沥青流变特性研究75页PPT
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改性沥青流变性能的研究摘要本论文根据广坛高速公路养护项目对沥青和沥青混合料流变性进行研究。
目前,该课题刚开始进行试验,实验数据不全,所以本论文首先给出本课题的研究方案,对试验中将要涉及到的数据首先进行设想性研究,为将来进行试验和实验数据的分析提供理论依据。
沥青是一种粘弹性物质,具有一定的流变性质,尤其是在高温季节,在行车荷载的作用下,沥青的流变性对沥青路面的性能具有重大影响。
抗流变性能差的沥青路面将很容易形成车辙、推移等病害,严重缩短高速公路的使用寿命。
用沥青为结合材料修筑的沥青路面常出现两种主要病害:高温车辙与低温开裂,其产生的主要原因是沥青及沥青混合料的高、低温稳定性不足,研究其流变性质将会有重要的意义。
1沥青路面的发展自沈大高速公路及沪嘉高速公路建成通车以来,高等级公路以前所未有的速度发展,我国高速公路进入了以建设高速公路、一级公路等高等级公路为主的时代。
根据交通部公布的《国家高速公路网规划》,从2005年起到2030年,国家将斥资两万亿元,新建5.1万公里高速公路,使我国高速公路里程达到8.5万公里。
目前,我国高速公路的使用有如下特点:①行车渠道化,大量的车死轧一条车道,使道路过度疲劳,尤其在高温季节,对公路的破坏力很大,特别是对四车道的高速公路危害更大。
②交通量提高过快且货车占的比重较大,占总车数的60%-70%。
③超重车过多,占大型车辆的60%-70%,车辆载重远远大于设计指标。
再加上高温天气等环境条件,致使公路沥青路面沥青混合料的高温抗剪切能力不足,发生车辙损坏。
如今,沥青路面车辙损坏问题日益突出,已成为我国的主要公路病害。
路沥青作为沥青路面最主要的建筑材料,沥青及沥青混合料的质量好坏直接决定沥青路面的使用性能及使用寿命。
众所周知,我国的道路沥青主要采用石蜡基原油炼制,沥青的温度敏感性较大。
因此,在一些气候条件恶劣和交通负荷特别大的或一些政治经济特别重要的路段,当使用重交通道路沥青仍不能满足要求时,为使沥青混凝土达到更高的使用性能,可以考虑使用改性沥青。
沥青流变性能的研究沥青是一种粘弹性物质,具有一定的流变性质要求,其流变性对沥青路面的性能具有重大影响。
抗流变性能差的沥青路面将会出现车辙、断裂等问题,严重缩短高速公路的使用寿命。
沥青流变研究的样品包括沥青、改性沥青和沥青混合料。
完整的沥青流变性研究,需要涵盖这三种样品。
沥青主要由烷烃(平均相对分子质量在500~800之间)、芳香烃(平均相对分子质量在800~1000之间)、胶质(平均相对分子质量在1300~1800之间)、沥青质(是高度缩合的芳香烃,平均相对分子质量在数千到一万之间)等成分混合而成。
原料沥青的流变性较差,因此在要求严格的高等级公路中,普遍使用改性沥青,如目前国内外应用最广泛的聚合物改性沥青- SBS改性沥青,由于能同时改善沥青的高低温性能且价格便宜,在道路改性沥青中占有很大的份额。
其他的还有PE、EV A、SBR 改性沥青等。
沥青及改性沥青都是流变性相当复杂的混合体系,相应的流变测试方法众多,本文仅就AASHTO和SHRP中的研究方法做一简单介绍。
1993年,美国联邦高速公路管理局(FHWA)的美国国家公路和运输协会(AASHTO)制定了“国家战略性公路研究计划(Strategic Highway Research Program,简称SHRP)”,该计划的研究成果称为Superpave TM,提出了一个按照沥青的路用性能分级(PG分级)的沥青结合料规范,该规范是SHRP计划研究成果的精髓。
PG分级直接采用沥青路面所能承受的高温和低温所形成的温度差作为设计温度范围。
在PG性能分级规范中,用路面最高设计温度下的动态剪切流变试验(DSR)所测的抗车辙因子(G*/sinδ)表征沥青的高温性能,车辙因子G*/Sinδ表明胶浆抵抗流动变形的能力,G*/Sinδ值越大, 则沥青胶浆抵抗高温车辙的能力越强。
在AASHTO《美国各州公路工作者协会设计方法》设计TP5-98 (AASHTO TP5-98,现已更新为T315-08)中明确规定了动态剪切流变测量方法。
岩沥青改性沥青的流变特性试验研究雷勇;梅朝阳【摘要】为了研究岩沥青在不同掺量情况下对沥青流变特性的影响,通过对岩沥青掺量为9%、12%、15%和18%的改性沥青及基质沥青进行动态剪切流变试验和弯曲梁流变实验,对比分析了不同掺量岩沥青对基质沥青的高温及低温性能的影响.研究表明:掺入岩沥青后,随扫描温度的升高,同一温度下改性沥青的复数模量、车辙因子减小,相位角及损失正切增大,动粘度减小,但以上参数均高于基质沥青,能有效改善沥青的高温稳定性.蠕变劲度增大,蠕变速率减小,改性沥青的脆性增大,低温性能有所降低.将岩沥青掺量控制在一定范围,不会对其低温性能产生大的影响.建议岩沥青的最佳掺量为12%~ 15%.【期刊名称】《湖南交通科技》【年(卷),期】2017(043)003【总页数】5页(P54-57,66)【关键词】道路工程;岩沥青;掺量;改性沥青;流变特性【作者】雷勇;梅朝阳【作者单位】衡阳公路桥梁建设有限公司,湖南衡阳421000;湖南省交通科学研究院有限公司,湖南长沙410015【正文语种】中文【中图分类】U414近年来,交通量的不断增长和交通荷载的变化,以及广泛采用的基质沥青本身特性的局限,车辙依然是沥青路面出现破坏的形式,特别是对于高温重载地区。
天然岩沥青作为一种改性剂,由于其与沥青相溶性较好,耐久性和稳定性高[1-3],能够改善沥青的高温和低温性能[4-6],故越来越被广泛应用。
由于不同产地的岩沥青的组分和结构不同,所以对沥青的改善效果也各有差异。
因此,需要对不同地区的岩沥青的改性性能做完整测试才能加以推广。
本文通过对不同掺量岩沥青的改性沥青开展室内试验,研究岩沥青掺量对改性沥青高温和低温工况下流变性能的影响,对比不同掺量岩沥青改性沥青与基质沥青实验前后试验指标的变化,研究岩沥青对基质沥青的改性行为,以为岩沥青的生产和推广应用作指导。
试验所用基质沥青为AH — 70号基质沥青,岩沥青为产自四川广安的天然岩沥青块,粉碎后得到岩沥青。