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SBS橡胶粉复合改性沥青混合料应用研究
39 4 33.5 34.1 40.2 38.3 32.6
为了进一步验证复合改性沥青材料的低温性能.综 合分析了O℃和一10℃时的低温弯拉试验结果.从表3可 以看出.低温条件下复合改性沥青混合料的弯拉模量明 显低于普通沥青混合料.反映出复合改性沥青混合料良 好的低温柔韧性,,
袭3沥青混合料低温峦}立试聍结果
结合以上分析.该试验路段的混合料在设计过程中 按照AC—S型骨架密实型间断嵌挤级配进行设计。由于在 采用s型嵌挤级配作马歇尔试验时。绘制的各种指标与油 石比的关系曲线中密度与稳定度经常不出现峰值.所以 在选择最佳油石比时,以目标空隙率为准,确定最佳沥青 用量,但按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40— 2004)11 3中密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标 准进行控制。 1.4性能测试 1.4.1复合改性沥青性能测试
衰2 复合改性沥青混台料马歇尔稳定度试验结果
藿现试验 (60℃,30 min)
残留值试验 (60℃,48 hl
2.37l 2.373 2.369 2.372 2.375 2.370
2 23 2.19 2.20 2.25 2.23 2.2l
7 96l 7 954 8 102 6 536 6 754 6 489
运输车辆采用载重30 t以上的自卸汽车。统一车型 和吨位。施工现场每台摊铺机前至少有2辆待卸车辆,以 保证施工不问断,有利于提高路面平整度。为了防止沥青 混合料粘在车厢内。应在装料前用油水混合液涂刷车厢。 应采用三段装车法.及时移动车辆,尽量缩短卸料口到车 厢的距离,减小混合料离析。运输车辆必须加盖篷布或棉 被,以保证改性沥青混合料到达施工现场时温度不低于 160℃。严格控制料车出场时间,超过4 h的要坚决废弃。
0
5 97
6.25
5 870
4 650
10
8.94
8.68
13 640
10 500
2施工工艺及质量控制
2.1混合料拌和 采用德国T.INTEC拌和机.产量为240 t·h一.其粘度应
控制在1.5~4.0 Pa·s。这么大的粘度可能会造成泵送时间 太长、热料仓等料等问题,使混合料出料温度偏高,并影 响拌和楼产量。所以,应将反应罐尽可能靠近拌和楼,以 缩短输送管长度.同时也可加粗管子或采用较大功率的 沥青泵输送。此外,在生产前30~60 min应对管子进行预 热。拌和时间由试拌决定.一般加入集料后干拌5~10 s, 加入沥青后湿拌35~40 h。 2.2混合料运输
0引言
1材料与测试
随着中国橡胶粉加工技术的发展.废旧轮胎橡胶粉 正作为集绿色环保、沥青改性于一体的资源再利用材料 而逐步受到重视。将废旧橡胶粉用于公路建设,不仅能改 善沥青混合料的使用品质.延长路面的使用寿命,而且有 利于资源的回收利用。利用橡胶粉进行改性.可降低沥青 针入度,提高延度和软化点,改善高温性能。而SBS由于 自身具有塑性段和橡胶段,不同于常规的硫化橡胶,它可 以提高沥青的软化点和粘度,增加沥青的韧性.改善沥青 的低温性能。
本文综合考虑了SBS和橡胶粉在改性机理方面的特 点。采用SBS一橡胶粉复合改性技术,对改性沥青及其混 合料的性能进行了系统的测试,并依托武汉南三环新建 工程进行了试验段铺筑,经过1年多时间的实地观测。发 现SBS一橡胶粉复合改性沥青混合料具有优良的抗车辙 和抗开裂性能。
1.1原材料 原材料采用齐鲁石化AH一90基质沥青.SBS改性剂为
图2所示的当量软化点‰的数据也可得到同样的结果。
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改性方案 田l软化点随改性方案的变化
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圈2当■软化点阻改性方案的变化
随着SBS用量的增加,瓦。。显著增大,也说明沥青高温稳定 性提高。
沥青路面的低温抗裂性能主要与其低温变形性能 有关,低温延度和当量脆点等指标可评价改性沥青的低 温抗裂性能。基质沥青的低温(5℃)延度是8 cm.加入 8.5%芳烃油后增加至45 cm。使低温性能得到明显改善, 如图3所示。4%橡胶粉+10%SBS的样品延度为65 cm。14% SBS的样品延度可达80 cm.具体规律见图3。与基质沥青 相比,SBS一橡胶粉复合改性沥青的低温变形性能得到明 显改善。另外,基质沥青的当量脆点为一24.5℃.加入芳 烃油后略有上升。从图4可看出,当SBS含量为10%时,当 量脆点为一26.8℃,继续增J3nSBS至14%.当量脆点显著下 降,为一55.1℃。橡胶粉虽然经过脱硫处理,但还有部分 交联结构未破坏,仍保留了化学交联结构。SBS为热塑性 弹性体.是物理交联结构.它充分吸收沥青中的油分和 软沥青组分,体积膨胀,形成海绵状。化学交联结构和物 理交联结构结合在一起,可有效地降低沥青的脆点,改 善低温变形能力,从而提高改性沥青的低温性能。
北京金凯越公司生产的线型SBS.此外还有山东天源化 工有限公司的芳烃油.武汉合得利橡胶粉有限公司提供 的80目橡胶粉。
粗集料选用山东宁阳尺寸范围为lO~16 mm、5~10 mm和0~5 inm的石灰岩,细集料选用天然河砂.填料为球 磨优质石灰岩矿粉。 1.2改性沥青制备
采用外掺法计量,SBS一橡胶粉混合物占沥青和芳烃 油总量的14%.芳烃油用量为沥青的8.5%。按表l所示比 例进行试配。先把基质沥青与芳烃油混合,缓慢加热至 165℃~180℃。然后将制备的SBS一橡胶粉混合物分批倒 入装有沥青的高速剪切拌和机中.转速4 200 r·rain一,充 分混合2 h后停止搅拌。
2.3混合料摊铺 在每次开始施工前,应将摊铺机熨平板前端与施工
缝连成一条直线,然后调整仰角距离,与摊铺厚度吻合。 熨平板必须预热30 min以上.并保证夯锤正常工作。摊铺 机受料后应略作停顿,保证施工缝处充分加热。
沥青路面施工缝处理的好坏对平整度有一定的影 响。通常连续摊铺路段的平整度较好.而接缝处较差。处 理好接缝的关键是切除接头。用3 ni直尺检查端部平整 度,以摊铺层面直尺脱离点为界限,用切割机直线切除。 垂直面应先涂刷适量基质沥青再施工。接缝处采用斜向 碾压法。适当结合人工找平。使前后路段平顺衔接。 2.4碾压
了大量的橡胶粉.因此在进行复合改性沥青混合料配合 比设计计算时.有些体积指标不能按普通沥青混合料的 配合比设计方法进行计算。首先是橡胶粉占基质沥青的 比例较大.在计算沥青用量时不能将橡胶粉含量纳入其 中,只能作填料对待;其次是必须采用骨架密实型间断嵌 挤级配。在设计计算沥青混合料的体积指标时,充分考虑 橡胶粉在沥青混合料中所占空间。如果采用连续级配或 者不留足橡胶粉及其他改性剂在混合料中应占有的空 间,将导致复合改性沥青混合料路面在施工压实时橡胶 粉回弹而使混合料难以成型.造成沥青路面结构失稳而 出现病害。
万方数据
RMCM蕤蓑怒冀M&ac施hine工ry技&C术onstl'l埘on慨。。。。盱
衰l 复合改性沥青配合比方案
5幔J 500 500 500 500 500
0 42.5 42.5 42.5 42.5 42.5
0 O 76.0 21.7 54.3 O
0 0 0 54.3 21.7 76.0
13矿料配合比设计 由于SBS一橡胶粉复合改性沥青在基质沥青中加入
刘红平
LIU Hong-ping
长安大学工程设计研究院,陕西西安710064
Engineering Design Research Institute,Chang’an University,Xi’an 71 0064,Shaanxi,China
【摘要】利用废旧橡胶粉;FOSBS对沥青进行复合改性,不仅体现出良好的经济效益,而且复合改性沥青的路用性能 良好。结合武汉市南三环线试验段工程,采用骨架密实型间断嵌挤级配进行混合料配合比设计,严格控制施工质量, 经过1年多的运营观测,没有发现裂缝和车辙。 【Abstract】To apply waste rubber powder and SBS for asphalt modification shows not only great economic benefit. but also excellent road performance of composite modified asphalt.The skeIeton—dense intermittently— embedded—gradation is applied in test section of southern No.3 Ring Road project in Wuhan for proportion design, and the construction quality is strictly controlled.After more than a year’s observation,no cracks and ruts are
软化点与路面变形程度相关性较大,它反映了沥青 的高温性能。基质沥青的软化点为47.2℃.加入8.5%的芳 烃油后提高至49.5℃,如图1所示。添加14%的橡胶粉时, 软化点为50.5℃。略有提高。增)31]SBS含量可使软化点明 显提高,当SBS用量为14%时,软化点可达81.2℃,极大地 改善了沥青的高温稳定性,使抗车辙能力显著提高…。从
3结语
研究发现.由于橡胶粉化学交联网络结构和SBS物 理交联网络结构的相互协调和补充作用.SBS一橡胶粉复 合改性后的沥青表现出优良的高温和低温性能。在试验 段的铺筑过程中.改性沥青混合料的目标配合比设计、生 产配合比设计以及生产配合比验证全过程都准确运用了 混合料嵌挤级配的计算方法.有效地实现了混合料的骨 架嵌挤性。通过1年多的跟踪观察,试验路没有出现病害。 SBS一橡胶粉复合改性沥青不但具有高温抗车辙、低温抗 开裂等良好的路用性能。而且体现出较好的经济性。 参考文献: [1]JTG F40--2004,公路沥青路面施工技术规范[s]. [2】袁万杰,陈忠达,孙长新.低剂量SBS改性沥青的路用性能【J].长
改性沥青混合料的厚度较薄.混合料的温度损失较 快,因此要及时碾压,一般以130℃作为碾压的最低温 度。按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行碾压,压路 机跟随摊铺机。经初步压实后.可使混合料的热量散失变 慢,从而保证高温碾压。