必须提高表面粗糙度，采用构造深度大的粗集料、开级配或半开级配的沥青混合料。但是这样的混合料空隙率必然较大，而孔隙率大的混合料空气接触面大，老化快，耐久性差，耐疲劳性能差；为了提高耐久性，就要采用较小空隙率的混合料。为了解决这两对矛盾，采用传统集配是达不到要求的，实践证明下面几种方法的应用效果非常显著。

5.1使用多碎石沥青混凝土国内研究统计资料显示，sA C-16混凝土的稳定度可达到传统A C25[型混凝土的2.67倍，表面构造深度TD一般都在0.8-1.1(ram)之间，最大可超过1.2mm。且SAC有优良的摩擦系数和表面构造深度，可达到密级配，并具优良的抗辙槽能力。

5.2使用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)

sMA由于具有相互嵌锁的骨架，它的抗形变能力受高温影响不大。此外，它的卓越封闭性(由于其高沥青含量在每一碎石周围形成了厚沥青膜)能抵风化作用。

改性乳化沥青性能影响因素研究 篇7

1 试验准备及方案

1.1 试验材料与设备

沥青,SK-70#基质沥青;乳化剂,国内常用的阳离子乳化剂(RA);改性剂,国内常用的SBR胶乳改性剂(RB);pH值调节剂,盐酸,质量分数为36%~38%;胶体磨,德国生产,型号AF 90S/2H-12,转速2850 r/min。

1.2 试验方案

为研究乳化剂和改性剂用量及乳化工艺(分先乳化后改性和边乳化边改性两种)对改性乳化沥青性能的影响,笔者设计了三套试验,分别制备改性乳化沥青,对其乳化效果及基本性能进行测试。

2 乳化剂用量对改性乳化沥青性能的影响

2.1 试验条件

乳化剂(RA)对改性乳化沥青性能影响试验设计如下:沥青采用SK-70#,SBR胶乳(GB)掺量固定为3.5%,采用油水比60∶40,调节皂液pH值至2.0,胶体磨剪切速度2 850 r/min,剪切时间3 min,分别改变乳化剂(RA)用量(1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%),采用先乳化后改性的工艺(工艺流程见图11)制备改性乳化沥青,并测其性能。

2.2 试验结果分析

试验结果如表1及图1—6所示。

结合表1中试验数据及图1—6的变化趋势,在相同的试验条件下,可得出以下结论:

1)由图1可知,随着乳化剂用量增加,乳液筛上剩余量显著降低,当乳化剂用量为1.2%时,乳液筛上剩余量为0.1%,满足规范≤0.1%的要求;当乳化剂用量为1.8%时,乳液筛上剩余量为0。由此可知,随着乳化剂用量的增加,乳液筛上剩余量逐渐下降,乳化效果逐渐变好。

2)由图2可知,随着乳化剂用量增加,乳液标准黏度不断减小,乳液变得越来越稀,流动性越来越好。

3)由图3可知,随着乳化剂用量增加,延度呈先增大后变小的抛物线变化趋势。

4)由图4、图5可知,乳液蒸发残留物的针入度、软化点随着乳化剂用量的增加,均呈先增大后变小再增大的趋势,但变化范围很小。

5)由图6可知,随着乳化剂用量增加,乳液贮存稳定性测试值不断减小,贮存稳定性逐渐变好。

3 不同掺量SBR胶乳改性剂对改性乳化沥青性能的影响

3.1 试验条件

改性剂SBR胶乳(RB)对改性乳化沥青性能影响试验设计如下:固定乳化剂(RA)用量1.8%,其他试验条件同“2.1试验条件”,分别改变SBR胶乳改性剂(RB)掺量(0、1.5%、3.0%、4.5%),采用先乳化后改性的工艺(工艺流程见图11)制备改性乳化沥青,并测其性能。

3.2 试验结果分析

试验结果如表2及图7—10所示。

从表2可以得出,随着改性剂掺量的增加,5℃延度、软化点逐渐增大,25℃针入度变小,1 d贮存稳定性变差,改性乳化沥青筛上剩余量及标准黏度变化不大,基本上无影响。

SBR改性乳化沥青是一种复合型热力学不稳定体系,除了与乳化沥青具有相似的特性外,由于加入了胶乳,增加了不稳定因素,所以改性乳化沥青的贮存稳定性比乳化沥青更差。

考虑到成本及经济效益,可根据具体工程需要确定合理的SBR胶乳改性剂掺量。

4 制备工艺对改性乳化沥青性能的影响

4.1 试验条件

制备工艺对改性乳化沥青性能影响试验设计如下:沥青采用SK-70#,乳化剂RA用量1.8%,改性剂SBR胶乳(GB)掺量3.5%,其他试验条件同“2.1试验条件”,分别采用图11和图12所示的先乳化后改性(A)工艺和边乳化边改性(B)工艺制备改性乳化沥青,并测其性能。

4.2 试验结果分析

试验结果如表3所示。

结合表3中数据可以得出,不同的乳化工艺对乳液各项性能指标均无太大的影响。A、B两种乳化工艺制备的乳液短时间(1 d)的贮存稳定性均较好,长时间(5 d)的贮存稳定性B乳化工艺较A乳化工艺好,对乳液其他性能的影响均不大。

5 结论

1)乳化剂占乳液总量的比例虽小,但其对乳液的筛上剩余量、1 d贮存稳定性、标准黏度及乳液蒸发残留物的延度有较大的影响,对蒸发残留物的针入度及软化点的影响较小。不同乳化剂用量下制备的乳液性能差异较大,分析原因认为乳化剂分子结构及乳化剂中杂质或其他不利因素的存在对沥青性能起着提高或降低的作用。

2)不同掺量SBR胶乳对乳液各项性能的改性效果各不相同,改性乳化沥青筛上剩余量及标准黏度随改性剂掺量的增大变化不大,基本上无影响;沥青高温稳定性及低温抗开裂性随改性剂掺量的增大均有较大的改善;改性乳化沥青的贮存稳定性比乳化沥青更差,且随改性剂掺量的增大而变差。

4)不同的乳化工艺制备出来的改性乳化沥青无明显的优劣差异。根据试验设备情况,考虑到操作的方便程度和可行性,今后乳化沥青的改性试验可采用先乳化后改性的试验方法。

5)改性乳化沥青性能影响的其他因素,如乳化剂皂液pH值大小、皂液和沥青的试验温度、不同种类的乳化剂及基质沥青、稳定剂的种类及用量、蒸发残留物的试验方法、复配乳化剂及改性剂的影响等等,均需进一步的研究。

参考文献

[1]交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2]蔺习雄.SBR胶乳改性乳化沥青稳定性研究[J].石油沥青,2006,(4):22.

[3]朱中华.乳化剂剂量对改性乳化沥青性能的影响研究[J].交通标准化,2008,(10):91.

沥青性能影响 篇8

关键词：橡胶颗粒,改性沥青,工艺参数,性能指标

1 概述

随着交通荷载的不断增加以及极端天气条件频繁出现, 对道路建筑材料的性能提出了更高要求。近些年来, 道路损坏现象日趋严重, 路面车辙、泛油、拥包等路面灾害屡见不鲜。因此, 如何提高沥青混合料的性能, 延长路面使用寿命, 成为道路建筑材料方向研究重点[1]。

随着我国汽车数量的不断增长, 废旧橡胶轮胎的数量不断增加。相关资料显示, 在2010年, 我国新产生的废旧橡胶轮胎2.5亿条, 总量在520t。我国现有的废旧橡胶轮胎回收水平偏低, 大量轮胎通过焚烧等处理, 容易导致环境污染。并且废旧橡胶轮胎中包含有效成分, 如果将其用于沥青改性可以变废为宝。因此针对橡胶改性沥青的研究得到国内外学者广泛关注[2]。

废旧橡胶轮胎中包含有天然橡胶、合成橡胶、炭黑等成分, 是比较理想的沥青改性剂。现有研究成果表明, 将橡胶轮胎制成颗粒加入沥青中可以显著改善沥青及其混合料的相关性能。这些改善作用体现在橡胶颗粒的加入能够提升沥青柔韧性及弹性恢复性能, 提升路面耐久性, 改善沥青的抗老化性, 提高混合料抗车辙能力, 降低路面噪声等[3,4]。

橡胶改性沥青工艺主要包含干法和湿法两种不同类型, 湿法工艺在实际工程中应用广泛。考虑到橡胶颗粒制备改性沥青工艺参数的不同会对改性沥青的性能产生影响, 本文研究了剪切温度、剪切时间、剪切速率参数对改性沥青性能的影响, 为橡胶改性沥青的制备提供参考[5,6]。

2 原材料性质

本试验选用90#基质沥青, 沥青性质如表1所示。

本次试验选用的橡胶颗粒采用常温粉碎方法, 30目的通过率达到72%, 40目为31%, 50目为17%。

3 试验结果分析

3.1 剪切温度对改性沥青性能影响

剪切温度的不同会对橡胶改性沥青的性质产生重要影响, 剪切温度特别高时, 沥青容易老化;当剪切温度较低时, 沥青稠度比较大, 流动性能受到限制, 不利于沥青的吸附。为了降低其它因素的影响, 剪切时间、剪切速率为固定值。剪切温度选用160℃、170℃、180℃、190℃, 测试得到了不同剪切温度条件下, 橡胶改性沥青的基本性能变化。针入度、软化点以及延度随剪切温度的变化曲线如图1所示。

从图中可以看出, 针入度值随剪切温度的变化比较小;软化点随剪切时间的增加而增加, 180℃以后变化比较平缓;5℃延度在170~180℃时处于峰值, 随后呈现下降趋势。

3.2 剪切时间对改性沥青性能影响

固定剪切温度、剪切速率, 剪切时间选用30min、40min、50min及60min, 测试得到橡胶改性沥青的基本性能变化曲线, 如图2。

从图中可以看出, 针入度值随剪切时间的增加先下降后上升, 在剪切时间40~50min时处于谷值;软化点随剪切时间的增加而逐渐增大, 40min以后的增长趋势放缓;5℃延度随剪切时间的增加而增加, 40min以后变化较小。

3.3 剪切速率对改性沥青性能影响

固定剪切温度、剪切时间, 剪切速率选用4500r/min、5000r/min、5500r/min及6000r/min, 测试得到橡胶改性沥青的基本性能变化曲线, 如图3。

从图3中可以看出, 针入度随剪切速率的升高先下降后上升, 在5000r/min时最小;软化点指标随剪切速率升高先增大后降低, 5500r/min为拐点;5℃延度指标随剪切速率的升高而升高, 5000r/min以后延度的变化相对较小。

4结论

考虑到制备工艺参数不同会对橡胶改性沥青的性能产生影响, 本文选取剪切温度、剪切时间以及剪切速率为研究对象, 分析了这些工艺参数的不同而引起沥青性能的变化, 为橡胶改性沥青的指标提供参考。

参考文献

[1]曹卫东, 王超, 韩恒春.废旧轮胎在道路工程中的应用综述[J], 交通标准化, 2005 (6) :78-82.

[2]杨志峰, 李美江, 王旭东.废旧橡胶粉在道路工程中应用的历史和现状[J], 公路交通科技, 2005, 22 (7) :19-22.

[3]张小英, 徐传杰, 孔宪明.废橡胶粉改性沥青研究综述[J].石油沥青, 2004, 18 (4) :1-4.

[4]黄文元, 张隐西.路面工程用废胶粉改性沥青的反应机理与进程控制[J].公路交通科技, 2006, 23 (11) :5-9.

[5]王岚, 常春清, 邢永明.胶粉改性沥青混合料弯曲蠕变试验研究[J].工程力学, 2011 (28) :40-43.

沥青性能影响 篇9

改革开放以来沥青路面在国内大范围使用, 实践证明路面使用早期出现各种病害, 如开裂、泛油、松散、车辙等, 严重影响路面使用寿命和增加路面养护费用。本文从外部和内部两方面分析沥青路面路用性能影响因素, 外部因素主要包括交通荷载、环境状况、施工和养护水平等, 内部因素包括路面结构组合与厚度、结构强度、路面材料等[1]。

2 影响因素分析

2.1 路面交通量

行车荷载是影响沥青路用性能的主要影响因素之一, 行车荷载主要包括车辆载重和车辆振动引起的动荷载两个部分。随着经济的发展, 超载、重载行驶车辆增多, 路面在行车荷载的重复作用下, 整体的结构性能逐渐降低出现各种早期病害。通过分析沥青路面调查试验的结果发现, 同等条件下的路面, 沥青路面的路面性能和行车荷载成正比的关系。行车荷载越大, 路面破坏越严重。通过研究路面当量单轴荷载和沥青路面路用性能情况的关系, 可以通过已知路面荷载情况有效的控制路面结构设计。

2.2 温度和水

影响沥青路面路用性能的环境因素主要包括温度和降雨。由于各地区温度和降雨情况不尽相同, 因此各地区环境对路面的影响程度也各不相同。温度和降雨对路面的作用方式主要有两种, 一种是直接作用于路面材料上, 降低材料性能;另一种是通过荷载的方式作用于材料上, 降低路面性能。定量的研究环境和路用性能之间的关系有一定的难度, 因为环境的影响方式更具隐蔽性和间接性, 实际过程中, 要结合路面所处环境情况进行有效分析。处于同等交通量条件下的沥青路面结构, 不同地区其使用性能各不相同。通过分析不难发现, 不同环境条件下, 路面使用性能变化明显。因此, 在设计施工过程中环境因素是不可忽视的。

2.3 沥青面层质量

沥青面层的质量直接影响到路面的质量。车辆荷载和空气直接接触沥青面层, 使面层同时受到环境和荷载 (竖向荷载, 水平推力、冲击力) 的影响。标准轴载100KN作用下, 随着沥青面层厚度逐渐增加, 曲线逐渐由凹到凸, 即路面性能的衰减速度随着厚度的增加逐渐变缓, 并且变化存在于整个过程中。较厚的沥青路面面层能够有效的承载车辆荷载, 损坏相对较小, 能更好的保证路面平整度和行车的舒适性。

2.4 材料选用

沥青路面的原材料直接影响到路面的质量。材料的影响作用主要包括两个方面, 即材料本身质量的优劣以及材料间的配合。材料品种繁多, 性质各异均对研究材料对沥青路用性能的影响造成困难。如普通沥青材料和改性沥青材料在路用性能方面上的差异。在外部条件相同的情况下, 改性沥青材料具有明显的优势, 能将路面的使用寿命提高50%左右。

3 早期病害防护措施

3.1 沥青路面常见早期病害

3.1.1 裂缝

沥青路面裂缝包括横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和不规则裂缝四种。横向裂缝的主要形成原因为:面层沥青温缩;基层发射裂缝;外部荷载过大导致疲劳性破坏。纵向裂缝形成原因主要包括:分幅铺筑过程中产生的接缝;路基不均匀沉降导致纵向裂缝。不规则裂缝产生的原应为路基压实度不够。网状裂缝是由于路面设计不合理, 沥青面层老化等原因。

3.1.2 车辙

沥青路面在高温和行车荷载反复作用下, 导致劲度模量降低, 路面失去稳定性继而产生流动性变形即车辙。车辙分为:结构行车辙 (由于路面基层或路基变形导致) 、失稳型车辙 (高温和荷载反复作用导致) 、再压实型车辙 (沥青混合料内部空隙压实不做) 、水损害型车辙 (结构层内部进水导致沥青混合料粘结力降低) 。

3.1.3 路面材料松散

包括坑槽、麻面、脱皮、啃边等病害。坑槽主要是由于面层材料粘结力不足, 面层在雨水反复冲刷作用下, 出现露骨料等病害, 若不及时处理, 雨水进入结构层内部导致面层和基层脱落出现坑槽。麻面主要产生原因是细小嵌缝料散失;脱皮通常出现在纵坡较大的部位;啃边常出现在路肩和路面接缝处[2]。

3.2 防护措施

温缩导致的裂缝通常处理方法为:清理缝内杂物后均匀喷洒适量乳化沥青, 在乳化沥青上铺洒2-5mm干燥石屑或粗砂, 最后用轻型压路机碾压。地基沉降导致的横缝, 需将缝两侧50-80cm范围内的路面凿开, 凿开后, 首先填筑裂缝, 然后在上方加铺玻璃纤维土工格栅, 最后重新摊铺上面层。

车辙处理情况根据车辙深度进行处理。当深度h<15mm时, 可不进行处理;当15mm40mm, 需清除路面上面层和相邻结构层后新建路面。

对于路面松散的情况清除原路面全部面层及基层, 以沥青碎石回填做基层, 新建路面面层[3]。

4 结束语

沥青路面的路用性能除了受到设计、施工、养护和管理四个方面的影响外, 还受到外部环境和地质条件的影响。因此, 在实际建设过程中, 要从沥青路面使用性能的影响因素出发, 结合常见的沥青路面病害及其防护方法, 从根本上改善沥青路面的路用性能, 在路面使用年限内增强行车舒适性和安全性。

摘要：本文分析了沥青路面的使用性能影响因素, 总结出了沥青路面产生早期病害产生原因, 并针对这些因素提出了预防早期病害的措施和出现再去病害后的防护和处置措施, 通过采用本文提出的这些措施, 能够明显的控制沥青路面的早期病害, 从而增加沥青路面的使用寿命。

关键词：沥青路面,使用性能,防护

参考文献

[1]罗志强.不同因素对沥青路面使用性能的影响分析[J].广东工业大学学报, 2005, 22 (3) :109-112.

[2]武建.谈沥青路面常见的病害及其预防措施[J].中国科技信息, 2009, (17) :80-83.

沥青性能影响 篇10

关键词：密级配沥青路面,沥青混合料,沥青掺量,影响分析,最佳沥青掺量

由于沥青混合料组成材料存在不合理配比,导致在公路的运营过程中面临一些问题,如沥青路面过早出现路面车辙、早期水损害严重等现象[1],尤其在湿热地区,问题更为突出。因此,从路面材料沥青混合料组成设计的合理性和使用性能的试验研究等多方面入手,解决沥青路面的低温开裂、高温车辙等病害问题,提高沥青路面使用寿命和使用质量,具有十分重要意义[2]。针对目前普遍采用的重交通AC-13C型沥青混合料,在不同的沥青掺量(在相同的压实条件下,即空隙率)情况下分别进行了马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验[3],对沥青掺量这一沥青混合料性能主要影响因素[4]进行研究,得到了确定出某个最佳的沥青掺量的试验方法,使混合料既能满足高温稳定性能,又能满足低温抗裂及耐久性能的要求。

1 试验

1.1 原材料

沥青。重交AH-70石油沥青,实测25℃时的针入度为71(0.1 mm),15℃时延度>150 cm,软化点为46℃,符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》(以下简称《规范》)的要求。

粗集料。碎石最大粒径13.2 mm,洁净,干燥,无风化,无杂质,密度2.715 g/cm3,吸水率1.0%,压碎值16.1%,具有足够的强度和耐磨性,符合JTG E40—2005《公路工程集料试验规程》(以下简称《集料规程》)的要求。

细集料。人工砂最大粒径4.75 mm,洁净,干燥,无风化,无杂质,黏土含量≤3%,密度2.727 g/cm3,砂当量71%,与沥青具有良好黏结力,符合《集料规程》的要求。

矿粉。矿粉视密度2.672 g/cm3,含水率0.3%,0.075 mm筛孔通过率>76.1%,干燥,不含泥土杂质,符合《集料规程》的要求。

1.2 矿料级配

沥青混合料矿料级配采用AC-13C类型,矿料由粗集料、细集料和矿粉组成,符合《集料规程》矿料级配范围的要求。AC-13 C型沥青混合料一般用于城市道路和其他道路工程两层式沥青路面的上面层。

为了较好控制矿料级配,粗集料、细集料均筛分成单粒级,再按《集料规程》要求的级配范围合成矿料级配,见表1。

1.3 试验方案

选择沥青混合料级配类型为AC-13C型,矿料粒径为0.15～13.20 mm,矿粉为粒径<0.15 mm。根据《规范》推荐的沥青掺量范围为3.0%～7.0%。进行混合料配合比设计时,沥青掺量逐渐增加,使得沥青掺量依次为3.2%,4.0%,4.8%,5.6%和6.4%,分别配制成试件1组,2组,3组,4组,5组,根据JTJ052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(以下简称《沥青规程》)制作沥青混合料试样。试件双面各击实75次,制作成型并养护24 h后,进行物理力学性能指标的测定,来研究沥青掺量与沥青混合料性能、沥青路面性能之间的关系。试件密度用体积法测定,稳定度和流值用马歇尔试验仪测定,所有试验数据进行统计分析,结果见表2。

对每组试件分别进行马歇尔稳定度测定、车辙试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验,用来评价不同沥青含量对沥青路面路用性能影响。

2 结果与分析

2.1 沥青掺量对沥青混合料强度的影响

根据《沥青规程》对沥青混合料马歇尔稳定度测定的试验结果见图1和图2。

图1反映了沥青掺量与空隙率的对应关系,空隙率随沥青掺量的增加而降低,沥青掺量从3.2%升高到6.4%,则空隙率将会从10.3%降低到0.3%。图2给出了沥青掺量与马歇尔稳定度的对应关系,由图2可以看出,对于相同级配条件下,试样马歇尔稳定度随沥青掺量的增加呈现先上升后下降的凸型曲线,在沥青掺量为4.5%时稳定度达到最大值,超过4.5%后,马歇尔稳定度迅速下降。说明了沥青掺量对沥青混合料的稳定度影响较大。根据现有的理论[1],之所以有这种规律,其原因在于空隙率越大,混合料的实际有效厚度越小,其整体抗力越小,强度越低,而在相同的级配条件下,沥青掺量越高则空隙率越小。同时,从试验结果中发现,实验中所有沥青掺量得到的马歇尔稳定度均超出了《规范》中的设计值(8 k N),因此,在实际中使用马歇尔稳定度作为确定沥青掺量的控制指标还值得商榷。

2.2 沥青掺量对沥青混合料高温稳定性的影响

沥青路面在高温条件下或长时间承受荷载作用,沥青混合料会产生显著的变形,其中不能恢复的部分成为永久变形,即车辙。车辙的产生降低路面的使用性能,危及行车安全,缩短了沥青路面的使用寿命。

车辙试验是评价沥青混合料在规定条件下抵抗塑性流动变形能力的方法。根据T0719—1993《沥青及沥青混合料规程》要求,进行60℃的恒温、0.7 MPa的轮压下车辙试验,研究沥青掺量对沥青路面车辙(高温稳定性)的影响。动稳定度和车辙变形量随沥青掺量增大的变化关系曲线见图3、图4。

图3反映动稳定度随沥青掺量增大而减小,沥青掺量在4.0%～5.0%之间,动稳定度有一个稳定时期,且>1 200次/mm。图4反映车辙变形量随沥青掺量增加而增大,沥青掺量超过5.0%后60 min车辙变形量迅速增加,表明沥青含量不能超过该值。

从试验结果中发现,实际满足《规范》要求的沥青掺量范围相对较小,这说明在工程中确定最佳沥青掺量以及施工过程中控制沥青混合料质量时,动稳定度应当作为一个主要的控制指标。

2.3 沥青掺量对沥青混合料水稳定性的影响

混合料的水稳定性是决定沥青路面抗水损坏能力的根本因素,直接关系到路面的各种使用性能。根据T0729—2000《沥青及沥青混合料规程》要求,进行冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验来评价沥青掺量对混合料水稳定性的影响。图5为混合料试样24 h浸水后马歇尔试验的结果。

可以发现,除了沥青掺量为3.2%的这个点残留稳定度为79.16%外,其余均满足《规范》80%的要求。因此,现行《规范》将马歇尔稳定度作为沥青混合料中沥青掺量的控制指标,作者认为并不合理。同时,浸水马歇尔试验也并不能准确反映混合料的水稳定性。

图6给出了不同沥青掺量与冻融劈裂残留强度关系曲线。由图6可知,经过冻融后,沥青混合料的强度均显著下降,大部分试件已无法满足强度要求,经曲线拟合后发现,满足75%残留强度要求的沥青掺量区间仅在4.6%～6.4%之内,而该区间正是最佳沥青含量范围,因此,冻融劈裂残留强度可作为另一个控制指标。由于冻融对沥青混合料强度有较大影响,在寒冷地区,沥青混合料的冻融残留强度应该着重考虑。

3 结语

1)沥青掺量的变化对沥青路面路用性能产生显著影响,根据数学原理,必存在某个最佳沥青掺量,使得沥青混合料的各项性能均很好地满足各种路用需求。

设计中应该把混合料的抗车辙性能和冻融残留强度作为主要的控制指标。

2)对于密级配沥青混凝土路面,在工程实践中,马歇尔稳定度(包括浸水马歇尔稳定度)可不做考虑,或者仅作为参考指标。

3)相同级配条件下,沥青掺量对沥青混合料的高温稳定性及水稳定性有着重要影响。对于不同的温度地区、降水地区,进行沥青路面结构设计时,其控制指标侧重点应有所不同。

参考文献

[1]吴瑞麟,石力万,余海洋,等.影响沥青路面全厚度车辙关键因素的试验研究[J].武汉理工大学学报,2008,30(1):58-61.

[2]丛培良,余剑英,吴少鹏,等.影响沥青混凝土路面车辙因素分析[J].石油沥青,2007,21(4):48-53.

[3]孙立军.沥青路面结构行为理论[M].上海:同济大学出版社,2003.

沥青性能影响 篇11

【摘要】本文分析了乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面高温稳定性、低温稳定性、抗疲劳性、水稳定性、抗老化性能、防渗水性能以及表面性能的特殊性，表明乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面是一种使用品质优良的沥青路面。

【关键词】乳化沥青稀浆混合料；贯入式沥青路面；路用性能；特殊性

【Abstract】This paper analyzes the emulsified asphalt slurry mixture penetration asphalt pavement in high temperature stability， low temperature stability， fatigue resistance， water stability particularity， aging resistance， water seepage performance and surface properties， indicating emulsified asphalt slurry Mixture penetration asphalt pavement using a good quality asphalt pavement.

【Key words】Emulsified asphalt slurry mixture；Penetration asphalt pavement；Road performance；Particularity

1. 前言

（1）不论是何种沥青路面混合料，对其路用性能的基本要求都是：具有足够的高温稳定性，良好的低温抗裂性、耐久性、水稳定性、防渗水性能以及足够的抗滑能力。

（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构如图1所示，是不同于典型的沥青路面结构（悬浮密实型结构、骨架空隙型结构和骨架密实型结构）的新结构。

2. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面性能特点的分析

2.1 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面高温稳定性特点的分析。

乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面混合料中，最大碎石粒径与路面厚度一致，形成“顶天立地”的强大骨架结构，其抗剪强度远远超出实际需求，并且它不随温度的改变而改变，其极限是把最大粒径碎石压碎。因此，对于乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面混合料，不用检验高温稳定性。

2.2 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面低温稳定性特点的分析。

（1）沥青路面的开裂是各国普遍关心的问题，其危害在于能使道路产生功能性和结构性的破坏。沥青路面裂缝分三种：温度收缩裂缝、温度疲劳裂缝和反射裂缝，在道路使用过程中它们可能是交互作用。沥青路面裂缝，沥青结合料的性能起到特别重要的作用，其贡献率高达90%，而矿质材料对抵抗裂缝几乎是无能为力，其贡献率充其量只有10%。

（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的低温稳定性主要是由最大碎石之间的悬浮密实型混合料来保障的。

（3）沥青在乳化过程中，有些乳化剂对基质沥青的性能会造成损害，如延展度降低等，但这些损害很容易通过SBR胶乳改性得到恢复甚至是提高。

（4）对于乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面，洒布用沥青尽量选用软化点低、延展度大的热沥青；拌和用乳化沥青尽量选用蒸发残留物延展度大的SBR胶乳改性乳化沥青；洒布沥青客观上可以起到吸收应力的作用；微表处混合料的油石比一般在7%～9%之间，属于富油沥青混合料；乳化沥青稀浆混合往往使用水泥作添加剂，它能使沥青与矿料粘结更牢固。这些都有利于提高乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的低温稳定性，并且这些要求很容易达到，有的甚至是自身就具备的功能或作用。

（5）综上所述，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的低温稳定性很容易得到保证。

2.3 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面抗疲劳性能特点的分析。

（1）大交通量和重轴载对沥青路面的破坏日益严重，路面在行车荷载反复的作用下，长期处于应力应变交迭变化状态，导致沥青路面结构强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次数以后，路面内部产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。

（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的抗疲劳性能主要是由最大碎石之间的悬浮密实型混合料来保障的。

（3）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中的下列情况或特性有利于提高路面整体的抗疲劳性能：最大碎石是主要的荷载承受者和传递者，减小了最大碎石之间的悬浮密实型混合料的作用；可以选用延展度较大的沥青（包括SBR改性乳化沥青蒸发残留物），并且混合料中富含沥青；使用的洒布沥青可以使层间结合紧密；撒布碎石的间隙是开放性的，在行车轮胎的碾压揉搓下，间隙中的悬浮型沥青混合料会达到密实。

（4）综上所述，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的抗疲劳性能很容易达到优良。

2.4 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面水稳定性特点的分析。

（1）沥青路面混合料的水稳定性就是抗水损害能力，是指路面混合料在水存在的条件下，经受荷载和温度胀缩的反复作用，一方面水分逐渐浸入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥落，并导致集料之间的连接力丧失而使路面混合料整体力学强度降低的过程。因此，沥青与集料的黏附性和抗剥离性是沥青路面混合料水稳定性的重要保障。

（2）在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，撒布碎石的间隙是开放性的，间隙中的悬浮型沥青混合料在行车轮胎的碾压揉搓下很容易达到密实，防止水分浸入路面；由于使用沥青富裕并且延展度大，再加上悬浮密实型沥青混合料的承载作用较小，使乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的低温稳定性和抗疲劳性能得到提高，裂缝不出或少出可以防止或减少水分浸入路面；乳化沥青稀浆混合料往往用消石灰或水泥作添加剂，有的甚至直接用水泥代替矿粉，消石灰和水泥都能提高沥青和集料的黏附性和抗剥离性。这些是乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面混合料水稳定性的充分保障。

2.5 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面抗老化性能特点的分析。

（1）沥青路面的抗老化性能主要是沥青的抗老化性能决定的，沥青的老化主要分两个阶段，一是施工阶段，二是使用阶段（使用环境的客观条件不可控，此不赘述）。施工阶段主要是施工温度较高，虽然时间短但老化程度高。

（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面施工的常温化程度高，因此，其抗老化性能相对要好。

2.6 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面防渗水性能特点的分析。

在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，撒布碎石的间隙是开放性的，间隙中的悬浮型沥青混合料在行车轮胎的碾压揉搓下很容易达到密实，防止水分浸入路面；另外，由于使用沥青富裕并且延展度大，再加上悬浮密实型沥青混合料的承载作用较小，使乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的低温稳定性和抗疲劳性能得到提高，裂缝不出或少出可以防止或减少水分浸入路面。

2.7 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面表面性能特点的分析。

乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面表面性能的特点如下：路面构造深度较大，可以选用较硬碎石，抗滑性能很易得到保证；高温稳定性很好，能够长期保证路面的平整度；构造深度大，吸音效果好；路表面粗糙，反光少。

3. 结束语

（1）传统的的沥青路面不但要解决高温稳定性，而且要解决低温稳定性，这叫两头堵，很难；乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的高温稳定性很好，重点是要考虑低温稳定性，这叫一头把，容易多了；

（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面特别优良的骨架结构致使它的低温稳定性、抗疲劳性、水稳定性、抗老化性、防渗水性很容易得到保证或提高；

（3）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面表面性能良好。

参考文献

[1] 交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南.北京：人民交通出版社，2006.

[2] 黄晓明，等.沥青路面设计.北京：人民交通出版社，2002.

[3] 虎增富，等.乳化沥青及稀浆封层技术.北京：人民交通出版社，2001.

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[5] 陈拴发，等.沥青混合料设计与施工.北京：化学工业出版社，2006.

[6] 彭波，等.沥青混合料材料组成与特性.北京：人民交通出版社，2007.

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[8] 中交第一公路工程局有限公司.公路工程施工工艺标准[M]. 北京：人民交通出版社，2007.

[9] JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

[10] JTG H10-2009.公路养护技术规范[S].

[11] ISSA Technical Bulletin No.100-147.

[12] ISSA Design Technical Bulletins A105，A143.

[基金项目]河南省交通运输厅科技计划项目（2015J03）。

[文章编号]1619-2737（2016）03-14-130

沥青性能影响 篇12

本文结合几种不同级配沥青混合料进行高温稳定性试验并作了对比分析, 发现影响沥青混合料高温性能的几个关键性因素很有实际意义, 对预估沥青混合料的高温稳定性能有一定价值。

1 原材料

1.1 沥青

本试验选取A类SBS改性沥青, 各种技术指标均满足规范要求, SBS改性沥青的等级为PG70-22。

1.2 矿料

试验用粗集料采用辽阳小屯石灰岩, 细集料采用辽阳小屯石灰岩机制砂, 填料为辽阳小屯石灰岩质矿粉, 技术指标均满足现行规范要求。

1.3 级配设计

本试验级配采用马歇尔试验方法设计, 选用AC10、AC-13、AC-16 和AC-20四种级配类型, 根据马歇尔试验结果确定SBS改性沥青最佳油石比分别为4.9%、4.8%、4.6%和4.5%。级配曲线如图1～图4。

2 试验结果分析

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0719-1993的试验方法得到动稳定度对比结果。影响沥青混合料高温稳定性的因素包括内在因素和外在因素两个方面。

2.1 内在因素影响

2.1.1 原材料

(1) 沥青胶结料

沥青混合料的高温稳定性主要取决于沥青胶结料的粘度及其感温性。粘度越大感温性越好的沥青, 其高温性能就越好。所以一般改性沥青要远好于基质沥青, 这从施工技术规范对沥青混合料的车辙试验动稳定度技术要求也可以看出, 因此本研究省略了此处试验。

(2) 集料

集料的尺寸、形状及表面构造对沥青混合料的高温性能起着重要的作用。矿料颗粒形状及其粗糙度, 在很大程度上将决定混合料压实后颗粒间相互位置的特性和颗粒接触有效面积的大小。一般具有显著的面和棱角, 各方向尺寸相差不大, 近似正立方体, 具有明显细微凸出的粗糙表面的矿质集料, 在碾压后相互嵌挤而具有很大的内摩擦角, 这种矿料所组成的沥青混合料比圆形而表面光滑的颗粒具有更高的抗剪强度。使用石灰岩碎石可以提高沥青混凝土的温度稳定性和高温下的抗变形能力。使用粗大、均匀颗粒的矿料配制的沥青混合料具有较大的内摩擦角。相同粒径组成的集料, 卵石的内摩擦角比碎石的小。

2.1.2 粉胶比

对不同粉胶比的沥青混合料进行高温车辙试验, 试验结果如图5。

如图5所示:随着粉胶比的增大, 沥青混合料高温稳定性能越来越好, 当粉胶比大于1.2的时候开始有减小的趋势, 说明并不是粉胶比越大越好, 而是应当有一定的范围限制, 这与规范提出的最佳粉胶比范围在0.8～1.2之间相对应。

2.1.3 沥青用量

以AC16级配为例, 采用不同的油石比进行动稳定度试验, 试验结果如图6所示。在固定质量的矿料条件下, 沥青和矿料的比例是影响沥青混合料抗剪强度的重要因素。

从图6能够明显看出, 随着油石比的增加, 动稳定度增加, 但是增加到一定程度又呈减小的趋势。

由此说明, 在沥青用量很小时, 不足以形成结构沥青的薄膜来粘结矿料颗粒, 随着沥青用量的增加, 结构沥青逐渐形成, 沥青包裹在矿料表面, 使沥青与矿料间的粘附力随着沥青用量的增加而增加。当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附矿粉颗粒表面时, 这时的沥青混合料具有最大的粘聚力。如果沥青用量继续增加, 逐渐将矿料颗粒推开, 在颗粒间形成未与矿粉交互作用的“自由沥青”, 则沥青的粘聚力随着自由沥青的增加而降低。当沥青用量达到一定量时, 沥青混合料的抗剪强度几乎不变, 自由沥青起着润滑剂的作用, 降低了粗集料的相互密排作用, 降低了沥青混合料的内摩擦角。如果沥青含量过多时, 内摩擦角可降低到采用不同矿料也不会产生任何区别的程度。

所以, 我们在进行沥青混合料配合比设计时, 必须找到最佳油石比。

2.1.4 级配类型

本试验并未讨论有关连续型密级配、连续型开级配、间断型密级配沥青混合料的高温稳定性能的区别, 因为篇幅有限, 仅考虑了AC-10、AC-13、AC-16 、AC-20四种不同类型级配之间的区别。如图5所示, 同一试验条件下高温稳定性由小到大的排列次序为AC-10、AC-13、AC-16 、AC-20, 证明随着集料粒径增大, 沥青混合料抵抗高温变形的能力也随之增强。

2.2 外在因素的影响

外部因素主要包括环境温度和加载条件因素。

2.2.1 温度

沥青路面的车辙主要发生在夏季高温沥青混合料强度最低的季节。沥青的粘度随着温度的升高而降低, 本试验采用20℃、40℃、50℃和60℃不同温度对室内车辙试件进行动稳定度试验, 结果如图7所示。

图7的试验数据表明, 随着温度的增加, 沥青混合料抵抗车辙变形的能力减弱, 60℃时的车辙深度约为50℃时的两倍, 为40℃时的三倍, 而20℃时车辙深度已不明显。这说明沥青混合料是一种热塑性材料, 它的抗剪强度随着温度的升高而降低。粘聚力随着温度升高而显著降低, 内摩擦角受温度变化的影响较小。

2.2.2 加载条件

许多资料显示, 随着轮压的增大, 车辙会成比例的增大, 而且影响深度也相应增大 (剪应力的峰值下降) ;随着荷载作用次数的增多, 轮辙不断增大, 初期增长幅度较大, 以后逐渐趋于稳定。

加载速率对车辙的形成具有显著的影响, 车速越慢, 对于同一点的荷载作用时间就越长, 对于处于粘弹性状态的沥青混合料的蠕变变形也就越大。因此, 上下坡路段 (因减速或制动) 的车辙往往要比平缓路段严重的多。

因此, 对于重车较多、坡度较陡的路段, 沥青混合料要进行特殊设计。

3 结论

由内因来看, 影响沥青混合料高温稳定性能的因素主要有原材料、粉胶比、沥青用量和级配类型;由外因来看, 影响沥青混合料高温稳定性能的因素主要有温度和加载条件。

因此在实际工程中, 应具体情况具体分析, 研究确定影响沥青混合料高温性能的直接原因, 有针对性地采取预防措施, 确保沥青路面的服务质量。

摘要：针对AC10、AC-13、AC-16和AC-20四种级配类型的沥青混合料进行了高温稳定性能研究, 从混合料的原材料、粉胶比、沥青用量、级配组成等几个方面简要的对沥青路面高温稳定性能的影响进行了简要分析, 得到影响沥青混合料高温性能的几个关键性因素, 对预估沥青混合料的高温稳定性能有一定价值。

关键词：沥青混合料,粉胶比,级配组成,高温稳定性

参考文献

[1]JTJ 052-2000, 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[2]JTG F40-2004, 公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]JTG E42-2005, 公路工程集料试验规程[S].

[4]沈金安.沥青及沥青混合料的路用性能[M].北京:人民交通出版社, 2001.5.