当前位置：文档之家 › 橡胶粉改性MAC沥青混合料路用性能的研究

橡胶粉改性MAC沥青混合料路用性能的研究

  • 格式：pdf
  • 大小：126.32 KB
  • 文档页数：3

收稿日期——5作者简介孔令栋(3—),男,山东巨野人,助理工程师。

橡胶粉改性MAC沥青混合料路用性能的研究孔令栋,韩秀青,马　霞(山东省交通科学研究所,山东济南　250031)摘要:主要讨论了橡胶粉在MAC 沥青混合料中的应用,研究了橡胶粉干法改性沥青混合料高温性能、抗水损害性能及混合料的抗飞散性能,证明了其优良的路用价值。

关键词:MAC 沥青;橡胶粉;干法中图分类号:U416.217文献标识码:AThe study on M AC powder r ubber m od i f ied a spha lt m i xtur epa vem en t per form anceK ON G L ing -dong,HA N X iu -qing,MA X ia(S handong Transportation Instit u t e,S handong J i nan 250031C hina)Ab stra ct:This article mainly discussed the dry method app licati on of rubber powder in MAC asphalt mixtu re,and studied the high te mp erature stability,anti -water m ixtu re p r operties and da mage of the an ti -flying per 2formance of the dry powder rubber mod ified asphalt m ix 2ture .Finally,it p roved that the rubber powder had an excellen t value of road app licati on .K ey word s:MAC asphalt;rubber po wder;dry method引言橡胶粉是一种工业废料,通过对废旧轮胎加工粉碎得到。

资料显示,我国2004年共消耗生胶245万t,占世界第一位,报废的轮胎达到112亿条,加上胶管、胶带、胶鞋及其它橡胶制品,废胶复合材料将近600万t 。

橡胶粉在路面工程中的应用历史可追溯到100年前,19世纪30年代,英、法修筑了许多试验路段,从此,胶粉改性沥青的应用研究逐渐得到了发展。

橡胶粉在路面工程中的使用主要有干法和湿法两条技术路线。

“湿法”改性沥青料,又称为橡胶沥青胶结料,即在骨料拌和之前,先将橡胶投入高温沥青中,通过长时间高温强制搅拌或结合其他手段,使之在沥青中溶解或溶胀。

该方法在美国应用较广,在我国也得到了一定的研究和应用。

另一类称为“干法”改性沥青混凝土,基本方法是将橡胶颗粒直接喷入拌缸中与沥青、石料一起拌和,制成橡胶粉改性沥青混合料。

“干法”改性沥青混凝土施工方便,不需要复杂的加工工艺,有其自身的优点。

以往的研究认为,由于橡胶颗粒要占用混合料的体积,所以橡胶改性沥青混合料不适宜采用密级配,而应该采用开级配。

无论密级配还是开级配掺入胶粉,只是对胶泥成分发生变化,只要混合料的掺加比例适当,仍然可以提高混合料的性能。

因此,本文采用密级配对橡胶粉改性沥青混合料采用干拌的方法进行性能研究。

1　混合料级配设计MAC 沥青是美国沥青材料公司发明的一种新型改性沥青,采用化学改性,凝胶法生产。

因其具有较大的粘度及模量而被广泛的应用于大粒径碎石沥青混凝土基层及沥青面层。

其最早应用是1991年10月美国第二条S MA 试验路—70#州际公路采用MAC 沥青S M A 结合料。

1998年山东省博莱高速公路沥青玛蹄脂试验路采用MAC 沥青,路面使用状况良好。

图1　AC -20级配曲线图 沥青采用M 沥青,橡胶粉采用青岛绿叶公司采用常规破碎方法生产的目粒径斜交胎橡胶粉,——:2008122:198AC 8012指标见表1,集料采用长清双泉料场生产的石灰岩质石料。

试验采用向混合料中掺加占沥青混合料重0‰、3‰、5‰、8‰橡胶粉,选用AC—20级配进行沥青混合料级配设计,级配曲线见图1。

表1　橡胶粉等级及技术指标目数平均粒度(um)过筛率(%)≥水分(%)≤灰分(%)≤丙酮抽取物(%)≤纤维含量(%)≤金属含量(%)≤8017595110150.50.08 混合料设计采用S UPERP AVE方法,利用旋转压实进行混合料级配设计。

为了对应现场压实功,压实次数为100次,压力为600kPa。

混合料最佳沥青含量确定方法有两种:一种是采用规范方法,多因素综合确定;另一种方法是由于空隙率是混合料设计中最关键的指标,通过空隙率确定沥青含量。

为了对混合料进行同一标准进行评价,使各种沥青混合料按空隙率为4%确定最佳沥青含量。

考虑到MAC沥青的性能及温度对其老化的影响,压实温度采用170℃,试验结果见表2。

表2　沥青混合料体积指标体积指标OAC(%)VV(%)V MA(%)VFA(%) MAC+0‰胶粉 4.64.014.171.5 MAC+3‰胶粉 4.33.913.972.2 MAC+5‰胶粉 4.13.913.971.9 MAC+8‰胶粉 3.94.114.572.5 从表2可以看出,由于胶粉掺量的增加,胶粉逐渐填充了矿料间隙,在同一空隙率指标下,最佳沥青含量逐渐减小,其它指标变化不大。

2　高温稳定性能评价2.1　汉堡轮辙试验汉堡轮辙试验是采用一定规格和重量的钢制轮子在浸泡于温度为40—55℃的水中的沥青混合料试件表面上来回碾压,通过测量沥青混合料的轮辙深度和变形曲线的特征判断沥青混合料的浸水抗变形能力。

该试验条件较为残酷,既测试了混合料的高温抗变形能力,又考虑了水对混合料的影响,较好的模拟了高温多雨气候对沥青路面的影响。

为了对橡胶粉改性MAC沥青混合料高温稳定性进行评价,本文对不同掺量橡胶粉MAC沥青混合料按照试验确定的最佳沥青含量采用旋转压实进行试件成型,考虑到现场施工压实度的原因,参考美国T283试验控制方法,试件控制空隙率为7±1%,水浴温度为50℃,试验结果见表3。

从表3可以看出,随着胶粉掺量的增加,混合料抗变形能力逐渐增强,相对变形减小,胶粉掺量为‰时,试件的变形量还不到不掺胶粉的一半,有力地证明了其良好的高温稳定性及抗水损害性能。

表3　不同胶粉掺量下混合料汉堡轮辙试验混合料类型OAC(%)碾压次数变形量(m m) MAC沥青不加胶粉 4.610000200005.269.86 MAC沥青加3‰胶粉 4.310000200005.057.59 MAC沥青加5‰胶粉 4.110000200003.695.33 MAC沥青加8‰胶粉 3.910000200003.454.11 2.2　车辙试验室内车辙试验是目前评价沥青混合料高温稳定性最常用的评价方法,由于其操作较为简单,对结果反映比较直接,因此,采用车辙试验对橡胶粉改性沥青混合料的高温稳定性进行评价。

采用最佳沥青含量,按照马歇尔密度进行轮碾法进行试件成型。

试验结果见表4。

表4　不同胶粉掺量下混合料车辙试验序号掺加剂D S(次/mm)10‰胶粉155823‰胶粉237935‰胶粉314448‰胶粉4980图2　不同胶粉掺量下混合料车辙试验结果 从图可以明显地看出,随着胶粉掺量的增加混合料动稳定度急剧增加,混合料动稳定度与胶粉掺量——孔令栋,韩秀青,马　霞:橡胶粉改性MAC沥青混合料路用性能的研究822 2呈指数关系增长。

高温稳定性得到极大的改善,说明胶粉对混合料的高温稳定性的改性效果非常明显。

2.3　水稳定性试验对不同胶粉掺量下MAC沥青混合料采用冻融劈裂试验进行水稳定性评价。

现行混合料试验规程规定,对混合料进行击实50次/面进行成型,该方法受环境的影响较大,且试件指标很难统一,因此采用旋转压实仪,控制空隙率7±1%进行成型进行冻融劈裂试验,试验结果见表5。

表5　不同橡胶粉掺量下混合料冻融劈裂试验结果序号掺加剂R T1(M Pa)R T2(M Pa)TS R(MPa)10.0%胶粉0.640.7684.020.3%胶粉0.620.7581.930.5%胶粉0.620.7582.340.8%胶粉0.610.6987.2 从试验结果可以看出,随着胶粉掺量的增加,混合料的抗拉强度略有降低,但随着胶粉掺量的增加, TSR值逐渐增大,说明胶粉的掺加对混合料的抗水损害性能有所改善。

2.4　肯塔堡飞散试验随着胶粉掺量的增加,混合料最佳沥青含量逐渐减小,为了测试由此对混合料粘结性能的影响,进行肯塔堡飞散试验。

从表6可以看出,虽然最佳沥青含量在逐渐减小,混合料的粘结性能却逐渐增强,抗飞散能力得到了提高,这是由于胶粉在沥青混合料中吸收沥青中的轻质油分而溶胀,胶粒变得疏松而柔软,恢复一定的塑性和粘性且橡胶成分扩散到沥青中而赋予了沥青新的性质,在一定程度上增大了沥青的粘性,胶粉的作用实际上是介于纤维稳定剂和沥青改性剂之间。

表6　不同胶粉掺量下混合料肯塔堡飞散试验结果序号掺加剂OAC(%)VV(%)△S(%) 10‰胶粉 4.6 6.717.923‰胶粉 4.37.414.535‰胶粉 4.17.113.248‰胶粉 3.97.510.33　结语从以上结果可以看出,随着胶粉掺量的增加, MAC沥青混合料路用性能得到了明显的改善。

由于橡胶粉的成本较沥青要低,随着胶粉掺量的增加,沥青含量的减少,混合料总的成本却在降低。

在本文的研究结果,沥青混合料的高温性能、水稳定性能、粘结性能都随胶粉掺量的增加而增强,表明橡胶粉对MAC沥青混合料的路用性能起到了积极的作用,且沥青混合料的性能数据都是呈现单一增强的趋势,从本文试验所采用的掺量来看并没有出现一个峰值可供参考采用,但考虑到胶粉掺量的增加,混合料的粘稠度增加,不宜拌和,现场的施工也造成压实困难,因此,推荐采用8‰掺量为宜。

参考文献:[1]　王林,荆玉才,陈江.MAC沥青与MAC沥青混合料[J].石油沥青.2001,15(2):35-40.[2]　赵淑改,孔肖梅.高速公路MAC改性沥青砼配合比设计[J].西部探矿工程.2002,4:114-115.—3—山东交通科技 2009年第3期2。

合集下载

橡胶粉改性沥青性能影响因素

橡胶粉改性沥青性能影响因素

橡胶粉改性沥青性能影响因素浅析摘要：本文介绍了橡胶粉改性沥青改性机理，分析了搅拌温度、橡胶粉剂量、稳定剂和搅拌时间等因素对橡胶粉改性沥青性能的影响。

关键词：橡胶粉改性沥青；性能；影响；因素。

沥青路面中关键的材料为其中的沥青，我国的沥青路面发展历程近二十年，从最初的普通沥青发展到后来的改性沥青，现在已经有多种改性沥青面世，橡胶粉改性作为其中的一种，2004年才开始引进我国，在沥青路面中使用橡胶粉改性沥青不仅能全面提高路面的性能，而且具有良好的社会经济效益。

1 橡胶粉改性沥青的改性机理橡胶粉改性是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。

橡胶粉不发生裂解，吸收基质沥青中轻质部分，一方面直接改善基质沥青，另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。

橡胶沥青中橡胶粉的含量在18%以上，熔胀反应后，橡胶颗粒的体积比重在30－40%左右，胶结料和混合料都能显著表现出橡胶的物理、力学、化学性能。

硫化橡胶与沥青同属非极性材料，沥青中被视为可溶质的粘度小的低分子油份和蜡占沥青成份的54%以上，当橡胶经过一定处理后与沥青加热混溶时，橡胶在高温下被沥青中的低分子油份溶胀后，一方面使油份粘度增加和稠度提高，另一方面使橡胶分子的作用力减小。

由于橡胶是一种高分子化合物，除富有弹性外，还有很高的自粘性和互粘性，它比沥青的粘度高得多，当橡胶和沥青混溶成一体后，沥青的粘度提高了；当橡胶被充分溶胀而未裂解时，它既能以单独相存在又形成连续的网络。

2橡胶粉改性沥青的性能影响2.1 搅拌温度对改性沥青性能的影响沥青既可以看成胶体结构，也可以看成由高分子组成的混合物。

其分子量的大小决定其软化点的大小。

当搅拌温度低时，沥青的分子链的运动程度相对较小，其粘性较大，不利于胶粉与沥青混和均匀，及沥青分子与胶粉中的橡胶网状结构结为一体，使改性沥青的分子量相对较小，其沥青的软化点相对较低。

当温度高时，沥青体系中的分子链与胶粉能够很好的结为一体，使改性沥青的相对分子量增大，软化点相对提高。

改性沥青混合料

改性沥青混合料

改性沥青混合料1. 引言改性沥青混合料是一种常用于道路铺设的材料，它通过将沥青与其他材料进行混合改性，以提高其性能和耐久性。

改性沥青混合料有着较好的抗裂性、抗剪切性、抗水损害性等特点，在道路工程中得到了广泛应用。

本文将介绍改性沥青混合料的基本概念、种类、性能及其在道路工程中的应用。

2. 改性沥青混合料的基本概念改性沥青混合料是由沥青和其他材料，如添加剂、纤维素等，按一定比例混合而成的材料。

沥青作为改性沥青混合料的主要组成部分，起到粘合和润湿骨料的作用，提高混合料的强度和稳定性。

3. 改性沥青混合料的种类改性沥青混合料根据改性方法和改性剂的种类可分为多种类型，常见的有：3.1 聚合物改性沥青混合料聚合物改性沥青混合料是将聚合物改性剂添加到沥青中，通过改善沥青的粘附性、抗老化性和变形性能来提高混合料的性能。

常见的聚合物改性剂有SBS（聚合物-胶粘剂-沥青）、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）等。

3.2 橡胶改性沥青混合料橡胶改性沥青混合料是将橡胶粉、橡胶颗粒或橡胶乳液添加到沥青中，通过橡胶的弹性和抗老化性能来改善混合料的性能。

橡胶改性沥青混合料具有较好的抗裂性和耐久性，特别适用于高流量道路的铺设。

3.3 纤维素改性沥青混合料纤维素改性沥青混合料是将纤维素纤维添加到沥青中，通过纤维素的增强效应来提高混合料的抗裂性和抗剪切性能。

纤维素改性沥青混合料具有良好的可加工性和抗裂性能，适用于道路修补和反射裂缝的预防。

4. 改性沥青混合料的性能改性沥青混合料相较于传统沥青混合料具有以下优势：4.1 抗裂性改性沥青混合料通过添加剂、纤维素等改善了沥青的抗裂性能，减少了路面裂缝的产生，在道路使用寿命和平稳性上有明显提高。

4.2 抗水损害性改性沥青混合料具有较好的抗水损害性能，能够减少道路在雨水侵蚀下的老化和破损，延长路面的使用寿命。

4.3 抗剪切性改性沥青混合料通过添加聚合物、橡胶等增强剂，提高了沥青的抗剪切性能，使得混合料在交通荷载下有较好的稳定性和抗变形能力。

橡胶沥青及橡胶沥青混合料水稳性研究

橡胶沥青及橡胶沥青混合料水稳性研究

橡胶沥青及橡胶沥青混合料水稳性研究摘要本文通过对国内外关于橡胶沥青的研究进行分析和研究，对橡胶沥青的改性机理进行综合的研究分析，通过室内试验，得出了不同的搅拌温度、胶粉目数和胶粉掺量以及搅拌时间等因素对橡胶沥青性能的影响。

另外通过试验也发现，各因素对沥青性能的改性效果方面都存在着合理的范围。

在研究改性沥青的基础上，又对影响影响橡胶沥青水稳定的因素进行了分析，对胶粉的目数和胶粉的掺量进行了验证性的分析。

得出如下结论，目数越大，两种评价方法得出结论并不一样，而胶粉的掺量越好，橡胶沥青混合料的水稳定越好。

关键词橡胶沥青；胶粉；水稳定性；橡胶改性沥青中图分类号u416.217 文献标识码a 文章编号1674-6708（2011）41-0079-030 引言随着我国的经济快速发展，我国汽车拥有量越来越多，但随之而来的承受的环保压力，据统计，一般来说，每一辆车的寿命只有11年~12年，而轮胎寿命确仅有2年~3年，每一个轮胎需要30kg~40kg橡胶，平均下来，一辆车每年产生10kg废旧轮胎。

我国在2004年废旧轮胎的产生量已经超过了1.12亿条，预计到2011年将会超过2亿条，可见废旧轮胎已经成为最大的固体废物来源，自改革开放至今，是我国公路建设历史上发展最快的时期。

随着我国汽车工业的飞速发展，作为废旧轮胎的数量也随之增加，已成为目前人们社会关注的重大环保课题。

而经过国内外的研究，在沥青中添加橡胶粉，制成分散均匀的改性沥青能够显著的提高沥青的各项性能。

这就为废旧轮胎的处置提供一个新方案，因此，用胶粉改性沥青既能提高沥青及沥青混合料的路用性能，又能对使废旧轮胎资源再利用，解决环保难题，是件双赢的事情。

本文借鉴国内外的研究成果，对胶粉改性沥青及沥青混合料的性能进行探讨和研究。

1 主要研究内容和技术路线在他人的研究基础上，通过室内试验，使用废旧轮胎胶粉对沥青进行改性，并对橡胶沥青混合料水稳定性进行分析。

具体研究内容如下：1）探索废旧橡胶轮胎胶粉改性沥青机理，并探索橡胶沥青的基本本质；2）利用室内试验研究改性过程中制备温度、改性时间、胶粉目数及胶粉掺量等不同因素影响下橡胶沥青性质的变化；3）对橡胶沥青混合料水稳定进行研究，并分析不同的胶粉目数和胶粉掺量对橡胶沥青混合料水稳定性的影响。

橡胶沥青及橡胶粉改性沥青重点技术指标要求

橡胶沥青及橡胶粉改性沥青重点技术指标要求

橡胶沥青及橡胶粉改性沥青重点技术指标要求1.黏度：橡胶沥青及橡胶粉改性沥青的黏度指标主要是为了确保其在施工过程中的易于施工性和粘附性。

在20℃下，橡胶沥青的黏度应在3000-6000mPa·s之间。

2.软化点：橡胶沥青的软化点是指其在受热后开始变软的温度。

软化点的合理范围能够保证橡胶沥青的附着性和抗沥青流淌性。

合格的橡胶沥青的软化点应在50-80℃之间。

3.硬度：硬度指标主要用于评估橡胶沥青及橡胶粉改性沥青的强度和耐久性。

常用的硬度测试方法有杜氏硬度（DU）和钢球压痕硬度（TPH）。

杜氏硬度一般要求在25-35之间，而TPH硬度要求在20-70之间。

4.粘附性：橡胶沥青及橡胶粉改性沥青的粘附性是指其在路面上的粘附程度。

良好的粘附性能可以确保材料与路面的牢固结合，延长沥青路面的使用寿命。

合格的橡胶沥青及橡胶粉改性沥青在潮湿条件下的剪切粘附性要达到0.6MPa以上。

5.可反应性：橡胶沥青及橡胶粉改性沥青中的橡胶颗粒需要与沥青基质发生反应，以提高材料的弹性和耐久性。

橡胶粉改性沥青的反应程度可以通过测量沥青和橡胶粉研磨后的质量损失来评估。

质量损失不超过2%能够符合可反应性要求。

6.抗老化性：橡胶沥青及橡胶粉改性沥青应具有较好的抗老化能力，能够在使用寿命内保持稳定的性能。

一种常用的老化指标是延伸硬化度（RTFOT）。

在RTFOT测试中，橡胶沥青的硬化度应不超过100%，以确保其良好的抗老化性。

7.动态剪切粘度：动态剪切粘度是指橡胶沥青及橡胶粉改性沥青在受力下的流变性能，主要用于评估材料的变形能力。

合格的橡胶沥青的动态剪切粘度应在1000-5000Pa·s之间。

总结起来，橡胶沥青及橡胶粉改性沥青的重点技术指标要求包括黏度、软化点、硬度、粘附性、可反应性、抗老化性和动态剪切粘度。

这些指标的要求可以保证橡胶沥青及橡胶粉改性沥青具有良好的性能和耐久性，提高道路的使用寿命。