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沥青混合料高温性能试验方法研究摘要：沥青混凝土路面在高温环境受载时极易出现车辙、推挤、波浪、拥包等病害。
现阶段，沥青高温性能的试验方法主要有：单轴高温蠕变试验，车辙试验和最大旋转压实次数下的残余空隙率。
由于车辙试验过程中，沥青混合料试件上轮辙的产生与实际情况十分相似，其动稳定度和实际路面的车辙相关性好，因此国内大多采用车辙试验评价沥青混合料的高温稳定性。
并且较为常见，施工单位有条件采用，因此我国大多采用的是车辙试验。
关键词：沥青混合料；高温性能；试验方法引言沥青路面随着交通量的增长，超载和高速行驶现象逐渐增多，同时温室效应愈加严重，使得路表的变形累积加深最终成为车辙，车辙通常是由于混合料高温性能不足引起的。
它不仅影响了路面的平整度和舒适度，而且在车辙现象发生的同时，也会带来其他的路面问题。
车辙严重的影响了路面的使用寿命和服务质量。
所以沥青路面是否能够使用，其高温抗车辙性能是关键。
1高温稳定性能评价评价一个新型的沥青材料是否满足高温稳定性，关键在于沥青混合料高温性能的指标是否满足要求。
由于沥青中加入了粉，它的成分和功能都发生了变化，根据国内外研究的成果，它的高温性能评价从常规指标和SHRP高温性能指标两个方面考虑。
（1）常规指标是静态指标：沥青高温稳定性能的指标是针入度，软化点和粘度三类。
一般情况下，沥青的软化点越高，其60OC的粘度越大，沥青高温性能越好，所以沥青通常采用60OC的粘度为指标。
（2）SHRP高温性能指标：美国SHRP认为常规的指标只是静态的，它与现实的路用性能差别较大，只能得出经验性的结构，因此SHRP提出采用动态剪切流变仪，对原样沥青和RTFOT后残留沥青试验分别进行两次动态剪切试验，得到了SHRP分级标准。
2研究现状目前，国内外针对沥青高温性能主要采用软化点、动力黏度以及车辙因子G*/sinδ来进行评价｡软化点､动力黏度作为一种经验性指标,与实际路面的车辙深度相关性很差,而车辙因子G*/sinδ用于评价基质沥青高温稳定性能时,与基质沥青混合料抗车辙能力相关性良好,能够正确反映基质沥青的高温性能;但用于改性沥青高温性能评价时,由于DSR试验采用不间断的动态正弦交变荷载,忽略沥青延迟弹性的影响,而改性沥青变形响应中延迟弹性部分所占比重极大,所以车辙因子对改性沥青高温性能评价的适用性也引起了讨论｡NCHRP9-10的研究也证明了这一点,重复剪切试验(RSCH)测得的混合料永久变形速率与车辙因子的相关系数仅为R2=0.23｡正因为如此,道路研究人员提出了一些新的试验方法与评价指标｡MSCR试验中采用的0.1和3.2kPa的应力组合,不仅可以反映出沥青结合料在线黏弹范围内的响应,也可以反映出沥青结合料在非线黏弹范围内的响应,同时蠕变1s,卸载9s的加载方式也充分考虑到了改性沥青良好的延迟弹性,Jnr已被证明与实际路面车辙深度具有良好的相关性;欧盟则关注于沥青结合料的零剪切黏度(ZSV),沥青结合料是一种典型伪塑性流体，其黏度随剪切速率的增大而减小，但研究发现，沥青结合料在剪切速率极小或极大的情况下，其黏度趋于一个稳定的常数，独立于剪切速率，而这两个不随剪切速率变化的黏度就被称为零剪切黏度和无穷剪切黏度。
橡胶沥青混合料高温稳定性能提高措施研究近年来，随着经济和科技的发展，高温下的橡胶沥青混合料在工业生产中的应用变得越来越重要，其高温稳定性已经成为影响应用效果的关键因素。
为了提高橡胶沥青混合料高温稳定性，科学家们研究了多种添加剂和技术处理方法，以期达到有效改善橡胶沥青混合料的高温稳定性能。
一般来说，橡胶沥青混合料的高温稳定性可以通过添加合适的添加剂来改善。
一些研究工作表明，添加适量的热延迟剂、矿物油或碳酸酯类添加剂可以显著提高橡胶沥青混合料的高温稳定性，从而提高使用性能和耐久性。
此外，橡胶沥青混合料中的颗粒和夹杂物也会影响其高温稳定性，因此，对其进行有效的洗涤和筛选是改善橡胶沥青混合料高温稳定性的重要措施。
另外，改善橡胶沥青混合料的高温稳定性还可以通过改变其制备工艺来实现。
比如，在制备混合料的过程中，可以采用碳酸酯添加法，通过加入不同比例的碳酸酯来控制颗粒尺寸，从而达到提高橡胶沥青混合料的热稳定性。
此外，也可以尝试采用高温熔融处理技术，以促使橡胶沥青混合料中的大分子高分子分子改性，从而提高橡胶沥青混合料的高温稳定性。
此外，还可以通过改变混合料的组成和制备工艺，以改善橡胶沥青混合料的高温稳定性。
例如，采用多组分橡胶沥青混合料，通过添加不同的热延迟剂、矿物油或改性剂，可以调节混合料的分子量和分子构型，从而提高混合料的高温稳定性。
此外，还可以通过改变混合料的混炼温度、混炼时间和混合方法，达到改善橡胶沥青混合料高温稳定性的作用。
综上所述，改善橡胶沥青混合料高温稳定性可以采取多种措施，添加剂是改善橡胶沥青混合料的常用方法，也可以通过改变其制备工艺和组成成分来改善橡胶沥青混合料的高温稳定性。
只有在系统研究和综合运用多种技术手段的前提下，才能有效提高橡胶沥青混合料的高温稳定性，从而推动橡胶沥青混合料在各种应用领域中的发展。
总之，橡胶沥青混合料的高温稳定性是影响其应用效果的关键因素，改善这一性能可以采取多种措施，如添加热延迟剂和矿物油、改变混合料的组成和制备工艺等，以达到提高橡胶沥青混合料的高温稳定性能。
高温多雨潮湿地区沥青混合料级配优化设计及技术性能研究的开题报告一、研究背景及意义在高温多雨潮湿的气候条件下，沥青混合料的性能特点和技术难点与其他类型的区域有所不同。
当前，国内外已有大量的关于沥青混合料的研究成果，但多数研究都是在温度较低、降雨量少的气候背景下进行的，不能完全适用于高温多雨潮湿地区。
针对高温多雨潮湿地区，如何优化沥青混合料的级配设计以及提高其技术性能，具有重要的实际应用价值和理论意义。
因此，研究高温多雨潮湿地区沥青混合料级配优化设计及技术性能，对推动交通建设及相关领域的发展具有重要意义。
二、研究内容及技术路线1. 分析高温多雨潮湿地区的气候背景及其对沥青混合料的影响。
2. 综合国内外研究成果，制定高温多雨潮湿地区的沥青混合料级配设计原则。
3. 选取高温多雨潮湿地区代表性路段进行野外调查，测量路面损坏情况及沥青混合料的性能指标。
4. 基于已有数据和试验结果，对选择的沥青混合料进行级配优化设计，并评估其技术性能。
5. 验证沥青混合料设计方案的可行性及实用性，探索实现可持续发展的沥青混合料生产和使用方式。
技术路线：气候环境分析→研究综述和原则→野外调查和数据分析→沥青混合料级配优化设计→试验评估和验证三、预期成果及创新点1. 建立适用于高温多雨潮湿地区的沥青混合料级配设计原则。
2. 提出针对高温多雨潮湿地区的沥青混合料生产和使用方式，以实现可持续发展。
3. 对高温多雨潮湿地区沥青混合料的性能指标进行深入研究，为该地区的道路建设提供技术支持。
创新点：1. 针对该气候背景下的沥青混合料性能特点和技术难点，研究出适用于高温多雨潮湿地区的沥青混合料级配设计原则。
2. 探索实现可持续发展的沥青混合料生产和使用方式。
沥青三大指标实验沥青是常见的路面材料之一，其性能指标对于道路的耐久性和使用寿命具有重要影响。
常用的沥青三大指标实验包括黏度、软化点和针入度实验。
一、黏度实验黏度是沥青流动性的衡量指标，是指沥青在一定温度下的粘度大小。
黏度实验通常采用旋转黏度计进行测定。
实验步骤如下：1.准备一定数量的待测沥青，放入黏度计的毛细管中。
2.将黏度计放置在恒温水浴中，提前进行温度稳定。
3.启动黏度计，记录沥青通过毛细管的时间。
4.根据黏度计的刻度以及通过毛细管的时间，计算出沥青的黏度数值。
黏度实验的结果可用于判断沥青的粘结性、流动性以及加热和成型的适宜温度范围。
二、软化点实验沥青的软化点指的是沥青在一定温度下开始软化的温度。
软化点实验常用的仪器是软化点仪。
实验步骤如下：1.准备一定数量的待测沥青，在软化点仪的容器中加热。
2.设置仪器的加热速率和起始温度。
3.启动软化点仪，记录沥青开始软化的温度。
软化点的实验结果可以用于判断沥青的熔点范围，即沥青固化和软化的温度范围。
三、针入度实验针入度是指在一定温度下，针头垂直刺入沥青的深度。
针入度实验主要用于评价沥青的厚度和粘度。
实验步骤如下：1.准备一定数量的待测沥青，将其放置在粘度杯中。
2.将粘度杯放入沥青仪中，以事先设置好的温度加热。
3.当沥青温度达到指定温度时，慢慢将针入度仪的针头均匀刺入沥青中。
4.记录针头下降到设定深度的时间，得出针入度值。
针入度实验的结果可以用于评价沥青的硬度和粘度，从而根据不同环境温度选择适宜的沥青材料。
总结起来，黏度、软化点和针入度是评价沥青性能的重要指标。
黏度实验可用于评价沥青的流动性和粘着性，软化点实验可以判断沥青的熔点范围，针入度实验则用于评估沥青的厚度和粘度。
这三个指标的实验结果有助于选择合适的沥青材料，以提高道路的耐久性和使用寿命。
沥青标准粘度试验一、引言。
沥青是道路施工中常用的材料，其质量直接影响着道路的使用寿命和安全性能。
而沥青的粘度是衡量其流动性和适应性的重要指标，通过粘度试验可以评估沥青的质量和性能。
因此，进行沥青标准粘度试验对于保障道路施工质量具有重要意义。
二、试验目的。
本试验旨在通过测定沥青的粘度，评估其流动性和适应性，为道路施工提供质量保障。
三、试验原理。
沥青标准粘度试验采用旋转粘度计进行，通过测定在一定温度下沥青的粘度值来评估其性能。
试验中，将待测沥青样品置于旋转粘度计的容器中，以一定的转速旋转样品，通过测定转子所受阻力来计算沥青的粘度值。
四、试验仪器和设备。
1. 旋转粘度计。
2. 恒温水浴锅。
3. 试验沥青样品。
4. 温度计。
5. 计时器。
五、试验步骤。
1. 将旋转粘度计放置在恒温水浴锅中，待温度稳定后记录温度值。
2. 取适量沥青样品置于旋转粘度计的容器中。
3. 将容器放置在旋转粘度计上，设定转速并开始计时。
4. 在规定时间内，测定转子所受阻力的数值。
5. 根据所测得的数值和试验温度，计算出沥青的粘度值。
六、数据记录与分析。
根据试验得到的数据，绘制沥青粘度与温度的关系曲线，分析不同温度下沥青的粘度变化规律。
七、试验结果与讨论。
根据试验结果，对沥青的粘度进行评价，分析其对道路施工的影响，并提出相应的建议和改进措施。
八、结论。
通过沥青标准粘度试验，得出沥青在不同温度下的粘度值，评估其流动性和适应性，为道路施工提供了重要的参考依据。
九、注意事项。
1. 在试验过程中，严格控制温度和转速的稳定性，保证试验数据的准确性。
2. 每次试验前，需对试验仪器和设备进行检查和校准，确保其正常运行。
3. 对试验沥青样品的选取和保存要求严格，避免外界因素对试验结果的影响。
十、参考文献。
1. 《道路工程沥青及沥青混凝土试验方法》。
2. 《沥青标准粘度试验操作规程》。
十一、致谢。
感谢参与本试验的工作人员和相关专家对本试验的指导和支持。
第27卷 第6期2010年6月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentVol .27 No .6 Jun .2010文章编号:1002 0268(2010)06 0034 06收稿日期:2009 08 10基金项目:广东省交通厅科技项目(200712)作者简介:张泽鹏(1974-),男,湖北仙桃人,高级工程师,研究方向为道路桥梁工程及工程管理.(z135********@ )高温多雨地区橡胶沥青粘度技术指标的试验研究张泽鹏1,王 钊2(1.广东交通实业投资公司,广东 广州 514500;2.广东华美加工程顾问有限公司,广东 广州 510627)摘要:根据国外橡胶沥青粘度技术评价指标,对目前国内常见的3种粘度技术指标进行分析研究,采用常规粘度试验,找出在170～190℃试验范围内橡胶沥青粘度指标与试验温度的关系式,确定国内3种橡胶沥青粘度技术指标的共同范围。
结合高温多雨地区沥青混合料路用性能的要求,采用粘度处于共同范围内、外的橡胶沥青制备橡胶沥青混合料,分别对其马歇尔体积指标、高温稳定性能及水稳定性能进行分析评价,最终初步确定出适合高温多雨地区的橡胶沥青粘度技术标准。
研究结果表明,这3种橡胶沥青在170～190℃范围内其粘度指标随温度变化的趋势基本相同,且由其制成的橡胶沥青混合料的水稳定性能随着粘度的增大而增大,而高温稳定性能则随粘度增大到一定程度后降低。
关键词:道路工程;橡胶沥青;粘度标准;高温多雨地区中图分类号:U416.218 文献标识码:AExperimental Study of Viscosity Technical Spe cification of Rubber Asphalt inH igh Temperature and R ainy Re gionsZHANG Zepeng 1WANG Zhao 2(1.Guangdong Communications Investment Corporation ,Guan gzhou Guangdong 514500,China ;2.Guan gdong CAC Engineering Consultants Co .,Ltd .,Guangzhou Guangdong 510627,China )Abstract :Three kinds of commonly used domestic viscosity indexes was analysed according to the foreign assessment method of viscosity indexes of rubber asphalt .The relations of viscosity index with temperatur es from 170℃to 190℃were found out by conventional visc osity test to deter mine the common range of viscosity indexes of three kinds of domestic rubber asphalt .Based on the pavement performance requirements for asphalt mixture in thehigh temperature and rainy regions ,the applicable technical criterion of rubber asphalt was preliminarily deter mined ,considering the factors such as Marshall volume ,high temperature and water stabilities of the test samples whose viscosities ar e inside or outside the same limits .It indicates that (1)the variation tendencies of viscosity index with temperature for the there kinds of test sample are same basically ,(2)the water stabilities of the corresponding asphalt mixtures increase with the viscosity growth ,but their stabilities in high temperatures descend as the viscosity gr owth to a certain degree .Key words :road engineering ;rubber asphalt ;viscosity criterion ;high temperature and rainy region 0 引言随着我国经济的飞速发展,汽车拥有量逐年提高,随之带来废旧轮胎堆积成灾,黑色污染逐渐严重的问题。
将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生处理方法,而橡胶粉对原有基质沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能、温度敏感性以及弹性性能具有明显的提高作用,因此利用橡胶粉制成橡胶沥青是国际上公路行业处理废旧轮胎的重要途径之一[1]。
国际上早期的橡胶沥青技术标准主要是以针入度标准进行分级,在普通沥青指标的基础上提出来的,如1992年FHW A标准[2]和1997年ASTM标准[3]。
但随着橡胶沥青制作工艺发展及应用的日益广泛,不同国家和地区根据各自的气候条件、使用范围及橡胶沥青的加工特性对橡胶沥青的技术标准进行了细化,通过对国际上橡胶沥青技术指标进行汇总[4-11],国际上橡胶沥青的技术指标主要包括针入度、软化点、弹性恢复和粘度,其中,粘度为橡胶沥青的最核心的指标之一。
橡胶沥青的粘度指标不仅仅是施工和易性的控制指标,而且是沥青品质好坏的指标[12]。
鉴于我国交通运输部还未制定关于橡胶沥青的规范,国内橡胶粘度标准主要是参考国际上不同国家和地区制定的标准,并结合国内标准制定者的使用范围及特点,制定出了不同的橡胶沥青粘度标准。
目前我国橡胶沥青的粘度标准主要有:交通部科学研究院提出的180℃旋转粘度,指标为1.0～4.0Pa·s;江苏省科学研究院提出的177℃旋转粘度,指标为1.5～4.0 Pa·s;广州大学土木工程学院提出的190℃旋转粘度,指标为1.5～4.0Pa·s。
从上述粘度指标可知,国内橡胶沥青粘度指标基本为旋转粘度1.0～4.0Pa·s,其主要区别为试验温度不同。
由于沥青温度越高,沥青的粘度指标越低,因此,虽然上述粘度指标基本相同,但橡胶沥青的实际品质却有一定的差别。
当粘度过低时,橡胶沥青的品质可能无法满足沥青路面的路用性能;当粘度过高时,又可能会对施工的和易性造成消极的影响。
同时,由于广东属于高温多雨地区,对沥青混合料的高温稳定性及粘附性要求较高,而沥青的粘度指标与沥青混合料的动稳定度及黏附性具有良好的相关关系[13],因此,选择适合高温多雨地区的橡胶沥青粘度标准,对提高广东省橡胶沥青路面的施工质量及路用性能具有重要的作用。
1 试验原材料及橡胶沥青制备1.1 沥青试验用基质沥青为泰国产泰普克70#,其基本技术指标如表1所示。
1.2 橡胶粉表1 泰普克70#基质沥青基本技术指标Tab.1 Technicalindexes of Bitumen TPI AH70项目试验结果针入度(25℃,100g,5s)/(0.1mm)69.6针入度指数P.I-1.4基本技术指标延度(5cm·min-1,15℃)/cm>100软化点/℃47.9动力粘度(60℃)/(Pa·s)205.7旋转薄膜加热试验(163℃,5h)质量损失/%-0.14残留针入度比/%67.6残留延度(5cm·min-1,10℃)/cm13试验与工程实际相一致,不采用单一粒径,而采用具有一定级配范围的橡胶粉,这样橡胶粉容易与沥青结合,施工稳定性较好。
橡胶粉的技术标准及级配范围要求,如表2、表3所示。
表2 橡胶粉技术指标Tab.2 Technical indexes of rubber pow der检测项目试验结果相对密度/(g·c m-3)1.13水分/%0.64金属含量/%0.01纤维含量/%0.14灰分含量/%6.8表3 橡胶粉级配范围Tab.3 Gradation range of rubber powder 筛孔尺寸/mm2.001.180.60.30.075通过率/%10065～10020～1000～450～5 1.3 橡胶沥青制备将基质沥青在烘箱中加热至150℃左右,然后向橡胶沥青搅拌器中加入一定质量的基质沥青,并进行加热。
当基质沥青温度达到170～180℃,将按比例称好重量的橡胶粉缓缓倒入基质沥青中,并开动橡胶沥青搅拌器高速进行搅拌,在5min之内使橡胶粉与基质沥青搅拌均匀[14]。
升高橡胶沥青搅拌器温度至180～200℃,并使搅拌器以500rad/min的转速对橡胶粉和基质沥青进行连续搅拌,使它们的反应溶胀为80min[15]后,即制成橡胶沥青,并立即使用。
2 试验方案制备3份橡胶沥青,分别满足上述177、180℃及190℃3种旋转粘度指标,且为使橡胶沥青具有可比性,制备的橡胶沥青其余指标需满足表4的要求。
表4 橡胶沥青技术标准Ta b.4 Technical criterion of rubber asphalt检测项目技术指标软化点(环球法)/℃>52针入度(25℃,100g,5s)/(0.1mm)40～8035第6期 张泽鹏,等:高温多雨地区橡胶沥青粘度技术指标的试验研究 采用布氏旋转粘度仪,分别对满足不同温度粘度指标的橡胶沥青进行170、177、180、190℃粘度试验,确定橡胶沥青粘度指标与温度的关系式。
根据关系式,找出粘度指标在3种标准下的共同范围,并采用粘度处于共同范围内、外的橡胶沥青制备橡胶沥青混合料,分别对其马歇尔体积指标、高温稳定性能及水稳定性能进行分析评价,最终初步确定出适合高温多雨地区的橡胶沥青粘度技术标准。
3 试验结果分析评价3.1 粘度与温度的关系3份橡胶沥青不同温度下粘度试验结果如表5所示。
表5 不同温度的粘度试验结果Tab .5 Test result of viscosities at different temperatures橡胶沥青类型粘度/(Pa ·s )170℃177℃180℃190℃12.7852.0141.8911.14223.5092.8692.7531.84234.1263.6943.2332.566 注:类型1表示满足江苏省科研所提出的粘度要求;类型2表示满足交通部科研所提出的粘度要求;类型3表示满足广州大学提出的粘度要求。
