复合改性沥青混合料性能的研究
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石墨烯复合橡胶改性沥青SUP-13级配优化设计与路用性能研究赵飞龙1,蔡乾东2,左强1,宋军兴1(1. 甘肃路桥第三公路工程有限责任公司,甘肃兰州730050;2. 陕西东道特种路面科技有限公司,陕西西安712000)摘要:在保证SUP-13级配特征的基础上,参照SMA设计VCA mix⩽VCA DRC骨架判定标准,对不同级配SUP-13石墨烯复合橡胶改性沥青混合料的路用性能进行研究,试验结果表明:连续密级配SUP-13混合料中胶粉存在干涉影响,碾压后出现轻微光面、油膜较多现象,抗车辙及抗滑性能存在明显不足;半间断SUP-13-B、SUP-13-C动稳定度分别提高27.94%、32.17%,抗剪强度分别提高20.18%、28.44%,构造深度分别提高10.42%、14.58%,摩擦系数分别提高11.15%、12.74%,且低温抗裂性及水稳定性略有降低;半间断SUP-13-B的综合路用性能指标相对均衡,兼顾了半间断SUP-13与石墨烯复合橡胶改性沥青组合优势,符合河西走廊西端沥青路面功能需求。
关键词:道路工程;石墨烯复合橡胶改性沥青;SUP-13;半间断级配;路用性能中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1673-6478(2023)03-0159-06Study on Gradations Optimized Design and Road Performance of GrapheneComposite Rubber Modified Asphalt Mixture SUP-13ZHAO Feilong1, CAI Qiandong2, ZUO Qiang1, SONG Junxing1(1. Gansu Road and Bridge Third Highway Engineering Co., Ltd., Lanzhou Gansu 730050, China; 2. ShaanxiDongdao Special Pavement Technology Co., Ltd., Xi'an, Shaanxi 712000, China)Abstract:based on ensuring the gradation characteristics of SUP-13, and referring to the SMA designed VCA mix⩽VCA DRC skeleton judgment standard, we studied the road performance of different gradation SUP-13 graphene composite rubber modified asphalt mixtures. The test results show that the rubber powder in the continuous dense gradation SUP-13 mixture imposed interference effects, showing slight smooth surface and more oil film after rolling; the anti-rutting and anti-slip performance were significantly insufficient; the dynamic stability of semi gap-graded SUP-13-B and SUP-13-C increased by 27.94% and 32.17%, the shear strength increased by 20.18% and 28.44%, the structural depth increased by 10.42% and 14.58%, the friction coefficient increased by 11.15% and 12.74% respectively, and the low-temperature crack resistance and water stability slightly decreased; the comprehensive road performance indicators of semi gap-graded SUP-13-B are relatively balanced, taking the advantages of the combination of semi gap-graded SUP-13 and graphene composite rubber modified asphalt into consideration, and meeting the functional requirements of asphalt pavement at the western end of the Hexi Corridor.Key words: road engineering; graphene rubber composite modified asphalt; SUP-13; semi gap-graded; road performance收稿日期:2023-04-20作者简介:赵飞龙(1988.10-),男,甘肃榆中人,工程师,从事公路工程建设与管理工作.()160交通节能与环保第19卷0引言近年来,我国胶粉复合改性沥青工程应用越来越广泛。
SBR 与SBS 复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究摘要:本文研究了SBR(丁苯橡胶)与SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)复合改性沥青制备方法和其混合料的路用性能。
以SBR 与SBS 的质量比为1:1,通过熔融混合法制备了SBR/SBS 复合改性沥青,研究了SBS 添加量对复合沥青性质的影响。
在此基础上,制备了不同添加量SBR/SBS 复合改性沥青的混合料,并测试了其抗拉强度、剪切应力、渗水性等路用性能。
通过实验研究发现,随着SBS 添加量的增加,复合沥青的黏度、软化点和负荷剪切模量均有所增加;而渗透性和弹性恢复率则有所降低。
在添加20% SBS 的情况下,SBR/SBS 复合沥青的各项性能最优,混合料也具有较好的路用性能,其抗拉强度、剪切应力和渗水性均有所提高。
本研究结果表明,采用SBR 与SBS 相结合的复合改性方法是可行的,可以显著提高沥青的性能和混合料的路用性能。
因此,SBR/SBS 复合沥青有望作为一种新型材料在路面建设中得到广泛应用。
关键词:SBR/SBS 复合改性沥青;路用性能;混合料IntroductionAsphalt is widely used in road construction due to its excellent performance in providing a smooth and durable road surface. However, traditional asphalt has some shortcomings such as low elasticity, low temperature cracking resistance, and poor waterproofing property. Therefore, improving the performance of asphalt has become a research hotspot in the field of road construction.Many studies have shown that the addition of polymers can improve the performance of asphalt effectively. Among them, styrene- butadiene rubber (SBR) and styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS) are two commonly used polymers in asphalt modification. SBR can improve the elasticity and low-temperature resistance of asphalt, whileSBS can enhance the high-temperature stability and waterproofing property of asphalt. Therefore, combining SBR and SBS to modify asphalt is expected to achieve a comprehensive improvement in its performance.In this study, SBR/SBS composite modified asphalt was prepared by melt blending method, and the effect of SBS content on the properties of composite asphalt was investigated. Furthermore, the performance of different SBR/SBS composite modified asphalt mixtures was tested to evaluate their road usage efficiency.ExperimentalMaterials:Asphalt: A pen grade 60/70 asphalt was used as the base material.SBR: A commercial grade SBR with a styrene content of 23% was used.SBS: A commercial grade SBS with a styrene content of 30% was used.Preparation of SBR/SBS composite modified asphalt:SBR and SBS were characterized by their respective melting points to ensure that they were fully melted before being added to the asphalt. Then, SBR and SBS were added to the asphalt at a SBR/SBS mass ratio of 1:1. The mixture was stirred at 170°C for 3 hours until a uniform composite modified asphalt was obtained. The SBS content was adjusted to 10%, 15%, and 20% of the total amount of SBR/SBS to prepare three different composite modified asphalt samples.Performance testing of SBR/SBS composite modified asphalt mixture:The SBR/SBS composite modified asphalt mixture was prepared according to the Marshall method. The mixture was compacted and molded into cylindrical samples with a diameter of 63.5mm and a height of 63.5mm. The samples were then tested for their tensile strength, shear stress, and water permeability according to the relevant standards.Results and discussionEffect of SBS content on composite modified asphalt:The rheological properties of SBR/SBS composite modified asphalt with different SBS contents were analyzed through dynamic shearrheometer tests. The results showed that the addition of SBS could increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt. With the increase of SBS content, the improvement of these properties becomes more pronounced. Based on this, the optimal SBS content was determined to be 20%.Effect of SBS content on composite modified asphalt mixture:The mechanical properties of the SBR/SBS composite modified asphalt mixture were tested for different SBS contents. The results showed that increasing the SBS content could increase the tensile strength and shear stress of the mixture. However, the water permeability and elastic recovery rate of the mixture decreased with the increase of SBS content. When the SBS content was 20%, the composite modified asphalt mixture had the best road usage performance.ConclusionThe SBR/SBS composite modified asphalt prepared by melt blending method has the potential to significantly improve the performance of asphalt. The addition of SBS can increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt, while reducing its permeability and elastic recovery rate. With the optimal SBS content of 20%, the SBR/SBS composite modified asphalt mixture obtained exhibited good mechanical properties including improved tensile strength, shear stress, and water permeability.The use of SBR/SBS composite modified asphalt has great potential in road construction, and further research should be conducted to explore its application prospects in this field.。
SBS与天然沥青复合改性性能研究【摘要】sbs改性沥青因为具有良好的高温低温性能,是现在应用较为广泛的一种沥青改性方法;而天然沥青因为具有良好的高温性能,最近几年发展比较快的一种沥青改性技术。
本文通过对sbs 和天然沥青的复合改性来进行研究,通过一系列的试验得到具有良好的高低温性能且具有良好经济效益的配方。
【关键词】sbs;天然沥青;复合改性sbs改性沥青路面具有良好的高低温性能,在应用过程中得到了广大业主的认同,但是因为其价格比普通沥青高20%,因此制约了其在一些资金较为紧张地区的应用。
天然沥青改性沥青路面具有优异的高温性能,但其低温性能较差,冬季低温容易开裂,影响路面寿命。
通过对改性沥青的试验研究,发现sbs与天然沥青共同改性后的改性沥青具有很好的高低温性能,且降低了使用成本。
同时,天然沥青又可以作为一种抗剥落剂,在改性的过程中既起到改善高温性能,又起到增加与矿石粘附性的作用。
sbs是一种高聚物,是苯二烯与丁二烯共聚之后的产品。
天然沥青是石油在自然条件下,经千百万年的时间,在温度、压力、气体、无机物触、微生物及水分的综合作用下氧化聚合而成的沥青类物质。
由于它长年与自然环境共存,所以性质特别稳定。
而天然岩沥青由于产生于岩石裂缝中,所受的压力与温度条件要比其他天然沥青高,故聚合程度很高,分子量也越大,软化点很高。
天然岩沥青的基本性质取决于它的聚合程度和纯净度,即软化点的高低及灰份含量的多少。
一般情况下,软化点越高,其聚合程度越高,平均分子量也越大。
需要指出的是,含含灰份量不同的天然岩沥青不能用软化点的高低比较其性能之优劣,因为灰份也直接影响软化点的高低。
只有含灰份量相同的天然岩沥青才可以用软化点来反映它们的氧化聚合程度,即组成情况。
1.试验仪器、材料1.1试验仪器沥青针入度仪(天津建筑仪器厂)恒温烘箱(大连干燥箱厂)软化点试验仪(北京科学实验仪器厂)恒温水浴箱(无锡市医疗设备厂)延度试验机(北京科学试验仪器厂)电光分析天平(沈阳分析仪器厂)1.2材料山东宏润70#道路重交沥青,sbs,天然岩沥青2.实验步骤根据基质沥青与sbs、天然沥青的特点,采用加热的方法在基质沥青中分别加入不同比例的sbs和天然沥青,并适当加入一些助溶剂共混。
PPA复合改性沥青混合料抗紫外光与热老化性能研究郭洪欣;郭洪杰【摘要】为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青混合料的抗热老化和紫外光老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性沥青及其混合料模拟老化试验,研究了多聚磷酸(PPA)及多聚磷酸与低剂量聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能.结果表明,PPA复合改性沥青的5℃延度随热老化和紫外光老化时间延长而减小,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h 后延度趋于稳定;抗车辙因子和软化点随紫外光老化时间延长而增大.随着紫外光老化时间延长,改性沥青混合料的高温性能先提高后降低,低温抗裂、疲劳性能呈下降趋势,PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用.%In order to improve the thermal aging resistance and UV aging properties of SBS and SBR polymer modified asphalt mixture,polyphosphoric acid-modified asphalt and its mixture were mixed according to the principle of equal heat and ultraviolet radiation in indoor and alpine high altitude area. Aging simulation test was conducted to study the thermal aging resistance and UV aging properties of polyphosphoric acid(PPA),polyphosphoric acid and low dose polymer modified asphalt. The results show that the 5 ℃ ductility of PPA composite modified asphalt decreases with the increase of heat aging and UV aging time,and the rutting factor and softening point increase with UV aging time. The ductility of PPA composite modified asphalt In stability,after 12 h UV aging ductility tends to be stable. With the aging of UV light,the high temperature properties of modified asphaltmixture firstly increased and then decreased,and the cracking resistance and fatigue properties at low temperature showed a decreasing trend. PPA had a significant effect on the anti-ultraviolet aging of matrix asphalt and low dose SBS and SBR modified asphalt mixture. PPA can be used as anti-aging agent for asphalt pavement in high ultraviolet radiation area.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)003【总页数】6页(P108-113)【关键词】道路工程;多聚磷酸;多聚磷酸复合改性沥青混合料;热老化;紫外光老化【作者】郭洪欣;郭洪杰【作者单位】呼伦贝尔市公路管理局,内蒙古呼伦贝尔021008;内蒙古呼伦贝尔市公路勘测规划设计有限公司,内蒙古呼伦贝尔021008【正文语种】中文【中图分类】TU5350 引言近年来,以多聚磷酸(PPA)为代表的化学改性剂由于其能够与基质沥青、低剂量聚合物改性沥青、橡胶改性沥青等发生化学反应,具有热储存稳定性好、改性工艺简单、价格低廉,可显著改善沥青混合料的温度敏感性、提高沥青路面对重载交通的适应能力、抗车辙和抗疲劳破坏性能优良等技术优势,化学改性剂PPA及PPA 复合改性沥青混合料越来越受到学术界和工程界道路工作者的重视,PPA改性技术已逐渐被大众所接受[1-3]。
SBS与天然沥青复合改性性能研究【摘要】sbs改性沥青因为具有良好的高温低温性能,是现在应用较为广泛的一种沥青改性方法;而天然沥青因为具有良好的高温性能,最近几年发展比较快的一种沥青改性技术。
本文通过对sbs 和天然沥青的复合改性来进行研究,通过一系列的试验得到具有良好的高低温性能且具有良好经济效益的配方。
【关键词】sbs;天然沥青;复合改性sbs改性沥青路面具有良好的高低温性能,在应用过程中得到了广大业主的认同,但是因为其价格比普通沥青高20%,因此制约了其在一些资金较为紧张地区的应用。
天然沥青改性沥青路面具有优异的高温性能,但其低温性能较差,冬季低温容易开裂,影响路面寿命。
通过对改性沥青的试验研究,发现sbs与天然沥青共同改性后的改性沥青具有很好的高低温性能,且降低了使用成本。
同时,天然沥青又可以作为一种抗剥落剂,在改性的过程中既起到改善高温性能,又起到增加与矿石粘附性的作用。
sbs是一种高聚物,是苯二烯与丁二烯共聚之后的产品。
天然沥青是石油在自然条件下,经千百万年的时间,在温度、压力、气体、无机物触、微生物及水分的综合作用下氧化聚合而成的沥青类物质。
由于它长年与自然环境共存,所以性质特别稳定。
而天然岩沥青由于产生于岩石裂缝中,所受的压力与温度条件要比其他天然沥青高,故聚合程度很高,分子量也越大,软化点很高。
天然岩沥青的基本性质取决于它的聚合程度和纯净度,即软化点的高低及灰份含量的多少。
一般情况下,软化点越高,其聚合程度越高,平均分子量也越大。
需要指出的是,含含灰份量不同的天然岩沥青不能用软化点的高低比较其性能之优劣,因为灰份也直接影响软化点的高低。
只有含灰份量相同的天然岩沥青才可以用软化点来反映它们的氧化聚合程度,即组成情况。
1.试验仪器、材料1.1试验仪器沥青针入度仪(天津建筑仪器厂)恒温烘箱(大连干燥箱厂)软化点试验仪(北京科学实验仪器厂)恒温水浴箱(无锡市医疗设备厂)延度试验机(北京科学试验仪器厂)电光分析天平(沈阳分析仪器厂)1.2材料山东宏润70#道路重交沥青,sbs,天然岩沥青2.实验步骤根据基质沥青与sbs、天然沥青的特点,采用加热的方法在基质沥青中分别加入不同比例的sbs和天然沥青,并适当加入一些助溶剂共混。
河南科技Henan Science and Technology 交通与土木工程总第806期第12期2023年6月复掺纤维AC-13C沥青混合料性能研究薛冰1,2邵景干1,2李文凯1,2孔凌宇1,2王俊超1,2姬小祥2,3(1.河南交院工程技术集团有限公司,河南郑州450046;2.绿色高性能材料应用技术交通运输行业研发中心,河南郑州450046;3河南交通职业技术学院,河南郑州450046)摘要:【目的】为改善沥青路面整体路用性能,选用玄武岩纤维、木质素纤维对AC-13C沥青混合料进行复合改性。
【方法】根据课题组前期的研究成果,确定纤维总掺量为0.4%,并拟定复掺方案。
通过对AC-13C沥青混合料进行配合比设计,确定不同纤维复掺方案下的最佳油石比;通过开展高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害等试验评价复掺纤维AC-13C沥青混合料的路用性能。
【结果】玄武岩纤维与木质素纤维掺配比例为2∶3时,高低温性能最优;掺配比例为3∶2时,混合料水稳定性能最优。
【结论】玄武岩纤维、木质素纤维的掺入能够改善沥青路面的路用性能。
关键词:玄武岩纤维;木质素纤维;矿料级配;路用性能中图分类号:U416.217文献标志码:A文章编号:1003-5168(2023)12-0081-04DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.12.015Study on Performance and Benefit of Fiber AC-13C Asphalt MixtureXUE Bing1,2SHAO Jinggan1,2LI Wenkai1,2KONG Lingyu1,2WANG Junchao1,2JI Xiaoxiang2,3(1.Henan Jiaoyuan Engineering Technology Group Co.,Ltd.,Zhengzhou450046,China;2.Research andDevelopment Center of Green High Performance Material Application Technology Transportation Industry, Zhengzhou450046,China;Henan College of Transportation,Zhengzhou450046,China)Abstract:[Purposes]To improve the overall road performance of asphalt pavement,basalt fiber and lig⁃nin fiber were selected for composite modification of AC-13C asphalt mixture.[Methods]Based on the research results of the previous research group,the total fiber content was determined to be0.4%,and a composite blending plan was proposed.By designing the mix proportion of AC-13C asphalt mixture,the optimal asphalt aggregate ratio under different fiber blending schemes were determined;by conducting tests such as high-temperature resistance to rutting,low-temperature resistance to cracking,and water damage,the road performance of composite fiber AC-13C asphalt mixture was evaluated.[Findings] When the ratio of basalt fiber to lignin fiber is2∶3,the high and low temperature performance is optimal, and when the ratio is3∶2,the water stability performance of the mixture is optimal.[Conclusions]The addition of basalt fiber and lignin fiber can improve the road performance of asphalt pavement.Keywords:basalt fiber;lignin fiber;aggregate gradation;road performance收稿日期:2022-11-15基金项目:2021年交通运输部重点科技项目清单(2021-TG-001);河南省科技攻关计划(222102320443);河南高等学校重点科研项目计划(22B58003)。
基金项目:国家自然科学基金项目(5165949);河南省科研创新计划项目(2017-CX0035)收稿日期:2019-04-25;修订日期:2019-06-18作者简介:公晋芳,女,1981年生,山东济南人,硕士,讲师,主要从事交通工程研究。
地址:河南省许昌市新兴路4336号,E-mail :chanlike@ 。
0引言将废旧轮胎通过机械粉碎后添加到基质沥青中制备橡胶沥青混合料,是公认的废旧轮胎无害化、资源化的处理方式,橡胶粉替代部分基质沥青有利于节约石油资源,橡胶沥青作为沥青混合料胶结料具有高黏、高弹、温度敏感性低的特性,橡胶沥青混合料抗裂、抗车辙、抗热裂化及紫外线老化性能良好,橡胶沥青路面噪音低、养护维修成本低[1-3];将废旧聚乙烯塑料应用于道路沥青的改性,能够明显提高沥青路面的刚性并显著减小沥青路面的车辙变形,从根本上改变沥青的热塑性,具有比SBS 改性沥青优异的高温抗车辙性能和良好的抗疲劳性、抗老化性和耐久性,在高温、交通量大、重载及超载比例高、长大纵坡等车辙易发地区路段有较好的适用性[4-6]。
但是橡胶改性沥青对沥青混合料性能的改善主要得益于其较高的黏度和弹性恢复性能,对沥青混合料高温性能改善不突出,而废旧塑料对沥青混合料低温性能改善不明显,甚至过多的塑料掺量将导致沥青混合料低温性能衰减[7-8]。
此外,回收橡塑材料来源广泛,导致产品的成分较复杂、质量良莠不齐,导致橡塑改性沥青性能不稳定,这一定程度限制了橡胶粉和塑料改性沥青的推广应用[9-13]。
本研究将废旧橡胶粉和回收塑料制备成橡塑复合改性剂,采用湿法改性工艺制备橡塑橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究公晋芳1,闫超超2(1.许昌职业技术学院,河南许昌461000;2.许昌市建设工程质量检测站,河南许昌461000)摘要:以废旧橡胶粉和回收聚乙烯塑料(PE )为主要原材料生产湿法改性橡塑复合改性剂,研究了橡塑复合改性沥青的高低温性能和流变特性,及其混合料的路用性能和抗疲劳性能。
胶粉-SBS复合改性沥青及混合料性能研究胶粉/SBS复合改性沥青及混合料性能研究引言:随着道路交通的不断发展和基础设施建设的加快推进,沥青路面作为一种常用的路面材料,得到了广泛应用。
然而,传统的沥青材料在面对高温、重负荷以及频繁的车辆行驶等恶劣条件时往往会出现龟裂、变形等问题,影响了道路的使用寿命和安全性。
为了提高沥青路面的性能,人们开展了大量的研究工作,其中胶粉/SBS复合改性沥青是最为重要和广泛研究的方向之一。
一、胶粉/SBS复合改性沥青及其制备方法:1.1 胶粉的性质和分类胶粉是一种树脂颗粒材料,其具有优异的附着性和黏度等特性,可以提高沥青路面的粘结力和耐久性。
胶粉根据来源和成分的不同可分为合成胶粉和天然胶粉。
天然胶粉一般是指橡胶粉,而合成胶粉则主要有红胶粉、丙烯酸酯等。
1.2 SBS的性质和优势SBS(丁苯橡胶-苯乙烯-丁二烯共聚物)是一种弹性体材料,具有优异的耐热性、抗老化性以及良好的粘结性和延展性。
在沥青改性中,加入SBS可以提高沥青的弹性模量、黏度和抗龟裂性能。
1.3 胶粉/SBS复合改性沥青的制备方法胶粉/SBS复合改性沥青的制备方法包括热溶法、共混法和熔体法等。
其中,热溶法将胶粉和SBS分别与沥青进行独立热溶后,再将两种改性物质混合,最后辅以机械搅拌来获得复合改性沥青。
二、胶粉/SBS复合改性沥青的性能研究:2.1 力学性能力学性能是评价胶粉/SBS复合改性沥青的重要指标之一。
研究表明,加入胶粉和SBS可以有效提高沥青的弯曲强度、抗剪切强度和抗拉强度,进而提高沥青路面的承载能力和耐久性。
2.2 稳定性稳定性是指沥青混合料在交通荷载作用下保持形状和结构的能力。
胶粉/SBS复合改性沥青具有较好的稳定性,可以减少沥青路面的变形和沉陷,提高路面的平整度和舒适度。
2.3 抗老化性能胶粉和SBS均具有优异的抗老化性能,可以减少沥青路面受紫外线和氧化等因素的影响,延长路面的使用寿命。
研究发现,胶粉/SBS复合改性沥青在高温和恶劣环境条件下依然能够保持较好的力学性能和稳定性。
SBS+橡胶复合改性沥青路用性能分析摘要:设计了一种复合改性沥青,该复合改性沥青中添加15%橡胶粉和3%的SBS,并设计实验评价其路用性能,实验结果表明该混合料的低温抗裂性、高温稳定性和、水稳定性均优于规范要求。
实体试验段的性能也优于规范要求。
关键词:改性沥青;配合比;路用性能1.SBS与橡胶粉复合掺量SBS与橡胶粉是改性沥青的两种常用掺剂,以适当比例掺于沥青之中可形成SBS改性沥青及橡胶改性沥青。
SBS改性沥青中SBS参量一般在3%~6%,橡胶改性沥青中橡胶粉的掺量一般为15%~25%。
SBS+橡胶复合改性沥青需同时掺加两种改性剂,故将两种改性剂的掺量在但用掺量的基础上适当降低,SBS降低到1%~3%,橡胶粉降低到5%~20%,共设计12种复合参配比,并测试其性能指标。
参配量及性能测试指标见表1。
表1 SBS与橡胶粉复合掺量及性能指标测试结果由于该类沥青将用于广州地区,因此要求其具有较好的高温稳定性,在各项指标均满足技术要求的基础上,要求针入度较小,软化点较高,延度应满足技术要求,弹性恢复尽可能大。
根据试验结果,选择的复合参配比为15%橡胶粉+3%SBS改性剂。
2.混合料配合比设计本文采用马歇尔法设计了ARAC-10沥青混合料配合比,并制作了6.7%、7.0%、7.3%三种油石比下的试件,试件实测技术指标见表2。
由试验可知,混合料最佳油石比为7.0%。
表2不同油石比初试级配马歇尔试件技术指标3.路用性能试验从高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等方面评价该沥青混合料的路用性能,制作试件并进行了相关试验。
(1)高温稳定性沥青混合料的高温性能是指在高温和交通荷载双重作用下沥青路面抵抗变形的能力。
本文使用了车辙试验的方法,制作了热拌热压、热拌温压、热拌温压加助碾剂三组试件,三组试件的动稳定度分别是4811次/mm、4428次/mm、4762次/mm,均远高于规范要求的3500次/mm。
其中热拌热压成型的沥青混合料动稳定度最高,热拌温压成型的沥青混合料动稳定度略低于热拌热压沥青混合料,但加入碾压助剂之后热拌温压沥青混合料动稳定度有所提高,接近于热拌热压成型的沥青混合料,说明碾压助剂能改善沥青混合料的压实特性,使其在较低的温度下也能保证较好地压实。
LDPE与DOP复合改性沥青及其混合料性能研究程培峰;薛剑龙【摘要】为了改善低密度聚乙烯(LDPE)改性沥青的低温性能,将增塑剂(DOP)掺入LDPE改性沥青对其进行增塑.通过不同改性剂掺量下的沥青性能试验确定了LDPE 与DOP合适的掺量范围,通过高温车辙、低温小梁弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂试验评价了沥青混合料的路用性能.试验结果表明:LDPE与DOP复配后,复合改性沥青的低温延展性得到明显提升,感温性能与抗老化性能也有一定改善;改性沥青混合料的低温抗裂性大幅度改善,同时也具有良好的高温稳定性和水稳定性能.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)008【总页数】5页(P59-62,99)【关键词】复合改性沥青;LDPE;DOP;增塑;路用性能【作者】程培峰;薛剑龙【作者单位】东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TU5350 引言随着我国交通的迅速发展及轴载的日益加重,越来越多性能优良的改性沥青被应用于工程实际当中。
目前,改性沥青大多通过在基质沥青中掺入聚合物改性剂获得[1]。
聚合物改性剂可分为3类:(1)热塑性橡胶类,如SBS、SBS改性沥青对改善沥青的高低温性能及疲劳性能均具有显著效果;(2)橡胶类,如丁苯橡胶(SBR),橡胶类改性沥青的优势在于具有较好的低温性能,但高温性能改善不明显;(3)塑性树脂类,如聚乙烯(PE)、EVA等,这类改性沥青能在高温性能上取得较好的效果,但低温抗裂性较差[2-5]。
值得注意的是,低密度聚乙烯(LDPE)应用广泛,根据我国塑料工业的发展现状,以低密度聚乙烯(LDPE)为原料的塑料废弃物在环境问题上很严峻,是造成白色污染的一大源头。
如果将LDPE作为沥青的改性剂,不但可以科学地解决环境污染问题,而且还能起到废弃物再利用的作用。
但是,根据实验数据显示,LDPE改性沥青存在着高温性能表现良好,而低温性能不能满足使用要求的这一棘手问题[6]。
关于改性沥青混合料的试验研究改性沥青混合料是一种在沥青混合料中加入适量改性剂来改善沥青性能的材料。
在现代道路工程中,改性沥青混合料已被广泛应用,因为它具有优异的耐久性和性能稳定性。
为了进一步了解改性沥青混合料的性能,许多试验研究已经进行。
一种常见的改性剂是橡胶粉。
橡胶粉是由废旧轮胎经过特殊处理后得到的一种粉末材料。
添加橡胶粉能够显著改善沥青混合料的强度、抗龟裂性能和抗老化性能。
因此,进行试验研究以评估橡胶粉对改性沥青混合料性能的影响是非常重要的。
在进行试验研究时,首先需要选择适当的试验方法。
常用的试验方法包括马歇尔试验、间接张力试验和迈克尔提比试验。
这些试验方法可以评估改性沥青混合料的抗剪强度、变形特性和断裂能力。
通过这些试验方法,可以确定橡胶粉对改性沥青混合料性能的影响。
试验研究还需要考虑改性沥青混合料的配合比例和橡胶粉掺量。
配合比例是指沥青、骨料和添加剂之间的质量比例。
通过调整配合比例,可以得到不同性能的改性沥青混合料。
橡胶粉的掺量则影响了改性沥青混合料的性能。
需要找到最佳的橡胶粉掺量,使改性沥青混合料的性能达到最佳状态。
除了试验方法和配合比例,试验研究还需要考虑不同条件下的改性沥青混合料性能。
例如,可以研究改性沥青混合料在高温条件下的性能,以评估其抗高温龟裂性能和变形特性。
此外,还可以研究改性沥青混合料在低温条件下的性能,以评估其抗低温龟裂性能和断裂能力。
这些试验可以提供改性沥青混合料在不同条件下的性能参数,并指导实际应用。
总之,改性沥青混合料的试验研究非常重要以评估其性能。
通过选择适当的试验方法、调整配合比例和研究不同条件下的性能,可以得到具有良好性能的改性沥青混合料。
这些研究成果将为道路工程提供优异的材料支持,提高道路的耐久性和使用寿命。
复合改性沥青混合料性能的研究
发表时间:2018-12-29T09:31:24.220Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第29期作者:黄芳
[导读] 本文主要研究掺入2%蒙脱土的SBS改性沥青混合料的力学、水稳、抗老化等性能,以SBS改性沥青混合料和基质沥青混合料作为平行对比实验组。
山东交通职业学院 271000
摘要:在调研基础上,对蒙脱土和SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料的微观形貌进行分析,分别结合试验研究结果,对比分析SBS改性沥青混合料和SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料在力学、水稳定以及抗老化三方面的性能。
关键词:SBS/蒙脱土复合改性;沥青混合料;抗老化性能;水稳定性
作为衡量国家经济水平的重要指标[1],公路交通基础设施建设受到各国的高度重视。
沥青路面是国内外使用最为广泛的路面材料,但由于沥青本身是一种黏弹性材料,且对温度的敏感性高,在日照、雨雪冲刷,车辆荷载等因素的共同作用下,老化病害较多,本文主要研究掺入2%蒙脱土的SBS改性沥青混合料的力学、水稳、抗老化等性能,以SBS改性沥青混合料和基质沥青混合料作为平行对比实验组。
1基本物理指标分析
选用粗集料(10-20mm,3-5mm两种规格的石灰岩碎石)、细集料(天然河砂和石屑)、矿粉、AH-50道路石油沥青[2]、SBS改性沥青和SBS/蒙脱土复合改性沥青(2%蒙脱土)作为混合料的原材料,分别采用三种不同种类沥青各自的最佳沥青用量,按同样的矿料配合比制作马歇尔试件,通过沥青三大指标试验和马歇尔试验,验证改性剂对沥青及沥青混和料性能的影响未老化前,取基本物理参数进行对比,如表1和表2。
2老化后物理指标分析
按GB/T 5304-2001《石油沥青薄膜烘箱试验法》规定,采用旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT),通过分析老化前后沥青的质量损失、针入度、软化点和延度研究三种沥青混合料的抗老化性能。
其中,样品以(15±0.2)r/rain速度转动,在(163±0.5)℃下受热时间不少于75 rain。
整理老化前后基质沥青混合料,SBS改性沥青混合料以及SBS/蒙脱土改性沥青混合料的质量损失、针入度、软化点和延度,如表3所示。
表 3考虑改性剂后沥青混合料老化性能对比表
T(1)针入度
沥青老化后针入度减小,残留针入度比可以有效反映了沥青老化前后性能的变化。
其中残留针入度比越大,沥青混合料的抗老化性能越好,从3中可以看出,SBS/蒙脱土复合改性沥青老化前后的针人度变化相对另外两者最小,其抗老化性最好。
(2)软化点
试验中软化点常用于分析沥青混合料的高温稳定性,随着沥青的老化,沥青混合物一般会变稠硬化,其软化点相应升高。
从3中可以看出,基沥青的软化点明显升高,SBS改性沥青软化点变化微弱,软化点明显下降的为SBS/蒙脱土复合改性沥青。
可以看出,老化作用对基质沥青混合料,SBS改性沥青混合料以及SBS/蒙脱土改性沥青混合料流变性能的影响各有不同。
able 3 Comparison of aging performance of asphalt mixture with the consideration of modifier
(3)延度
随着沥青混合料的老化后硬化,延度会想用变小,因此可用沥青残留延度来分析沥青混合料的的老化程度,进而分析沥青的抗老化能
力,以及老化后的低温性能。
从3中可以看出,聚合物SBS虽然可以大幅改善沥青混合料的延度,但由于在基质沥青本身老化的同时,聚合物SBS改性剂也发生老化,导致老化后的SBS改性沥青混合料延度急剧下降,其残留延度比仅为15.8%;而SBS/蒙脱土复合改性沥青老化后残留延度比为
48.5%,可以看出,由于蒙脱土片层可均匀分散在沥青中,可以起到较好的阻隔作用,抑制氧的渗透,增强聚合物SBS改性沥青混合料的抗老化能力。
3 结语
本文针对SBS改性沥青混合料和SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料的工程应用性能展开了详细研究,在调研基础上,对蒙脱土和SBS/蒙脱土复合改性沥青的微观形貌进行分析,分别结合试验研究结果,对比分析SBS改性沥青混合料和SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料在力学、水稳定以及抗老化三方面的的性能。
得到如下结论:
(1)基质混合料、SBS改性沥青混合料和SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料中SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料稳定度最高,说明高温下复合改性沥青抵抗重载能力高[5];流值比基质沥青混合料小,但比SBS改性沥青混合料大,说明在高温下复合改性沥青混合料的变形较大;马歇尔模数最大,说明复合改性沥青混合料高温稳定性与低温抗裂性最佳。
(2)基质混合料、SBS改性沥青混合料和SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料的水稳定度符合要求(>80%),而且SBS/蒙脱土改性沥青混合料的残留稳定度最高,水稳定性更好。
(3)在抗老化分析中,综合针入度、软化点和延度三方面指标,SBS/蒙脱土复合改性沥青混合料的抗老化性能相对最佳。
这是由于蒙脱土片层可均匀分散在沥青中,可以起到较好的阻隔作用,抑制氧的渗透,增强聚合物SBS改性沥青混合料的抗老化能力。
参考文献
[1]交通部综合规划局.2006年公路水路交通行业发展统计公报[J].交通财会,2007,149(6):34-35.
[2]交通部公路科学研究所.公路工程集料试验规程:JTGE42-2005[M].人民交通出版社,2005.
[3]陈文震,李海涛. AH-50道路石油沥青在高速公路中的应用[J]. 公路交通科技:应用技术版,2006(10):82-84.。