特立尼达湖沥青(TLA)与桥面铺装
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TLA天然湖沥青的成分特性:
TLA天然湖沥青其物质及化学成分非常稳定,自一百多年前进行首次质量测试至今, 测试结果历久不变。
TLA沥青中的地质沥青含量为53%~55% ,矿物质含量为35%~37% (矿物质主要成分是石英和黏土矿物质组成。
矿物质非常精细,其中90% 的颗粒直径小于0.075mm筛孔,约44%的颗粒直径小于0.01mm),有机质和一些挥发物质合成的水含量为9%~10%,TLA湖沥青中的沥青质含量比普通沥青高6~10倍,其相对密度为1.05~1.08g/cm3,25 ℃针入度为110,软化点为65℃。
其化学构成为碳82.3%、氢10.7%、硫6.2%、氮0.8%。
氮含量也很高,蜡含量极低,几乎不含腊成分,TLA沥青非常坚硬,针入度很小,一般在3(011mm)左右,即使加热也无法直接与矿物料拌合均匀,通常都是与普通石油沥青掺配使用。
改善沥青路面的路用性能、提高道路工程建设的质量。
目前,使用特立尼达湖沥青的国家及地区已达到三十多个,已被一些发达国家如美国、英国、德国等广泛应用于高速公路、机场跑道、钢桥面铺装、市政建设、隧道中等国家重点工程上。
TLA的组成及其改性沥青的特性与施工技术土木工程论文TLA的组成及其改性沥青的特性与施工技术土木工程论文特立尼达湖沥青(TLA)是一种天然沥青,产自特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。
沥青湖面积约47公顷,深度约90米,估计TLA储藏量达1200万吨。
这种天然沥青具有热稳定性好、软化点高、耐油、耐酸碱、抗氧化能力强等优点。
TLA中的物质及化学成分非常稳定,TLA 的组成有约54%的地沥青和36%的矿物质及10%的其他有用物质,矿物质非常细小,90%小于0.075毫米,44%小于0.01毫米,精制TLA产品非常坚硬(针入度小于4,软化点93~96摄氏度),性能稳定,从而使湖沥青具有独特的特点和使用性能。
1880年,美国华盛顿特区的几个城市街道路面工程中使用了TLA,后来逐步应用在高速公路、桥面铺装、飞机场等工程中。
TLA 的应用,提高了路面的使用寿命,降低了路面维修养护费用。
目前TLA已经在国际上广泛使用,其应用国家及地区已经超过30多个。
在我国TLA的应用始于1999年江阴长江大桥桥面铺装,此后TLA开始在我国大规模推广使用,先后在首都国际机场、北京二环、北京三环、佛山一环、上海虹桥机场、钱塘江大桥、珠海琪澳大桥、重庆嘉陵江大桥、武汉绕城高速公路、沧黄高速公路等60多个重点工程上使用,都取得了较好的应用效果。
研究说明,TLA改性沥青的特性主要表现在以下5各方面:(1)TLA与石油沥青间有极好的相容性TLA物理和化学特性与石油沥青完全一致,因此TLA与石油沥青具有极好的相容性,其改性沥青只要在170℃左右的温度下将TLA和石油沥青搅拌均匀即可,当出现灰分沉淀离析时,重新搅拌即可使其均匀化。
这使得TLA改性沥青的加工工艺比SBS等聚合物改性沥青简单,不像SBS 等改性沥青那样出现改性剂结团的现象。
(2)高温稳定性好和抗变形能力强由于TLA是在高温条件下,历经亿万年充分氧化形成的,聚合度高,不含蜡,其中灰分呈珊瑚状,高温条件下能将沥青轻组份吸入细孔中。
TLA湖沥青改性沥青在高速公路路面施工工艺研究摘要:随着近年来湖沥青改性沥青在工程上的广泛应用,关于湖沥青改性沥青的研究越来越多,本文重点介绍了湖沥青改性沥青在施工工艺上面的一些研究,以期对运用湖沥青改性沥青工程施工提供参考。
关键词:湖沥青改性沥青施工工艺质量控制温度控制一、TLA湖沥青及其改性沥青特点特立尼达湖沥青是一种天然形成的物质,它本身是沥青而不是合成添加剂,其物理和化学特性与常规沥青完全一致,因此它作为一种沥青改性剂掺加到石油沥青中,两者具有良好的混融性,混合后的沥青在使用性能方面得到了改善。
改性沥青时只需在一定的温度下直接投入拌缸搅拌即可,大大简化了工艺,降低了投资,成品改性沥青十分稳定,在生产、存储、运输和使用等方面也很简便。
所以近年来湖沥青改性沥青在工程上得到了广泛应用。
二、TLA改性沥青的制备TLA改性沥青不同于SBS改性沥青是物理改性而非化学改性,所以配制工艺不复杂,只需在一定的温度下融化特立尼达湖沥青,然后按照添加比例将特立尼达湖沥青传送到普通沥青中,同时搅拌均匀。
由于湖沥青中含有大概35%左右的灰分,所以在TLA改性沥青配制过程中要防止产生灰分沉淀,采取必要的手段保障TLA改性沥青的均匀一致。
湖沥青的搅拌和其他改性沥青的搅拌有着明显的区别,由于灰分的存在如果采取普通改性沥青的搅拌方式那么灰分将集中于搅拌容器的中间,为了解决这一问题湖沥青的搅拌一般需要需要融化设备(重20.5t ,外形尺寸8000mm ×2400mm ×5332mm ,容量25t)一台,融化搅拌设备(重20.5 t,外形尺寸7600mm ×2400mm ×2650mm ,容量20t)两台,这种融化设备的搅拌方式是采取在立方体容器的中间设立一个搅拌轴,搅拌轴上下进行搅拌,这样可以有效的控制灰分的均匀性。
在TLA混合沥青的生产控制中主要是控制拌和温度、拌和时间和成品的均匀性。
特立尼达湖改性沥青性能与施工工艺浅析[摘要]本文简要介绍了特立尼达湖(简称TLA)改性沥青的材料性质及材料质量技术要求,叙述了TLA改性沥青混合料路面的施工工艺,得出了TLA改性沥青有着非常好的推广应用前景,也为我国改善铺面工程技术性能提供了一个新材料选择方案。
[关键词]TLA改性沥青;TLA改性沥青混合料;材料性质;质量技术要求1 前言特立尼达湖沥青是世界上著名的天然沥青,产于南美洲的特立尼达湖,由于TLA是经过了几千万年在地壳压力和高温的作用下充分氧化聚合形成的天然物质,从而使特立尼达湖沥青具有独特的性能,具有软化点高、热稳定性好、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱性能好等优点。
TLA掺加到石油沥青中作为沥青改性剂,由于两者有较好的混溶性,就得到了TLA改性沥青。
TLA改性沥青是由沥青质、树脂和油分及部分不溶物组成,由于其具有较小的针入度、高软化点及少量矿物质灰分,使得TLA改性沥青在高温稳定性及低温性能方面有较好的表现。
“七五”国家科技攻关期间,为了解决我国修建高速公路的优质沥青缺乏的问题,交通部组织了代表团专程赴英国对TLA改性沥青进行技术考察,并参观了施工现场,切实感到TLA改性沥青的各种优越性,但由于当时价格昂贵,未能被中国引进及大面积推广。
此后重庆嘉陵江大桥、钱塘江大桥、东海大桥也相继采用了TIA 改性沥青。
由于其表现出了令业内人士欣喜的路用性能,自验收通车至今,没有出现明显的变形、开裂和泛油推挤,黏结剂的黏韧性抵挡了寒冬及酷暑不同气候的变化,节省了大量的结构维护费用,从而得以广泛应用,从以上我们可以看出,深入开展特立尼达湖改性沥青性能与施工工艺的研究,具有重要的经济价值和现实意义。
下面就TLA改性沥青及混合料的主要性质及施工工艺进行简要介绍。
2 TLA改性沥青的材料性质及质量技术要求TLA改性沥青具有持久的稠度特性(耐老化),且温度敏感性降低,经研究得出TLA改性沥青能提高高温条件下的稳定度和承载能力,并且改善了繁重荷载下的变形抵抗性能和寒冷地区及繁重荷载下的开裂抵抗性能,具备在各种气候条件下均良好的韧性,另外TLA改性沥青提高了燃料油渗漏的抵抗性,使行车噪声小,舒适且富有弹性,使用周期长,可达20~50年的服务寿命。
特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青高温车辙因子修正系数孔令云;罗雅丹;莫石秀;代笠【摘要】通过对矿粉、特立尼达湖沥青(TLA)中灰分比表面积、沥青胶浆比黏附功及其高温车辙因子进行测试,研究了TLA改性沥青中灰分、地沥青对TLA改性沥青高温车辙因子的影响,进而提出了TLA改性沥青高温车辙因子修正系数.结果表明:TLA对基质沥青的改性作用中,15.08%来自于其内部灰分与基质沥青的胶结作用,84.92%来自于TLA自身对基质沥青的改性作用.此外,将TLA中的灰分和地沥青对基质沥青的改性效果进行了量化分析,得出在各温度条件下,灰分掺量或地沥青掺量对沥青胶浆车辙因子的影响情况.最后得出TLA改性沥青高温车辙因子应除以系数0.925 3以扣除灰分作为填料的影响.%The ash specific surface area,specific adhesion work of asphalt mortar and the rutting factor at high temperature in mineral powders and Trinidad Lake asphalt(TLA) were tested.Thus the impact of the ash content and earth asphalt in TLA modified asphalt on the rutting factor at high temperature of TLA modified asphalt was studied and the correction coefficient for the high temperature rutting factor of TLA modified asphalt wasobtained.Furthermore,it is found that the base asphalt is modified 15.08%by the adhesion between the ash in TLA and the base asphalt and 84.92 %by TLA itself.From the quantitative analysis of the modification of the base asphalt by ash content and earth asphalt in TLA,impact of ash content and earth asphalt of different amounts at different temperature on the rutting factor of asphalt mortar was clarified.Finally,it is concluded that,in order to eliminate the impact of the ash content as the asphalt filler,the hightemperature rutting factor of TLA modified asphalt should be divided by a coefficient of 0.925 3.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2017(020)003【总页数】6页(P475-480)【关键词】道路工程;沥青路面;特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青;灰分;地沥青;比黏附功;车辙因子【作者】孔令云;罗雅丹;莫石秀;代笠【作者单位】重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室,重庆400074;重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室,重庆400074;广东省路桥建设发展有限公司,广东广州510635;重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U414.7+5在国外,特立尼达湖沥青(TLA)作为一种优良的沥青改性剂较早就被应用于道路铺筑、桥面铺装和机场建设中[1-3].随着国内交通行业的发展,近10年来TLA改性沥青也逐步在国内实体工程中得到了应用.然而,相对于TLA在实际运用方面取得的进展,对TLA自身性能的研究方面却成果甚少.以往的研究[4-5]主要围绕TLA 改性沥青混合料的路用性能开展,未能很好地解释TLA对基质沥青改性的机理,影响了TLA的进一步推广应用.鉴于此,本文基于TLA主要由灰分和地沥青2大成分组成以及2种成分的物理特性等本质特征,分析TLA中灰分和地沥青对基质沥青的改性机理,并进一步量化TLA对沥青改性效果的修正系数.1.1 原材料本文涉及的原材料主要包括ZH70,TPK70这2种基质沥青、特立尼达湖沥青(TLA)和石灰岩矿粉.基质沥青和TLA的主要指标分别见表1,2.1.2 试验方法参照AASHTO T315—2016《动态剪切流变仪测定沥青胶结料流变性能测试方法(DSR)》,采用动态剪切流变仪对矿粉(灰分)沥青胶浆、TLA改性沥青进行动态剪切流变(DSR)试验,得到矿粉(灰分)沥青胶浆、以及TLA改性沥青的车辙因子.采用毛细管上升法[6]测得矿粉接触角θ,由接触角计算得到矿粉的表面能γs;采用AB法测试、并通过SCAT软件计算得到沥青的表面能γa;参照GB/T 19587—2004《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》测定矿粉(灰分)的比表面积S.沥青胶浆中矿粉量是按照粉胶比(FB,质量比)进行设置的,该过程中未考虑矿粉比表面积的影响,而黏附功与沥青/矿粉的接触面积直接相关,因此,本文定义了与矿粉比表面积关联的沥青胶浆比黏附功W,由下式计算:式中:Was为沥青胶浆黏附功;γsLW为矿粉的表面自由能范德华分量;γs-,γs+分别为矿粉的表面自由能Lewis酸、碱性分量;γaLW为沥青的表面自由能范德华分量;γa-,γa+分别为沥青的表面自由能Lewis酸、碱性分量.2.1 沥青胶浆比黏附功研究为研究不同粒径矿粉颗粒与基质沥青的比黏附功变化规律[7],进而通过与矿粉沥青胶浆的比较分析得出灰分对TLA性能的影响,选用ZH70沥青,分别加入200目(0.075mm)、400目(0.038mm)、500目(0.025mm)、600目(0.023mm)的石灰岩矿粉和灰分(TLA在高温燃烧炉中经500℃高温煅烧所得)进行对比试验,结果见表3.由表3可知,掺入4种粒径矿粉制备的4种沥青胶浆比表面积的增大速度均大于比黏附功的减小速度,使得比黏附功随着掺入矿粉粒径的减小而增加.由此可进一步推断,由于TLA中灰分粒径较小,导致TLA改性沥青胶浆也具有了较大的比黏附功.2.2 灰分对沥青改性效果的影响权重本节研究选用ZH70作为基质沥青,掺入400,600目矿粉及灰分分别制备了3种沥青胶浆(分别记作ZH70+400,ZH70+600,ZH70+ash),利用动态剪切流变仪对3种沥青胶浆进行了车辙因子试验.考虑到灰分的沉淀,文中所列出的粉胶比(FB)均为实际粉胶比(对试验后的沥青胶浆进行实测得到沥青胶浆的真实粉胶比,与设计的粉胶比有一定差异).试验结果见图1.对图1中的数据进行线性拟合,得到线性方程斜率k和相关系数R,结果如表4所示.表4中斜率k为沥青胶浆车辙因子随着粉胶比增加而增加的速度,表中600目矿粉沥青胶浆的斜率k600值显著大于400目矿粉沥青胶浆的斜率k400值,导致该现象的原因是由于矿粉粒径减小、比表面积增加、比黏附功增加而导致的.基于该客观现象,为了量化分析矿粉粒径减小对沥青胶浆车辙因子的贡献,令K1=k600/k400,则K1表示仅作为填料作用的矿粉对沥青胶浆高温性能的改善效果;令K2=kash/k600,则K2表示相对于600目矿粉沥青胶浆而言灰分沥青胶浆的改性作用.K1,K2汇总于表5.600目矿粉相对于400目矿粉的粒径、比表面积、表面能等变化可通过比黏附功量化为W1=W600/W400=5.06(来源于表3),其导致的矿粉沥青胶浆车辙因子的变化对应为K1=k600/k400=1.94(见表5).K/W的物理意义为:单位比黏附功变化产生的矿粉沥青胶浆车辙因子的变化,本文定义该比值为矿粉粒径的减小及比表面积的增大对沥青胶浆车辙因子的“影响因子”.根据以上定义,可算得矿粉对沥青胶浆的影响因子为K1/W1=0.38,灰分对沥青胶浆的影响因子为K2/W2=2.14.灰分对沥青胶浆车辙因子的作用,主要通过2个方面体现:填料作用和改性剂作用.由上文可知,其填料作用因子为0.38,改性作用因子为2.14,因此灰分作为填料对沥青胶浆车辙因子的作用可量化为0.38/(0.38+2.14)=15.08%,灰分作为改性剂对沥青胶浆车辙因子的作用可量化为为2.14/(0.38+2.14)=84.92%.当“基质沥青+TLA”(定义为“复合沥青胶浆”)、“基质沥青+灰分”(定义为“灰分沥青胶浆”)2种沥青胶浆的粉胶比FB相同时,其差异为:“基质沥青+TLA”中的“沥青胶结料”为“基质沥青+TLA中的地沥青”,而“基质沥青+灰分”中的“沥青胶结料”仅为“基质沥青”.本文通过对比复合沥青胶浆与灰分沥青胶浆(采用TPK70,ZH70基质沥青)的车辙因子,研究TLA中灰分、地沥青的作用[7].复合沥青胶浆中,TLA掺量为25%,33%,50%,考虑到TLA中灰分在试验过程中的沉淀作用,最终粉胶比采用实测粉胶比.对试验后的沥青胶浆进行灰分含量和车辙因子的测试,试验结果见表6.根据表6中的试验数据,可计算得到各沥青胶浆的实际粉胶比与车辙因子的回归方程,由回归方程可分别求得与表6中“复合沥青胶浆”相同粉胶比的“灰分沥青胶浆”车辙因子数据,计算结果见表7.由表7可计算得到灰分、TLA对沥青车辙因子作用的相对量(%),计算结果分别见表8(以ZH70为基质沥青)和表9(以TPK70为基质沥青).同时,为考虑沥青胶浆中地沥青的影响,在表8,9中将表7中的灰分含量换算为TLA的原始掺加比例25%,33%,50%.由表7~9可以看出:(1)随着TLA掺量的增加,灰分对沥青胶浆车辙因子的贡献在逐步减小,地沥青对TLA改性沥青胶浆车辙因子的作用在增加.上述规律在各温度条件下基本一致. (2)TLA中灰分、地沥青对TLA改性沥青胶浆车辙因子的贡献,可由表8,9中各TLA掺量下的平均值分别计算得到:当TLA掺量为25%时,灰分对TLA改性沥青胶浆车辙因子的贡献为61.05%,地沥青的贡献为38.95%;当TLA掺量为33%时,灰分对TLA改性沥青车辙因子的贡献为57.32%,地沥青的贡献为42.68%;当TLA掺量为50%时,灰分对TLA改性沥青车辙因子的贡献为30.22%,地沥青的贡献为69.78%.根据2节的分析可知,灰分对沥青胶浆高温车辙因子的改善中,15.08%的作用是由灰分作为填料、具有较大的比表面积所致,84.92%的作用是由灰分作为一种改性剂所致.本文采用的石灰岩矿粉的主要矿物成分为碳酸钙、碳酸镁等,主要包含Ca,Al,Fe,Mg,Si,O,C等元素;灰分主要矿物成分为硅酸钙、硅酸镁,主要包含Ca,Mg,Si,O,C等元素.灰分与普通石灰岩矿粉之间矿物组成的重大差异,应是导致灰分产生改性作用的重要因素之一.结合3节中灰分、地沥青的贡献可计算得出不同TLA掺量下,灰分作为改性剂对基质沥青改性的贡献值,如:TLA掺量为25%时,灰分对TLA改性沥青胶浆车辙因子的贡献值为61.05%,其中84.92%是改性作用所致,因此,此时TLA作为改性剂的贡献值为:61.05%×84.92%+38.95%=90.79%,其他以此类推,结果见表10.由表10可知,TLA掺量为25%~50%时,TLA作为改性剂的作用为92.53%(取平均值).也就是说,在TLA改性沥青的高温车辙因子中,92.53%的作用是改性作用,7.47%的作用是灰分作为填料的作用.因此,在进行TLA改性沥青的DSR试验时,其试验结果应考虑系数0.9253的影响,以扣除灰分以填料作用而非改性剂作用所产生的干扰.(1)TLA在对基质沥青进行改性时,一部分作为填料形成沥青胶浆对基质沥青性质产生影响,另一部分作为改性剂对基质沥青的性能产生影响.(2)通过高温车辙因子试验研究发现:灰分对沥青胶浆性能改善中15.08%的贡献来自灰分的填料作用,84.92%的贡献来自灰分的改性作用.当TLA掺量分别为25%,33%,50%时,灰分对TLA改性沥青车辙因子的贡献为61.05%,57.32%,30.22%,地沥青对TLA改性沥青车辙因子的贡献为38.95%,42.68%,69.78%.(3)由以上试验结论,提出基于TLA改性沥青的高温车辙因子试验结果需扣除TLA 中灰分作为填料时产生的干扰,并用修正系数0.9253对试验结果进行修正,才能真实准确地反映TLA作为改性剂的作用.【相关文献】[1] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001:14-16. SHENJin’an.Research on pavement performance of asphalt and asphalt mixture[M].Beijing:China Communications Press,2001:14-16.(in Chinese)[2] LU X H,ULF I.Chemical and rheological evaluation of ageing properties of SBS polymer modified bitumens[J].Fuel,1998,77(9/10):961-972.[3] AHMEDZADE P,YILMAZ M.Effect of polyester resin additive on the properties of asphalt binders and mixtures[J].Construction and Building Materials,2008,22(4):481-486.[4] 孙艳红.特立尼达湖沥青(TLA)路用性能研究[J].沈阳大学学报,2008,20(3):106-110. SUN Yanhong.Road performance research of TLA[J].Journal of Shenyang University,2008,20(3):106-110.(in Chinese)[5] 王福.特立尼达湖改性沥青路用性能及其应用[J].山西建筑,2003,29(6):117-118. WANG Fu.Road performance of Trinided Lack modified asphalt and its applicationprospect[J].Shanxi Building,2003,29(6):117-118.(in Chinese)[6] 孔令云,曹慧平.影响毛细管上升法测矿粉接触角的外因及解决方法[J].哈尔滨工业大学学报(自然科学版),2017,49(9):121-126. KONG lingyun,CAO huiping.External factors for contact angle of mineral filler with capillary rise method and solution method[J].Journal of Harbin Institute of Technology(Natural Sciences),2017,49(9):121-126.(in Chinese) [7] 莫石秀,孔令云,王娜.矿粉粒径对沥青胶浆性能影响的试验研究[J].广西大学学报(自然科学版),2011,36(4):616-621. MO Shixiu,KONG Lingyun,WANG Na.Experimental study on the effect of particle size on the performance of asphalt mortar[J].Journal of Guangxi University(Natural Science Edition),2011,36(4):616-621.(in Chinese)[8] 吴光勇,王安福,莫石秀,等.湖沥青中地沥青的改性机理研究[J].公路交通技术,2013(3):38-41. WU Guangyong,WANG Anfu,MO Shixiu,et al.Study on modification mechanism of land asphalt in lake asphalt[J].Technology of Highway and Transport,2013(3):38-41.(in Chinese)。
5 TLA改性沥青面层施工武汉地区TLA改性沥青路面施工技术规定武汉市城乡建设委员会二〇一一年七月前言特立尼达湖沥青(下称,TLA)是产于南(中)美洲西印度群岛特立尼达和多巴哥(共和国)境内沥青湖的一种天然沥青。
上世纪八十年代,TLA在美国华盛顿等几个城市的路面工程中被应用,表现出优异路用性能。
此后,TLA便被经济较发达国家广泛地应用于的重交通路段、飞机场、桥面铺装和高速公路工程。
目前,使用特立尼达1湖沥青的国家及地区已达到30多个,而且已被美、英、德等一些欧美发达国家指定使用。
1999年,TLA应用于我国江阴长江大桥的桥面铺装。
TLA改性沥青高温抗车辙、水稳定性好等优良路用性能得到肯定后,TLA在我国得到较大规模的推广应用。
TLA先后被北京首都国际机场、北京二环三环道路、上海虹桥机场、珠海淇澳大桥、重庆嘉陵江大桥、钱塘江大桥、佛山2一环道路、沧黄高速公路和武汉绕城高速公路等60余个项目的路面工程中采用,反映效果良好。
《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004) 的条文说明中,提供了TLA和TLA改性沥青的有关技术指标,但由于内容简单,致使TLA在实际应用时遇到一定困难。
在目前城市道路建设的高潮期,TLA在武汉地区有被大规模使用的趋势。
为适应武汉地区规模运3用TLA的需要,规范武汉地区TLA 路面工程施工,保证工程质量,我们在搜集各地应用和研究TLA成果,总结武汉地区应用TLA经验的基础上,结合武汉地区交通和气候条件,编写了《武汉地区特立尼达湖沥青路面施工技术规定》。
本规定编写时,参照执行了《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40、《公路沥青路面设计规范》JDG D50、《城镇道路工程施4工与质量验收规范》CJJ1-2008等现行国家标准的相关规定;总结运用了武汉绕城公路TLA改性沥青路面的经验数据;参考了山西省交通规划勘察设计院、太旧高速公路管理有限公司、山西路翔交通科技咨询有限公司等编写的《特立尼达湖改性沥青应用的研究》的研究成果。
《中国公路》湖底冒出的特立尼达湖沥青-----访香港豪银有限公司董事长张键先生●文/ 本刊特约记者陈桥天然沥青中最著名的沥青要数特立尼达和多巴哥共和国境内特立尼达湖出产的沥青了,这种沥青在我国称为特立尼达湖沥青或TLA。
今年道路沥青价格高涨、市场供应吃紧、而湖沥青的价格优势突显而更加倍受关注,甚至通过湖沥青改性后的改性沥青比普通SBS 改性沥青还要便宜,尤其是高温稳定性和抵抗融雪剂的本领异常突出,性价比效益显著。
这种湖沥青究竟是怎样产出?它有那些特点?它的市场状况怎样?带着这些疑问,本刊记者走访了特立尼达湖沥青东南亚地区总经销、香港豪银有限公司董事长张键先生。
陈桥:今年我国道路沥青价格高涨、市场供应吃紧的情况下,而湖沥青的价格为何能一直保持相对稳定?张键:特立尼达湖沥青(TLA)本身就是沥青,属特殊资源类矿产,而不是石油的副产品,所以不受国际原油价格波动的影响,该种沥青价格才一直保持相对的稳定,使用该种沥青能大大地降低公路投资成本,延长道路的使用寿命。
陈桥:我们的常识是沥青和一些沥青改性剂都是由石油炼制出来的,特立尼达湖沥青是怎样产生的呢?张键:迷信一点说特立尼达湖天然沥青是上帝赐给人类的一份宝贵财富!在加勒比海岛国---特立尼达和多巴哥有一个湖,湖面积36公顷,深90米,容积330万立方米,这个湖虽然叫做湖,湖里盛的不是水,而是总量约400万吨的天然沥青,湖底还有一个火山口,湖面的沥青被采挖后,火山口可以源源不断地冒出新沥青来,经过100多年的开挖,如今这个湖的湖面才下降9厘米,当然,直接从湖面用挖掘机挖出来的原始沥青是不能直接铺路的,它里面含有一些矿物质、草根、火山灰等杂质,原始沥青经过加热、净化除出杂质后储存在捅内,就销往世界各地了。
令人惊奇的是,湖内沥青的物质成份和化学成份自100多年前首次测试,直至现在经久不变,这简直是个奇迹。
陈桥:据了解,特立尼达湖沥青使用已有百年历史,它有什么特点,主要使用在哪些地方?张键:特立尼达湖沥青第一次用于道路建设是在1860年,美国华爵博士在宾夕法尼亚州修筑了第一条用特立尼达湖沥青做路面材料的公路,这也是世界上第一条黑色路面,该路修建后经久耐用,多年不坏,于是欧洲也纷纷仿效,修建了大量用特立尼达湖沥青做路面材料的公路。
特立尼达湖沥青(TLA)是世界有名的天然沥青,产于加勒比海特立尼达和多巴哥境内的沥青湖。
其化学成分十分均匀,矿物质主要由石英和粘土矿组成.这种天然形成的矿物颗粒填充在软沥青质和沥青混浆的缝隙中,形成了TLA独一无二的特性。
自从1870年以来,TLA已被30多个国家使用。
为了使更多公路建设者了解湖沥青改性沥青混凝土路面施工及管理,现结合唐津高速公路中修工程将湖沥青改性沥青混凝土路面施工控制归纳如下。
TLA复合改性沥青路面施工质量控制文/张建坤定的AC~20沥青混凝土,其中,沥青混合料的集料采用鹿泉产石灰岩生产,普通沥青采用AH70沥青,我们分别采用布敦岩沥青掺量比例为10%、15%、20%(与普通沥青相比)等三个掺量的沥青混凝土进行试验,对比其各项指标性能。
根据ASTM D3387-96规范,进行不同油石比情况下的GTM试验,最终确定最佳油石比及相应的标准密度如表3-1。
岩沥青混合料性能试验高温稳定性我们采用车辙试验得出的动稳定度来评价沥青混合料的高温稳定性。
表3-2为车辙对比试验结果,从上表可以看出,参加岩沥青的沥青混合料的高温稳定性能比普通沥青混合料有较大改善,而且随着岩沥青参加比例的增加,抗车辙能力进一步增强。
掺量15%以上的沥青混合料动稳定度均高于改性沥青规范要求的炎热地区标准,但是仍略逊色于SBS改性剂。
水稳定性根据规范要求,沥青混合料的水稳定性指标采用浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂强度比两个指标来评价。
浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验结果见表3-3和表3-4。
从上表可以看出,岩沥青大大提高了沥青混合料的水稳定性,增强了混合料抗水损坏的能力,特别是抗冻融损坏的能力,而且而且随着岩沥青比例的增加,这种能力进一步增强,且好于一般改性沥青。
低温抗裂性能从以上表看出,参加岩沥青的沥青混合料与一般改性沥青混合料相比低温性能相当,并符合规范中对冬寒区改性沥青混合料的低温性能要求,参加量在15%以上的满足规范中最高的冬严寒区的低温性能要求。
TLA改性沥青的应用与分析摘要:该文对TLA改性沥青应用状况、性能特征、施工工艺及使用成本等进行了详细介绍与分析,并就目前TLA改性沥青使用过程中存在问题进行了总结。
关键词:TLA改性沥青;性能;施工;成本1 前言特立尼达湖沥青(简称“TLA”)是世界上最有名的一种天然沥青,产于南美洲西印度群岛特立尼达和多巴哥共和国境内的彼奇湖。
彼奇湖总面积约36万平方米,TLA贮量约1200万吨,目前年产量在3万吨左右。
湖沥青的形成是由石油不断地从地壳中冒出,存在天然湖中,经长年沉淀、变化、硬化而形成的天然沥青。
TLA由唯一的一家企业——特立尼达和多巴哥湖沥青(1978)有限公司(Lake Asphalt of Trinidad and Tabago(1978)LTD.)生产,其生产方式是用轻型牵引机械从湖面将沥青刮起,然后通过铁路输送到分解蒸馏器中,在160℃的相对低温下进行水合作用,除去杂质水分后装桶。
图1所示为沥青湖与湖沥青。
2 TLA改性沥青应用现状TLA改性沥青在国外开始应用很早,早在1880年,美国华盛顿特区在几个城市街道的路面工程中已应用了TLA。
后来尤其是应用在重交通路段,包括飞机场、桥面铺装、高速公路等地方。
TLA改性沥青真正在我国大陆大批量使用是从1999年建成江阴长江大桥以后。
由于江阴长江大桥采用TLA改性沥青表现出优异的路用性能,之后TLA被广泛使用在机场、桥梁、高速公路、市政建设等项目。
2002年,北京市进行了二环路的改造,方案为加铺两层沥青混凝土:下面层(4cm)为AC-20I或AC-16I 沥青混凝土,结合料采用湖沥青改性国产重交通沥青;上面层(4cm)采用SMA-13混合料,结合料采用“湖沥青+SBS”复合改性国产重交通沥青。
研究确定AC、SMA-13混合料中TLA掺量为25%。
至2005年,经3年的大交通量及夏日酷暑,冬日严寒的考验,二环主路除个别桥面铺装层的沥青混凝土因其下卧的水泥混凝土破坏而引起的沥青桥面局部破坏或个别裂缝外,其余近80万㎡TLA改性路面总体上平整、密实、使用安全、舒适,路况优良,与工程刚竣工时相比无重大变化。
特立尼达湖沥青(TLA)与桥面铺装
-------港珠澳大桥桥面铺装技术建议
1.唐生德
2.陈桥
1、湖南省公路设计有限公司(长沙)
2、豪银有限公司(香港)
摘要:应港珠澳大桥项目方请求及通过对国内外100多年来桥面铺装形式的调研,发现世界范围内许多知名桥梁都采用了特立尼达湖沥青(简称TLA),究其成因主要是这种产自加勒比海的特立尼达湖沥青无与伦比的抗老化性能和优异的路用性能得到了世界范围内诸多桥梁设计大师的青睐和广泛应用,如英国的福斯桥、Seven桥及韩柏塞桥;美国纽约乔治华盛顿桥;德国的Oberkasseler、ZOO;日本的明石海峡大桥、本州—四国联络桥;台湾新东大桥、高屏溪大桥;香港青马大桥;中国大陆的上海东海大桥、山东胜利黄河大桥、杭州钱塘江大桥等都采用了特立尼达湖沥青(TLA)。
建议港珠澳大桥桥面铺装时也可以采纳使用该特种沥青。
特立尼达湖沥青是世界上最有名的一种天然沥青,产于南美洲西印度群岛的特立尼达和多巴哥境内的沥青湖(见图1)。
该湖面积约4 7公顷,深达90米,湖沥青估计储藏量达1200万吨。
图1特立尼达沥青湖
一、TLA改性沥青的特性
我国高速公路面层、桥梁铺装层(重庆嘉陵江大桥、杭州钱塘江大桥、上海东海大桥等)、飞机场等重要交通路段得到广泛的应用。
图2:上海东海大桥
GA+SMA铺装方案,GA和SMA均使用TLA改性沥青,2005年12
月建成通车,至今桥面铺装使用效果很好!
上海东海大桥桥面铺装结构
图3:香港青马大桥铺装使用效果良好。