橡胶沥青混合料

2024-08-04

橡胶沥青混合料(精选12篇)

橡胶沥青混合料 第1篇

关键词:橡胶沥青混合料,疲劳试验,试验分析

橡胶沥青是以沥青为基质,使用废旧轮胎磨细而成的橡胶粉进行改性的一种改性沥青。橡胶沥青混合料可以有效降低路面噪声,延缓反射裂缝,减薄路面厚度,对抵抗低温开裂有明显的优势。橡胶沥青使用废旧的橡胶粉,可有效利用废旧轮胎,减少污染和处理费用,符合循环经济原则。同时,橡胶沥青相较其他改性沥青,成本较低,具有良好的经济性。

对橡胶沥青混合料的疲劳试验及分析进行了研究。

1 试验材料

使用埃索70号沥青作为基质沥青,外掺22%的山东邹平产40目橡胶粉进行改性。橡胶沥青指标见表1。

石料使用江苏沭阳的玄武岩和浙江湖州的石灰岩,使用各分档集料配料。混合料不用矿粉,使用2%的普通硅酸盐水泥。混合料级配见表2。

橡胶沥青混合料在180 ℃条件下拌合,沥青用量为9%,使用小型振动压路机压实。

2 疲劳试验方案

2.1 试验设备

采用四点梁弯曲疲劳试验(Four Point Bending Fatigue Test,AA-SHTOTP8-94)评价橡胶沥青混合料的疲劳性能。仪器使用澳大利亚IPC公司生产的四点弯曲疲劳试验机。

使用疲劳程序模块,可以显示试验过程中的最大/最小弯拉应力,最大/最小弯拉应变,劲度模量,荷载,挠度,相位角,耗散能等试验结果。

2.2 试验过程

1)成型试件。

根据设计的级配和油石比,采用振动压实成型试件,切割成尺寸为400 mm×63 mm×50 mm的小梁,压实方向做好标记,试验时加载方向和压实方向一致;

2)试件保温。

将试件放入(20±0.5)℃的保温箱中至少保温2 h,以使试件温度达到试验要求的温度;

3)打开控制程序和试验设备。

开通气源,冷干机,打开控制程序;

4)试验。

设定好试验参数,将试件放入夹固内,夹紧试件,开始试验。

2.3 试验方案

橡胶沥青混合料用作旧路面白改黑夹层,高沥青用量和低孔隙率,级配偏细,以提高其疲劳性能。对于疲劳试验,有应力控制和应变控制两种模式。应力控制模式为实验过程中对试件施加恒定应力荷载,也称之为常应力疲劳试验;应变控制模式为实验过程中对试件施加恒定应变荷载,也称之为常应变疲劳试验。美国SHARP研究成果显示,对于较厚路面,采用应力控制模式更符合路面实际情况;对于较薄路面,采用应变控制模式更符合路面实际情况[1]。

对路面弹性层状体系的分析表明,面层厚度大于12.6 cm时,由于基层刚度相对比较小,荷载重复作用使面层应变增长较快,以致最后迅速增大而出现路面破裂,这一过程比较符合应力控制模式[2]。白改黑路面一般加铺层厚较薄,小于12.6 cm,适宜应变控制模式。对于橡胶沥青混合料,采用大应变疲劳试验,选取1 500 με进行试验。加载波形为半正弦,频率为10 Hz,试验在劲度模量降到初始劲度模量的15%~25%结束。

3 结果分析

疲劳程序采集数据,在设定的劲度模量减少处停止,试验采用15%~25%的初始劲度模量作为判断标准。程序默认方法为AASHTO T321方法(94),疲劳寿命定义为材料的劲度模量下降为初始劲度模量的50%时所经历的加载次数;另一种方法为考虑材料疲劳破坏不同发展阶段的耗散能(dissipated energy)变化情况,以及根据能量比(Energy Ratio)的方法[3]。Rowe和Bouldin根据Hopman的应变控制中能量比(Energy Ratio,ER)概念,提出简化能量比Rns=nE*n来判断疲劳寿命,在荷载作用次数与劲度模量乘积与荷载作用次数关系图中,对应的峰值就对应着疲劳寿命的次数。实验中,初始劲度模量Sini为在第50次加载时的劲度模量,累计耗散能(Cumulative Dissipated Energy,CDE)为对试件施加荷载,需要不断地消耗能量,一般而言,累计耗散能越多,说明要使得材料发生变形、断裂和损伤消耗的能量越多[4],即能代表其疲劳性能好。

在同一应变水平下,使用50%劲度模量对应的作用次数作为疲劳寿命,各试样的劲度模量相差不大,均为2 100 MPa左右。劲度模量不同,但是疲劳寿命变化不大,说明其对劲度模量不敏感。而采用简化能量比的疲劳次数,则为50%劲度模量对应疲劳寿命的10倍左右,其累计耗散能为50%劲度模量对应疲劳的4.4倍~6.2倍,取平均值则约为5倍,说明随着荷载作用次数的增加,耗散能没有对应的成比例增加,疲劳试验后期,耗散能对作用次数的敏感性减弱,则疲劳试验对材料疲劳的区分减弱。

在图1中,劲度模量随着荷载作用次数有三个变化区段:首先,随次数增加剧烈减少,中间段随次数增加而减少趋于平缓,末段劲度模量减少速率又增加了,末段大致对应着简化能量比的峰值。在末段,试件内部微裂缝发生并发展,新增加界面需要耗费更多能量。而50%劲度模量对应的区段尚在中间段,即没有明显的变化段,不能很好的反映材料的疲劳性能。

Rowe和Bouldin提出,在疲劳试验中沥青混合料表现出四个不同阶段:内部加热阶段,微裂缝形成阶段,裂缝形成以及发展阶段。在50%劲度模量情况下,材料内部可能没有达到裂缝形成和发展阶段就已经停止了试验。累计耗散能相差5倍,说明使用简化能量比方式更能够反映裂缝形成和发展阶段。

4 结语

橡胶沥青混合料应变控制模式下的疲劳试验,使用传统的50%劲度模量对应的疲劳使命时,材料可能没有达到其疲劳寿命,而使用简化能量比则能较好的反映材料疲劳情况。疲劳试验不应该在劲度模量降低到初始的50%就停止,而应继续到劲度模量的20%左右结束。

参考文献

[1]J.C.Petersen,R.E.Robertson,J.F.Branthaver,et al.BinderCharacterization and Evaluation Volume 4:Test Methods[R].1994.

[2]许志鸿,李淑明,高英,等.沥青混合料疲劳性能研究[J].交通运输工程学报,2001(3):20-24.

[3]Rowe G.M.,Bouldin M.G..IMPROVED TECHNIQUES TOEVALUATE THE FATIGUE RESISTANCE OF ASPHALTICMIXTURES[P].2nd Eurasphalt&Eurobitume Congress,Bar-celona,2000.

沥青混合料生产质量控制探讨 第2篇

沥青混合料生产质量控制探讨

沥青混和料的质量直接影响着路面施工质量,而加强对沥青拌和楼及沥青混合料质量因素的管理又是确保混合料质量的主要环节.对此,本人将从质量管理的角度出发,对如何保证沥青混合料质量提出了个人观点及建议,以供业内同行共同探讨研究.

作 者:刘发辉 作者单位:茂名市公路建设有限公司,广东,茂名,525000刊 名:中国新技术新产品英文刊名:CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年,卷(期):“”(3)分类号:U4关键词:沥青 生产质量 工艺控制

橡胶沥青混合料 第3篇

【关键词】橡胶沥青;级配;工艺

0.前言

橡胶沥青(Asphalt Rubber)指废胎胶粉与沥青,掺加一定比例的添加剂(扩展油聚合物),按一定比例拌合而得到的满足相关技术指标要求的产物,其中废胎胶粉的掺量不小于15%(内掺)或17.6%(外掺)。

在设计和施工良好的情况下橡胶沥青材料能够表现出良好的性能,橡胶沥青路面与结构等价的普通路面相比,具有环保和节约资源、抗低温碎裂、抗高温车辙、后续的损坏发展缓慢,对一些出现早期病害的路面需要的养护费用大大降低。

丹(东)通(化)高速公路是国家重点高速公路鹤岗至大连的重要段落,是连接黑龙江、吉林重要的出海通道。丹通高速全长196.4公路,双向四车道,路面共划分为6个合同段,由我单位承担丹通路面第2合同段全长25.5公里,起讫点桩号为K30+750—K57+040,其中沥青中面层使用橡胶沥青中面层(ARAC-20)试验路。我单位会同科研院、业主及监理单位共同结合以往的其它路段的橡胶沥青使用经验,从原材检测、选择、配合比设计、橡胶沥青的生产、混合料的拌和、摊铺、碾压等施工工艺作以严格控制,取得了较好的效果。

1.橡胶沥青改性原理及优点

橡胶沥青(asphalt rubber)指废胎胶粉与沥青,掺加一定比例的添加剂(扩展油聚合物),按一定比例拌合而得到的满足相关技术指标要求的产物,其中废胎胶粉的掺量不小于15%(内掺)或17.6%(外掺)。

在设计和施工良好的情况下橡胶沥青材料能够表现出良好的性能,橡胶沥青路面与结构等价的普通路面相比,后续的损坏发展缓慢,对一些出现早期病害的路面需要的养护费用大大降低。

1.1橡胶沥青改性原理

橡胶沥青是轮胎橡胶粉粒在充分拌和的高温条件下(180oC以上)与基质沥青(丹通高速采用90号基质沥青)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,吸收基质沥青中的轻质组分,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掺量不小于15%(内掺)或17.6%(外掺)。熔胀反应后,橡胶颗粒的体积分数在30%~40%,胶结料和混合料都能显著地表现出橡胶的物理、力学、化学性能。

1.2橡胶沥青道路的优点

橡胶沥青拥有较强的高温稳定性、低温抗裂性、以及抗老化、抗疲劳、抗水损坏的特性。所以把橡胶沥青设计应用于道路方案中,可以充分体现以下特性与优点:

(1)环保和节约资源。随着中国经济高速发展,同时也带来了大量的废旧轮胎,对社会环境造成了严重的污染,橡胶沥青技术以其环保和节约资源的特点可以为这些黑色污染提供一条永续性的环保解决方案。

(2)抗低温碎裂。由于橡胶本身的可塑性和延展性,使得橡胶沥青低温延度增大,橡胶沥青路面抗低温脆裂能力大大增强。

(3)抗高温车辙。橡胶沥青本身拥有较强的高温稳定性和粘性,所以用于路面结构中的橡胶沥青胶结料具有高粘性与不易流动性。另外碎石外层所裹覆的橡胶沥青胶结料中含有大颗粒的橡胶粉,可产生较大的磨阻力,也使碎石不易滑动,可减少车辙形成,同时保证结构能力。

(4)降低噪声。橡胶沥青是城市道路降低噪声的新材料,与普通沥青相比,可降低行车噪声3~6dB,提高人居舒适环境。

(5)超强粘结作用。因为橡胶沥青拥有超强的粘性,所以它可以非常牢固地吸附粘结在水稳层或旧水泥路面上,从而起到与路面的粘结作用。

(6)提高行车安全。橡胶中的炭黑能够使路面黑色长期保存,与标线的对比度高,路面摩擦力和刹车阻力增大,提高了行车安全,尤其是在雪水路面上效果更加显著。

(7)延长使用寿命,节省养护成本。优异的抗疲劳性可以提高路面的耐久性能,胶结料含量高、油膜厚以及轮胎中含有抗氧化剂,故提高了道路抗老化、抗氧化能力,由于道路的耐久性和性能得到提高,使得道路的养护费用显著降低。

2.橡胶沥青中面层配合比设计

2.1原材料

2.1.1粗集料

路面中面层粗集料采用优质石灰岩石料。要求碎石具有良好的棱角性,扁平及细长颗粒含量、黏土含量、密度、坚固性、安全性及有害物质含量应符合设计及《技术规范》。保证粗集料的洁净、干燥、无风化、无杂质,具有足够的强度、耐磨耗性,并符合图纸要求。ARAC-20级配用碎石的质量技术要求应符合规范规定,且石料压碎值不大于24%,洛杉矶磨耗损失不大于30%。粗集料规格为:16-19mm、13.2-16mm、9.5-13.2mm、4.75-9.5mm,产地为:桓仁县雅河乡世元采石场。

2.1.2细集料

橡胶沥青中面层混合料4.75mm以下的细集料必须采用优质石灰岩生产的机制砂。细集料应洁净、坚硬、干燥、无风化、无杂质或其他有害物质。规格为:2.36-4.75mm、0-1.18mm,产地为:桓仁县雅河乡世元采石场。

2.1.3 填料

填料必须采用由石灰石磨细的矿粉,矿粉必须保持干燥、洁净,能从矿粉仓中自由流出。为提高石料与沥青之间的粘结力,在中面层沥青混合料中掺加P.O42.5级普通硅酸盐水泥代替部分矿粉,水泥用量为矿粉总量的1.5%~2%。

2.1.4沥青

中面层沥青混凝土采用橡胶沥青;采用的基质沥青为国产90号道路石油沥青。

2.1.5胶粉

根据我国的废胎胶粉生产情况,按细度分为3种规格:

(1)粗胶粉,粒度在40目以下(0.425mm以上)。

(2)细胶粉,粒度在40~80目之间(0.425~0.180mm之间)。

(3)微细胶粉,粒度在80~200目之间(0.180~0.075mm之间)。

路用废胎胶粉应选用常温研磨粉碎的轮胎胶粉,且宜选择斜交胎胶粉或天然胶含量较高的胶粉,并应满足相应物理、化学指标。在保证易于碾压成型,且满足使用性能要求的前提下,应尽量选用较粗的废胎胶粉。宜选择30~80目之间的路用废胎胶粉。

2.1.6橡胶沥青

橡胶沥青采用现场搅拌法加工的方式进行生产,采用间歇式生产橡胶沥青,橡胶沥青中废胎胶粉的掺量可根据实际使用的技术要求确定,其掺量有一定的合理范围,一般为基质沥青质量的外掺17.6%~30%,我标段根据基质沥青和使用的技术要求确定胶粉掺量为内掺17.75%。橡胶沥青加工完成后应在6小时内使用完毕,其指标应符合下表的要求。

2.1.7外掺剂

为了进一步改善橡胶沥青的某些技术性能,在橡胶沥青加工过程中,可掺加一定比例的天然橡胶含量较高的橡胶类材料或某些轻质油分。外掺剂一般可与废胎胶粉一起掺加到沥青中拌和、加工,掺加量一般为1%~2%。

2.2橡胶沥青生产工艺

2.2.1 橡胶沥青加工前的准备

加工橡胶沥青前,橡胶沥青加工设备中的计量装置应进行专门标定,并贴有计量标签,有固定式的加工设备和移动式的加工设备。

2.2.2橡胶沥青的加工流程:

(1)第一步:基质沥青,橡胶粉等原材料的添加。

(2)第二步:基质沥青,橡胶粉等原材料的预混。

(3)第三步:橡胶沥青的反应过程。

(4)第四步:橡胶沥青质量控制。

2.2.3橡胶沥青的加工

(1)橡胶沥青采用搅拌法加工。

(2)橡胶沥青生产分为连续式和间歇式,宜采用间歇式生产橡胶沥青。

橡胶沥青的加工温度宜控制在180~190oC,当废胎胶粉掺量较大时,加工温度可适当提高,但不应高于210oC,橡胶沥青加工搅拌的时间,一般为45-60min。在生产过程中,应及时检测每锅橡胶沥青的技术指标,当采用连续式生产时,每锅45-60min抽样检测橡胶沥青的技术指标。

当橡胶沥青粘度大于2.5Pa.s时,橡胶沥青的加热温度应提高5-10oC。

2.3配合比设计

合理的集料级配,可以提高沥青面层的整体性能,我项目通过筛分后的级配碎石进行了对比试验。集料的级配对混合料质量起着决定性作用,级配的改变有时可导致混合料性能改变,影响着结构层的耐久性,我们非常重视混合料的级配问题,合理的保证集料级配在设计范围中值附近,发挥集料的骨架密实、高温抗车辙、低温抗裂作用,从而提高工程质量。

2.3.1配合比设计的各项检测

(1)水稳定性检验。

按照最佳油石比6.0%制件,进行马歇尔稳定度试验及浸水马歇尔试验,残留稳定度为89.5%大于设计值85%,符合要求。

(2)高温稳定性检验。

按照最佳油石比6.0%进行车辙试验,动稳定度3859次/mm大于设计值3000次/mm,符合要求。

(3)渗水系数检验。

利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水试验,检验的渗水系数为41.6ml/min,符合施工图纸不大于120ml/min的要求。

2.3.2生产配合比的确定

中面层沥青混凝土材料生产配合比

3.橡胶沥青中面层施工工艺及主要工序说明

3.1施工工艺

检查下承层——混合料的拌和——混合料的运输——混合料的摊铺——混合料的碾压——开放交通

3.2主要施工工序说明

(1)混合料摊铺:通过试验段确定松铺系数1.26,松铺厚度为6.3cm。正常施工时,橡胶沥青混合料的最低摊铺温度根据铺筑层厚度、气温、风速及下卧层表面温度,不得低于表二要求。每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。当气温低于15℃时,不得摊铺橡胶沥青混合料。

(2)混合料的压实:混合料完成摊铺后立即进行压实作业。并检查宽度、松铺厚度、平整度、横坡和摊铺温度,对不合格之处及时进行调整。橡胶沥青混凝土的碾压温度的高低与橡胶沥青的黏度有关,黏度越大、碾压温度越高。橡胶沥青混凝土的初压温度一般不宜低于155℃,复压温度不宜低于135℃,终压的结束温度不宜低于90℃。

碾压组合方式:

①初压:用一台CC624双钢轮压路机,紧跟碾压。静压0.5遍,振压0.5遍,速度2~3km/h(相邻碾压带应重叠10~20cm)

②复压:用一台CC624双钢轮压路机,紧跟碾压,振压1遍。再用XP301型、CP271型胶轮压路机各碾压一遍。速度3~4km/h。

③终压:用CC522双钢轮压路机静压1~2遍,速度3~4km/h。达到表面平整、密实无轮迹。

3.3 开放交通

热拌沥青混合料摊铺压实后,经自然冷却,待混合料表面温度低于50℃后,方可开放交通。

3.4检测

(1)对施工完的中面层厚度、平整度、弯沉、压实度、横坡、高程等一系列指标进行检测,确定是否符合设计要求。

(2)对外观要求:

①表面平整密实,无泛油、松散、裂缝和明显离析等现象。

②表面无明显碾压轮迹。

③搭接处应紧密、平顺,烫缝不枯焦。

④面层与路缘石及其他构筑物衔接平顺,无积水或漏水现象。

⑤沥青面层内部及表面的水要排除到路面范围之外,路面无积水。

4.总结

为了保证工程质量,必须严格控制原材料的质量、成品橡胶沥青指标及各道施工工序。另外,成品橡胶沥青的黏度、集料级配、油石比的确定也是十分关键。在生产配合比设计过程中应与拌和楼紧密配合,做到冷料仓供料均匀、平衡、避免大规模生产中发生等料、溢料等现象。集料的级配不偏离中线,集料中的粉尘含量不超标,才能确保沥青混合料质量的因素。

橡胶沥青混合料 第4篇

1 原材料性质及方法

本次研究采用90#重交通道路基质沥青, 根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》的方法对沥青原材料的性能进行测试, 技术指标满足规范标准。橡胶沥青制备方法为机械简单搅拌60 min, 搅拌温度60℃[3,4]。

试验集料采用阿城地区所产的玄武岩, 分别为石屑 (0~3 mm) 、碎石 (3~5 mm) 、碎石 (5~10mm) 。集料采用水筛法进行筛分, 最终合成级配见表1。

为确定SMA-10级配是否形成骨架嵌挤结构, 需测出粗集料捣实状态下的松装间隙率VCRDRC, 测得结果见表2。

注:γsb为合成矿料毛体积相对密度;γsa为合成矿料表观相对密度;γse为合成矿料有效相对密度;VCRDRC为粗集料捣实状态下的间隙率。

根据长安大学吴奇峰, 等人的研究结果, 将橡胶沥青混合料拌合温度确定为190℃, 击实温度为170℃。马歇尔试件击实次数包括50次与75次, 马歇尔试件在50次击实条件下已达到密实, 但随着交通事业的发展, 重载、超载问题严峻, 50次击实方式可能达不到预期的紧密程度, 因此采用75次击实方式[5—8]。

参考美国沥青协会研究成果[9], 沥青混合料的空隙率在4%时混合料的路用性能综合最优, 空隙率偏小混合料易出现车辙变形, 偏大导致水分空气进入混合料内部, 影响路面水稳定性及耐久性。故采用以空隙率为4%时的沥青用量作为最佳沥青用量。

2 实验结果与分析

2.1 不同级配条件下的马歇尔体积指标结果

根据公路沥青混合料试验规程制作马歇尔试件, 测得个油石比条件下的体积指标结果如表3所示。

注:VV为混合料空隙率;VMA为混合料矿料间隙率;VFA为混合料的沥青饱和度;VCAmix为混合料马歇尔试件的粗集料间隙率。

由表3得出各级配的空隙率随沥青用量的变化趋势, 并估算出各级配下的最佳沥青用量见表4。

为更直观地表示出各级配指标与关键筛孔通过率的关系, 将表4绘制成图1。

由关键筛孔2.36 mm通过率可知级配1至级配5粗集料逐渐减少, 细集料逐渐增加。从图1可以看出各马歇尔指标与关键筛孔通过率具有较好的相关性, 相关系数都在0.97以上。随着细集料的增加, 粗集料间隙率逐渐被细集料填充, 矿料间隙率逐渐减小, 矿料比表面积增大, 矿料间隙率逐渐减小, 沥青用量逐渐减少, 一方面是因为粗集料含量一定的情况下, 粗集料所留下的间隙也是固定的, 细集料的增加导致容纳橡胶沥青的空隙减少, 另一方面, 橡胶沥青中的胶粉颗粒不仅起到改性作用, 胶粉的填充作用也不可忽视。

但随着细集料的进一步增加, 粗集料间隙逐渐增大, 骨架嵌挤结构被破坏, 如图中级配4与级配5粗集料间隙率达到43.3%、45.4%, 已超出粗集料捣实状态下的间隙率, 已构不成骨架嵌挤结构, 建议关键筛孔通过率不宜大于27%。由此可知, 细集料偏少时, 矿料间隙率较大, 容纳的橡胶沥青较多, 细集料使用量较大时, 骨架结构易破坏, 所以存在一个最佳级配, 使混合料的生产费用低而且满足工程要求。

2.2 不同胶粉类型马歇尔体积指标结果

由以上结果级配3所用沥青用量最少, 而且满足所有技术标准, 因此以下实验采用的配合比为级配3。测得各指标如表5。

由表5得出各混合料空隙率随油石比的变化规律, 根据其中的变化规律估算出空隙率为4%时的油石比, 对各胶粉类型的最佳油石比进行汇总见表6所示。

由表6可以看出, 最佳沥青用量、矿料间隙率、沥青饱和度及粗集料间隙率随胶粉粒径的变化规律相同, 随胶粉粒径的减小呈增大趋势, 最佳油石比差值达到0.4。但胶粉粒径减小到60目时, 沥青用量变化不再显著。究其原因, 可能是胶粉粒径小的胶粉比表面积大, 更能与基质沥青充分反应, 制得的橡胶沥青黏度偏大, 导致在击实时需要的击实功也大, 由于采用相同的马歇尔试件制作方法, 其压实功的值是一定的, 所以60、80目的混合料若要达到相同的空隙率4%等体积指标, 则需要更多的自由沥青裹附在集料表面来提高集料间的润滑作用。当胶粉粒径减小到一定程度时, 沥青胶结料的黏度增加幅度减小, 甚至不再增加, 此时所需的击实功也不再增加, 沥青用量就不再随胶粉粒径的减小而增加。此外, 掺加大粒径胶粉的混合料不宜控制密集配的矿料间隙率, 对橡胶沥青的用量也有影响。

2.3 不同胶粉掺量马歇尔体积指标结果

表7为不同胶粉掺量条件下的混合料体积指标。

注:防止混合料析漏, 不掺胶粉的情况下添加0.3%的木质纤维, 木纤维密度为1.36 g/cm3。

由表7估算出各胶粉掺量下的最佳油石比, 对结果汇总见表8。

为更直观地表示马歇尔各体积指标与胶粉掺量的关系, 将表8绘制成图2。

由图2可以看出混合料的油石比、矿料间隙率、沥青饱和度及粗集料间隙率与胶粉掺量具有非常好的相关性, 相关系数均在0.99以上。油石比、矿料间隙率、沥青饱和度、粗集料间隙率均随着胶粉掺量的增加而增加。经过计算, 与基质沥青混合料 (即胶粉掺量为0) 相比, 橡胶沥青混合料中的基质沥青用量更高, 比如胶粉掺量为20%的橡胶沥青混合料中基质沥青为8.9/ (1+20%) =7.42%>7.3%。究其原因, 橡胶沥青混合料中的基质沥青一部分被胶粉吸收溶胀, 矿料间隙率与粗集料间隙率也随着胶粉掺量的增加而增加, 由此可以看出, 橡胶沥青混合料需要增加一定的矿料间隙率来容纳所增加的基质沥青与胶粉颗粒, 橡胶沥青混合料中胶粉颗粒的填充作用不容忽视, 这也是SMA橡胶沥青混合料矿料间隙率高于其他SMA改性沥青混合料的原因。

此外, 在进行马歇尔击实实验时, 胶粉掺量超过24%的橡胶沥青混合料开始变得干涩, 给混合料拌合和试件的击实带来困难, 因此建议胶粉掺量不宜超过24% (外掺) 。

3 结论

通过对不同类型混合料进行的马歇尔配合比实验, 得出了各SMA-10橡胶沥青混合料类型的最佳油石比, 并分析了产生油石比差异的原因, 结论如下:

(1) 不同级配的最佳沥青用量与级配关键筛孔通过率有较高的相关性, 橡胶沥青中的胶粉颗粒有着填料的作用, 细集料的增加势必造成矿料间隙率的减少与粗集料间隙率的增加, 增加到一定程度时, 就会撑破粗集料骨架结构, 影响级配骨架嵌挤的效果, 建议选取的级配不宜偏细, 并严格控制粗集料间隙率, 关键筛孔通过率不宜大于27%。

(2) 与级配的粗细类型相比, 胶粉粒径的变化对沥青用量的影响较小。最佳油石比随胶粉粒径的减小呈增大趋势, 最佳油石比差值达到0.4。当胶粉粒径减小到一定程度时, 最佳油石比变化不再显著, 最佳胶粉类型为60目。

(3) 橡胶沥青混合料的沥青用量随胶粉掺量的增加而增加。混合料的油石比、矿料间隙率、沥青饱和度及粗集料间隙率与胶粉掺量具有非常好的相关性, 相关系数均在0.99以上, 考虑到混合料的施工性能, 胶粉掺量不宜超过24% (外掺) , 油石比宜控制在8.5~9.5范围内。

参考文献

[1]杨志峰, 李美江, 王旭东.废旧橡胶粉在道路工程中应用的历史和现状.公路交通科技, 2005;22 (7) :19—22Yang Zhifeng, Li Meijiang, Wang Xudong.History and current status of waste rubber powder in road engineering application.Highway Traffic Science and Technology, 2005;22 (7) :19—22

[2] 王翼.美国橡胶沥青使用现状介绍.中外公路, 2009;29 (6) :274 —277Wang Yi.American introduced the status quo use rubber asphalt.Journal of China&Foreign Highway, 2009;29 (6) :274—277

[3] 吴奇峰.橡胶改性沥青存储稳定性及改善措施研究.公路, 2012; (03) :203—207Wu Qifeng.Measures of rubber modified asphalt storage stability and improvement.Highway, 2012; (03) :203—207

[4] 何东坡, 李海文.基质沥青的种类对橡胶沥青的影响研究.低温建筑, 2011; (11) :12—13He Dongpo, Li Haiwen.The influence of the type of asphalt rubber asphalt.Low Temperature Architecture Technology, 2011; (11) :12 —13

[5] 裴建中, 徐丽, 张久鹏, 等.温拌沥青混合料马歇尔变温变击实功设计方法.交通运输工程学报, 2011;11 (4) :1—8Fei Jianzhong, Xu Li, Zhang Jiupeng, et al.Marshall warm mix asphalt compaction work design methods at variable temperature.Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011;11 (4) :1—8

[6] 肖磊.击实功对SMA类沥青混合料体积指标的影响.公路, 2004; (8) :242—244Xiao Lei.Impact on SMA type asphalt compaction work volume indicators.Highway, 2004; (8) :242—244

[7] 程培峰, 范平.击实方式对温拌橡胶沥青混合料参数的影响分析.公路, 2013; (11) :183—187Cheng Peifeng, Fan Ping.Compaction way warm mix asphalt rubber parameters on analysis.Highway, 2013; (11) :183—187

[8] 沈金安.美国的SMA配合比设计方法.中外公路, 2009;18 (5) :39 —46Shen Jinan.SMA America mix design method.Journal of China&Foreign Highway, 2009;18 (5) :39—46

沥青混合料动态模量影响因素探讨 第5篇

该文在调查、了解国内外许多沥青混合料动态模量试验研究的前提下,提出了一整套适合我国的动态模量试验方法,分析了动态模量的主要影响因素.

作 者:羊明 胡章立 Yang Min Hu Zhangli 作者单位:羊明,Yang Min(广东省航盛建设集团有限公司,广东,广州,528132)

胡章立,Hu Zhangli(江门市市政工程设计院,广东,江门,529000)

浅析沥青混合料离析防治措施 第6篇

关键词:沥青混合料;离析;防治措施

沥青混合料离析反映为同一区域内粗细集料的不均匀,沥青含量不均匀,离析区域内混合料级配组成及沥青用量与设计值不一致,造成混合料空隙率过大,极易产生沥青路面的早期损坏。因此提高沥青路面的施工均匀性,对于提高路面的使用质量,减少路面多种初期破坏现象以及保证路面的使用寿命具有十分重要的意义。

1、离析的类型

1.1 纵向离析

纵向离析是比较常见的一种离析形式。通常出现在摊铺机中央、螺旋布料器支撑处和端部。在摊铺机中央区域细集料较多,比较密实,表面纹理较浅,而在摊铺机两侧特别是螺旋布料器支撑处粗集料较集中,细集料、沥青含量较少,孔隙率较大,表面纹理深。

产生纵向离析的主要原因是摊铺机本身或者操作问题,如螺旋布料器不连续,烫平板安装不当,摊铺机卡机等。

1.2 横向离析

横向离析现象的产生与摊铺机本身因素关系不大,它主要是由作业方法带来的。在摊铺机起步时,由于螺旋布料器处于初始供料状态操作人员操作不当,螺旋布料器旋转速度过快,粗集料在高速旋转下分布到布料器两侧,从而形成横向离析带;在摊铺的一个工作循环完成后,卸料卡车离去,摊铺机将料斗收起,这时,留在最后的大粒径的材料全部送到螺旋分料器,形成了横向离析带。

1.3 竖向离析

竖向离析是指在横断面上,下部大粒料多而上部大粒料少的上下离析现象。竖向离析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿开口处向下滚落,这一现象发生在螺旋前挡板离地间隙调节偏大且料槽中缺料的工况下,由于大粒料沿着螺旋前挡板的间隙向下滚落,结果造成大粒料沉落于摊铺下层。

1.4 不规则离析

(1)由于沥青混合料的原材料级配波动、筛孔堵塞或破坏、设备故障、拌和机称量系统误差等引起混合料级配的波动,造成不规则的离析。

(2)在摊铺的一个工作循环中,拌和站向卡车卸料时形成锥状堆料,第一次造成了在卡车料斗中的离析,当卡车向摊铺机料斗中卸料时。又一次形成锥状堆料,在摊铺机料斗中形成再次离析。一个工作循环完成后,卸料卡车离去,摊铺机将料斗收起,摊铺机经常性合拢受料斗,摊铺机在每次运料车卸完料后都收斗,造成不规则的离析。

2、离析对沥青路面的影响

沥青面层离析表现在沥青面层的不同部位粗、细集料明显分离,一些部位粗集料较为集中,而另一些部位细集料集中,原有混合料级配组成受到破坏,沥青路面局部混合料与设计的结构、性能有较大的差异,其力学指标和路用性能也远远达不到设计的要求,路面开通交通后在外界荷载的作用下就会先破坏,沥青路面的使用寿命大大缩短。

(1)粗集料较为集中部位的结构组成特点是混合料孔隙率过大、沥青含量较少。当混合料孔隙率过大时,路面透水性能增强、水稳定性变差,当雨水下渗后在行车轮胎作用下产生“泵吸”现象,水分逐渐深入沥青与及集料的界面上,使得沥青膜渐渐从集料表面剥离,导致集料之间的黏结力丧失,从而发生沥青混合料松散和掉粒,继而形成沥青路面的剥落、坑槽等损坏现象:而当沥青含量较少时,混合料拉伸强度较低,抗裂性能差,通车后极易造成沥青路面结构性损坏,产生早期病害。

(2)细集料较为集中的路面部位沥青含量偏多,孔隙率小,路面易出现永久变形,并伴随出现泛油等其他病害。

3、混合料离析的控制措施

3.1 原材料控制

(1)原材料生产加工控制

集料规格的一致性对防止和降低混合料出现离析有很重要的作用,集料加工应该有稳定的料源、合理的破碎工艺、固定的筛分方法,这样才能满足外观形态良好、级配稳定一致的集料。

(2)原材料存储控制

大粒径集料对堆料方法特别敏感,如采用单一的传送带堆料,大集料滚落到料堆外侧,集料易产生离析,因此在原材料堆放过程中,为保证原材料的均匀性,可从顶上卸料,用推土机摊开摊平水平堆放,铲运机在边缘垂直装料,力求每次装的料比较均匀,减少材料的变异性。同时供原材料堆放的场地要进行硬化,防止原材料被污染,并有较好的排水措施,保证材料堆场不积水,料堆之间应砌筑坚固的隔墙,防止原材料串料,避免人为的增大集料变异性。为减少材料含水量的变异性,细集料场地必须加盖顶棚防雨。

3.2 沥青混合料的生产过程中控制

(1)冷料供應、热料筛分系统的控制

对冷料仓隔板进行加高,并且一个规格冷料只装一个冷料仓,除非某种规格料用量大且有富余冷料仓,才使用两个冷料仓。在冷料仓上方搭建棚盖,防止冷料仓受雨淋。

在生产过程中由于筛分量相当大,热料振动筛很容易坏,会导致超粒径的大集料增加,为保证筛分系统稳定和合理筛分能力,防止筛分系统超负荷运行,在施工中要定期地对筛网进行检查更换,避免筛孔损坏、堵塞等现象影响热料仓集料的级配。如果原材料的组成变异性大,通过二次筛分不能明显改善颗粒级配组成,为使生产的沥青混合料的级配变异小,每天生产前应对每个热料仓进行取样筛分,并根据筛分结果重新计算调整生产配合比,然后正式开始生产,可取得了较好的效果。

(2)称量、搅拌过程的控制

间歇式沥青混合料搅拌设备对原材料计量的准确性主要是由配料秤来保证,称的计量精度直接影响沥青混合料的级配精度和沥青含量准确性。一般来说,在满足生产前提下,尽量较小的打开称量斗的阀门,并且采用先轻后重的称量顺序进行投料,有利于提高称量精度。

沥青混合料拌和时间越长拌和越均匀,但是拌和时间太长会使沥青老化,从而影响混合料的质量,一般拌和时间在40~50s之间。

(3)沥青混合料的运输过程控制

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在装料过程中为减少混合料的离析,应尽量缩短出料口至车厢的距离,且运输车应停在不同的位置受料,如一次装完,易使得较大的碎石滚落到车厢的周围,其结果会使得货车开始和最后卸下的都是粗料,两侧的粗料则卸载摊铺机的两块侧板上,故应分三个不同的位置往货车装料,先装前端再装后端最后装货车中部。

3.3 沥青混合料的摊铺过程中控制

(1)摊铺机的工作状态直接影响到沥青路面的均匀性,因此将摊铺机调整到最佳状态是避免和减少摊铺过程中离析的重点。(2)摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。(3)摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺机速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动,两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料,以减少在摊铺过程中混合料的离析。(4)由于正常安装的螺旋布料器叶片在支撑处不连贯,沥青混合料传输到此,暂时停止,只有靠后面的混合料推挤至支撑处外侧,造成混合料产生离析。因此可对支撑处叶片进行反向安装。在布料过程中将支撑处内侧螺旋输送来的混合料反向挤压,在支撑处进行二次搅拌,能较好的解决混合料离析。(5)摊铺过程中摊铺机应在每车料卸完后应立即收受料斗,此时受料斗中充满混合料,虽然粗料含量相对较多,但经过螺旋布料器搅拌后可以将混合料拌和均匀,相对减少离析。

4、沥青路面离析的处理措施

尽管在施工中采取了相应的措施防止沥青混合料离析,但是如果沥青路面在施工过程中产生离析。应及时采取必要的措施予以弥补,否则会造成工程质量的缺陷。

(1)在摊铺后尚未碾压时,对于局部出现的不规则离析,采用换料处理。对于大面积粗集料离析,用人工撒布混合料,使较细的混合料嵌入大集料孔隙中。

(2)对于已经碾压成型后的沥青路面,在进行渗水试验时,如发现渗水系数过大时,则须进行处理。下面层,在离析处喷洒黏层油时,用量加大并撒布适量石屑然后进行碾压,碾压完成后清除多余松散石屑:中、上面層须对离析处取芯样进行空隙率计算,如大于规范要求则进行切割(铣刨)处理,然后重新铺筑新拌沥青混合料碾压。

5、结语

沥青路面在施工过程中产生离析是我国沥青路面早期损坏的主要原因之一。对于离析,我国目前还没有相关规范对其进行检验和评定,仅以目测方法结合渗水试验进行评定。本文借鉴相关研究资料,结合宁连高速公路沥青路面施工及养护的实际情况,采取了相应的措施,针对离析现象进行事前、事中控制,有效地减少了沥青混合料的离析现象的发生,提高了沥青路面的使用性能。

橡胶沥青混合料生产与施工控制 第7篇

沥青混凝土路面具有良好的抗滑性和平整、坚实、稳定度好等特点,而且行车舒适,无跳车现象,在中国高等级公路以及城市主干道建设中得到了广泛应用。但是,在路面施工过程中,如果质量控制不好,将会直接影响路面质量和行车安全。橡胶沥青混合料摊成高油石比的高弹性低噪音路面,可有效地防止水对路面的破坏,提高行车的舒适性,降低噪声污染,抵制交通及气候的严重影响,从而有效缓解情况污染,成为环保之路[1]。据悉,高远路业作为国内公路养护行业的著名品牌,一直致力于新技术、新产品的开发和拓展。随着橡胶沥青技术的不断发展,橡胶沥青设备需求也迅速增长,高远路业集团在推出国内首台橡胶沥青洒布车、橡胶沥青生产设备、橡胶沥青存储等成套设备后,继续加大研发力量,再次推出国内第一台橡胶沥青同步封层车,填补了国内空白[2]。

2 橡胶沥青混凝土的特点

能降噪,道路胎噪检测拔得头筹。胎噪的检测结果新鲜出炉,橡胶沥青材质的路面一举战胜了使用水泥、普通沥青和SMA(沥青玛蹄脂)材质的路面,成为了“降噪王”。据检测数据显示,苏州市目前已较少采用的水泥混凝土路面,“降噪”效果最不理想,在相同车流量的情况下,20 min的平均分贝达74.34。而橡胶沥青材质的路面20 min的平均分贝为71.7,可降噪近3个分贝左右。“虽然,这期间检测结果还受到其他因素的干扰,但结论还是具有一定的参考价值”。很柔软,不易“鼓包”和开裂。因为橡胶沥青路是将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒,再按一定的粗细级配比例进行组合,所以它非常的有黏性并具有较好的高温稳定性,因而在夏天的时候能有效地防止变形鼓包,在冬天温度降低的时候,市区一些“白+黑”道路(在水泥路路面上加铺沥青)就容易出现裂缝,但对于有黏性更好的橡胶沥青来说它的低温抗裂性就发挥了作用。身价高造价比一般路都高,但很环保[3]。除了在“降噪”方面能发挥功效,橡胶沥青路还是“环保”上的标兵。橡胶沥青中含有橡胶粉粒基本都是来自废弃的汽车轮胎。当下中国的废弃轮胎多采取焚烧或填埋的方式,造成了污染,而橡胶沥青路的推广将能让废弃轮胎再生利用,节约了自然资源的同时还足够环保。据记者了解,目前欧美等国家废旧轮胎用于道路的处理量已经达到70%,而中国还仅仅停留在12%左右。不过,橡胶沥青路的身价却不菲。1条“橡胶沥青路”的造价至少要比普通路面的造价高出30%~50%,虽身价高,但性价比却不低。首先因开裂“鼓包”少,因而提高了使用耐久性,降低了养护投入,又具有一定的“降噪”效果;其次,后期养护上与普通沥青相差不大,不会对整个道路的外观及舒适度带来影响,比国内一些城市采用排水沥青降噪的后期养护费用低得多。

3 橡胶沥青路面施工技术及质量控制措施

3.1 加强路基与路面下承层的施工质量控制

对于路基施工,应从确保路基填土的均匀性以及路基结构整体的密实度和强度;采取合适的涵、台背、墙背回填与软基处理方案并减少其过渡段的工后沉降差;采取相关措施,减少水对路基产生的灾害,确保路面牢固。建议针对不同路面病害通过碎石粒径、结构形式、胶粉级配多样化进一步完善橡胶沥青碎石封层施工工艺,充分发挥橡胶沥青的技术特点,同时要做好总结工作,为进一步推广应用橡胶沥青技术提供可靠的技术依据。

3.2 原材料及混合料质量的控制

沥青混凝土拌和时要注意其温度、油石比及材料的搭配。每种规格的集料、矿粉和沥青都必须分别按要求的比例进行配料。沥青材料应采用导热油加热,加热温度应在162℃~169℃范围内。矿料加热温度应为172℃~180℃,沥青与矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在149℃~165℃,混合料超过200℃者应废弃,并应保证运到现场的温度不低于140℃~151℃。油石比的控制采用电子称量器对各种材料进行分别称量。工地试验室要随时抽检油石比及矿料级配。拌好的沥青混合料应均匀一致,无花白、无结团成块或严重的粗细料分离现象。

3.3 加大施工工艺和机械配置的控制

a)运用多项生态技术。项目采用了多种新技术和设计,将生态建设运用于工程实践。客货分离式收费站在上海所有高速公路中是首次应用,在土地使用面积相同情况下,可提高20%的车辆通过能力;设置了2个片区分离式路基,分离的最大宽度是100 m和65 m;采用道路雨水生态处理系统;崇启通道公路两旁绿化成荫,有效修复环境生态;30 km多的路面沥青摊铺,全部使用橡胶沥青混凝土新材料,具有抗滑、抗老化、抗高温的性能;应用长江口细沙作为路基材料是崇启通道施工的又一创新,保护了当地的生态环境;

b)在滩涂上建安全路。施工过程中的第一个难点:崇启大桥引桥部分的路基施工区水位很高,且现场都是淤泥,“在滩涂段里建设路基就像在豆腐上造路”。施工的第一道工序便是清淤,清淤时现场水位太高,施工车很难进入,因此,项目部集中调用了数十台挖机。整整半年,在2.5 km区域的滩涂段里,清除了平均两米多厚的淤泥。

道路沉降问题历来是建设方关注的重点,从建设到运营的全过程都采取沉降观测。施工单位都想尽早结束堆载,开始下阶段施工,而我们要求,要保证沉降数据越来越小,须把今后运营期间的沉降量,在施工期间就消化掉,减少工后沉降,避免路基和结构的不均匀沉降。以进一步确保桥梁和公路路面结构稳定[4];

c)苛刻的“倒工序”施工。整个工程建设注重生态环保,采取了一些苛刻的环保“倒工序”法。为实现多个环节的交叉施工,在工序组织上,现场指挥部尝试“倒工序”施工法。根据当地的气候条件,首先要选择总体施工的“最佳时机”。其次,根据精细化要求,切实安排各项施工的合理衔接。由于路基施工刚开始,边坡还未跟进,为种植绿化只能先把护坡道整平,让绿化先上。之后,在做边坡和排水沟时,为保护已种植的绿化不被破坏,就尽量投入小型设备,增加人力投入挖排水沟。

4 提高施工人员素质和责任心

在改性沥青路面施工中,人为因素特别是施工队伍素质和责任心对路面质量的影响也是很是重要。现场技术员,质检员、现场监理员要充分发挥出自身的能动作用,施工队伍应具有高度的责任感,保证按施工规范施工,对混合料的拌和、运输、摊铺、碾压以及接缝处理等一系列环节,层层把关,并成立质量管理小组,加强各施工人员及机械操作手的质量意识,并贯穿于整个施工过程。为提高路面的耐磨度,就应学习世界先进科学技术,借鉴外国一系列先进的施工工艺,如借鉴美国与日本一些国家所使用的与摊铺机同步前进的布料机从侧边进行布料,减少对摊铺机干扰的方法,来保证施工匀速、连续工作,既能提高沥青路面的压实度又能改善美观程度。

5 结语

目前,中国正处在高速公路的发展迅速时期,而改善路面使用能力,延长路面使用寿命,节约施工费用,是中国公路行业所面临的紧迫问题。由于中国地域宽广,气候和自然条件十分复杂,加之超载运输现象十分普遍,对公路路面特别是沥青混凝土面层提出了较高的技术要求,因此使用废旧轮胎橡胶粉用于公路建设是解决当前矛盾的有效途径之一。但是,业内人士也指出,对于一种新型的材料的推广来说,目前还急需制定和规范相关技术标准,并尽快制定橡胶粉沥青及混合料的设计施工技术指南。

摘要:叙述了高速公路沥青路面采用橡胶沥青混合料的混合与设计要素,并对其施工技术和检测进行了深入研究和讨论。实践表明,沥青路面使用橡胶沥青混合料对防止路面反射裂缝效果很好。

关键词:橡胶沥青,施工,公路,检测

参考文献

[1]王玉臣,李强.橡胶沥青路面施工和质量控制[J].公路交通科技(应用技术版),2009(10):45-47.

[2]滕康保,赵松.橡胶粉沥青混合料的设计与施工控制[J].山西建筑,2008(03):23-25

[3]邓捷.橡胶沥青在广东地区高速公路中的应用[J].山西建筑,2009(11):31-32

橡胶沥青混合料路用性能研究 第8篇

20世纪90年代末, 随着我国公路的建设快速发展, 沥青路面的质量有待提高。废旧轮胎生产的胶粉在沥青路面中的应用再次引起了交通人的重视。由于废旧轮胎生产的橡胶粉在沥青混合料中的作用, 使得橡胶沥青混合料具有很好的路用性能。通过国内外大量的试验和实体工程的验证表明, 橡胶改性沥青具有良好的高温稳定性、水稳定性和抵抗路面反射裂缝能力。现就集中橡胶沥青做以对比, 进一步研究其性能差异。

2 室内试验对比研究

本次试验采用的橡胶沥青有两种, 为沈阳三鑫集团有限公司与蓝派公司所提供, 技术指标及实测结果、间断级配范围如表1及表2所示。

2.1 高温性能

沥青混合料是一种具有粘弹性的材料, 对于这种高粘弹性材料, 国内外都采用马歇尔方法来测其强度, 但是传统的马歇尔方法评价沥青路面的高温性能是不够准确的, 因此采用模拟行车对路面的破坏-车辙试验来评价路面的高温性能。车辙试验是评价沥青路面在60℃条件下抵抗荷载塑性流动变形能力的一种方法, 制备沥青板在试验车轮的荷载作用下, 模拟车轮运动, 对沥青板每增加1mm的变形试验车轮锁行走的次数, 就是车辙, 它是沥青混合料配合比设计的一项辅助性检测指标, 这项试验与实际沥青路面的车辙之间具有良好对应关系。车辙动稳定度试验结果见表3~表5。

2.2 低温性能

沥青混合料的低温性能就是沥青混合料抵抗低温变化的能力。路面表面层直接受到气温变化的影响, 当温度下降时, 表面层就会产生收缩变形。沥青混合料的抗低温性能主要取决于混合料内部材料的强度和较大的抗变形的能力, 沥青混合料内部结构的改善和优化可以很好地提高混合料的抗变形能力, 有效地减少路面裂缝的产生, 提高路面的使用寿命。低温试验结果见表3~表5。

从上述试验结果的表格可以看出, 各种级配的橡胶沥青混合料的高温性能均较好, 橡胶沥青车辙试验的动稳定度断级配结构混合料略优于连续级配混合料, 与SBS改性沥青相当。但是断级配与连续级配的沥青混合料在低温性能方面却有着明显的区别, 断级配混合料的低温性能要远远高于连续级配混合料, 同时也略高于SBS改性沥青混合料, 在同等条件下, 两种品牌的沥青混合料在动稳定度和低温弯曲的性能上相差不大。综上所述, 建议橡胶沥青混合料设计时采用断级配沥青结构, 混合料中矿粉的掺量控制在4%以上。

2.3 水稳定性

沥青混合料水稳定性检测主要有两种, 一种是通过水煮法测定沥青与石料的粘附性;另一种方法是沥青混合料制成混合料试件在浸水条件下, 力学性能发生变化的程度, 这种情况与实际道路使用情况比较接近。沥青混合料的水稳性不好容易导致沥青混凝土面层产生车辙、松散和坑槽等病害。沥青混合料的水稳定性试验结果见表6~表8。

从上述试验结果可以看出, 无论是采用哪种级配结构类型, 由于设计配合比采用的空隙率是4%, 混合料的空隙率较小, 水进入混合料的空隙就少, 因此水对沥青混合料的破坏都较小, 水稳定性的指标均能满足规范的要求, 两家橡胶沥青混合料水稳定性相差不大, 而与SBS改性沥青的残留稳定度和冻融劈裂残留强度指标相当。

2.4 疲劳性能

沥青混合料的疲劳性能就是通过室内的试验寻找出混合料的疲劳规律, 对其影响因素进行分析, 结合实际路面的使用情况, 预测里面的使用寿命, 从而知道沥青路面的结构设计和材料的配合比设计。沥青混合料的疲劳试验采用应力比为横坐标, 疲劳破坏次数的对数为纵坐标。试验结果见表9 (疲劳性能试验所用橡胶沥青为蓝派公司提供) 。

从上述试验结果可以看出, 连续级配不如断级配, 当沥青混合料采用连续级配结构时, SBS改性沥青混合料的疲劳性能表现的最为优越;当采用断级配时, 橡胶沥青混合料表现的最为突出。因此, 从抗疲劳性能的角度来说, 橡胶沥青混合料应采用断级配。

3 小结

通过上述橡胶沥青混合料室内试验结果表明, 高温性能断级配橡胶沥青与连续级配SBS改性沥青混合料相当, 低温性能级配橡胶沥青混合料性能优于SBS改性沥青混合料, 混合料的水稳定性能均很好, 断级配橡胶沥青混合料的疲劳性能优于SBS改性沥青及连续级配橡胶沥青混合料。综合起来看, 采用橡胶沥青混合料就必须采用断级配结构形式。

摘要:通过对两种厂家橡胶沥青室内试验进行对比研究, 结果表明, 橡胶沥青采用断级配结构要大大好于连续级配, 也优于采用SBS改性沥青的混合料结构。

橡胶粉沥青混合料的设计与施工控制 第9篇

我国目前正处在公路建设的快速发展期。改善路面使用性能,延长路面使用寿命,节约建设投资,是我国公路行业所面临的紧迫问题。应该看到,我国幅员广阔,气候和自然环境十分复杂,加之超载运输现象十分普遍,对公路路面,特别是沥青混凝土面层提出了较高的技术要求。因此,各种改性剂如SBS,SBR等被用来改善沥青性能,用废胶粉改性沥青混凝土也是改性沥青发展的一个重要方向。文中对橡胶沥青混合料“干法”施工工艺在苏沪高速公路车坊连接线K0+000~K3+280进行了试验路铺筑,并取得比较理想的效果。

1 橡胶粉改性沥青混合料简介

轮胎橡胶(GTR)用于沥青路面已有多年历史,早期GTR加入沥青拌和,橡胶和沥青混合后分解出两种材料,碳黑(Carbon Black)和油质很高的橡胶聚合物(Rubber Oligomer)。碳黑可帮助沥青路面抗老化,但橡胶聚合物的产生使沥青混合料过于稠而粘,造成施工困难,也影响路面品质,因此未能大面积推广。1998年开始,美国试用维他连接剂,它促成轮胎橡胶和沥青经过化学变化合成新分子,解决了混合料因粘稠而施工困难的问题,而且新分子对石料附着力又特别强,进一步提升了废胶粉改性沥青的性能。经过多年的试用和评估,和SBS改性比较,成本并未增加过多,但性能和品质则有明显改进,主要体现在几个方面:抗车辙,抗开裂,能够防止及延缓反射裂缝产生;含有碳黑,增加路面美观并且减缓路面的老化;减少路面噪音。

橡胶粉用于沥青路面已有多年历史,以往虽然采用了专用设备与沥青拌和,但施工过程中仍存在着诸多问题。依据废胶粉投入沥青方式不同,废胶粉改性沥青混合料分为两类:一类是“湿法”改性沥青,又称橡胶沥青结合料,即在与骨料拌和之前,先将橡胶投入到高温的沥青中,通过长时间的高温搅拌或结合其他手段,使之在沥青中进行溶解或溶胀;另一类是“干法”改性沥青混凝土,基本方法是将不同尺寸的橡胶颗粒作为骨料的一部分,先与石料拌和,再与热沥青拌和。结合已有设备和技术水平,本次采用了“干法”改性沥青混凝土。

文中通过“干法”生产工艺,并采用维他连接剂降低沥青混合料的粘度,提高施工和易性与方便性以利于推广,进行废胶粉改性沥青混合料设计和施工控制研究,添加维他连接剂后对混合料进行性能评价,应用于水泥混凝土路面应力吸收层,薄层罩面在干线公路改建工程中的应用研究等,达到进一步推广应用该项技术的目的(维他连接剂为橡胶粉用量的5%)。

2 橡胶粉+维他连接剂适宜掺量

文中对掺橡胶粉+维他连接剂Sup13沥青混合料的最佳沥青用量的确定与性能验证试验。性能验证试验包括:高温性能(车辙试验)、水稳定性能(浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验)、-10 ℃低温小梁弯曲试验。在目标配合比设计的基础上,采取了三种方案作对比试验:1)原样(不掺橡胶粉及维他连接剂);2)掺入设计沥青用量10%的橡胶粉及维他连接剂,沥青质量增加橡胶粉质量的20%;3)掺入设计沥青用量10%的橡胶粉及维他连接剂,沥青质量增加橡胶粉质量的30%。具体试验结果见表1~表4。

%

通过对试验结果的分析,得到结论:1)方案二的水稳定性能最佳;2)方案二的高温抗车辙性能最佳;3)方案三低温抗裂性能最佳,方案二其次。

推荐采用方案二铺筑试验路段。

3 施工质量控制

橡胶粉+维他连接剂沥青混合料生产与改性沥青混合料生产大体上相当,但考虑到橡胶粉改性沥青混合料其自身的特点,需要从几方面进行调整:1)橡胶粉+维他连接剂投放方式:宜按照拌合楼每盘料生产量,计算出橡胶粉+维他连接剂投放量,制成成品袋,干拌时人工投放到拌缸中。2)混合料拌和:为使橡胶粉拌和均匀,应适当延长干拌时间5 s~8 s。由于橡胶粉+维他连接剂与沥青溶解或溶胀反应需要一定时间,因此,混合料焖料约1.2 h后出料。3)混合料出料温度:考虑到橡胶粉加入到沥青中,沥青粘度较大,因此可适当提高出料温度,可控制在180℃~185℃。4)混合料摊铺、碾压:与SBS改性沥青混合料基本一致。

4沥青混合料体积性质

混合料生产时进行了取样,并做了旋转压实试验和马歇尔试验,可以看出沥青混合料的体积性质与生产配合比基本一致,表明拌合楼生产对橡胶粉改性沥青混合料的性能没有明显影响。

5橡胶粉改性沥青路面的现场检测

试验段铺筑完成后,检测结果表明橡胶粉改性沥青路面压实和抗渗性能均良好。

6结语

Superpave13橡胶粉+维他连接剂沥青混合料的拌合温度应比普通型的提高5℃~10℃。橡胶粉+维他连接剂在混合料中应有足够的焖料时间,以增强橡胶粉+维他连接剂与混合料的粘结能力。由于铺筑试验路段时间较短,还需进一步跟踪观测。将橡胶粉及维他连接剂用于公路建设不仅有利于废旧产品的再生利用,有益于环境保护,同时对改善沥青混凝土的使用性质、延长路面的使用寿命有很重要的作用。掺加废旧橡胶粉+维他连接剂改善沥青混合料的性能是一条技术、经济、环保均可行的途径。为了充分利用资源和保护环境,废橡胶的回收和利用应以生产废胶粉为主,使用废胶粉改性沥青,不仅价格低,而且性能相当于SBS改性沥青,完全可替代进口的SBS改性沥青。废橡胶粉+维他连接剂改性沥青用于修建高速或高等级公路,具有良好的发展前景。

参考文献

[1]JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

废橡胶粉改性沥青混合料的试验研究 第10篇

1 石料

试验采用玄武岩SAC-13,其级配如表1所示。

2 路用性能指标试验及分析

试验分别按沥青重量0、10%、20%、30%掺入橡胶粉进行沥青混合料马歇尔击实试验,选用的石料为SAC-13I,击实温度为160℃,击实为双面击,击实次数75次/面。其试验结果如表2所示。

从表2可得以下结论:

(1)在相同油石比情况下,随着胶粉掺入量的增加,沥青混合料的密度会越来越大。相同胶粉掺入量的沥青混合料,开始随着油石比的增加其密度呈线性增加,当油石比达到4.8%左右时,沥青混合料的密度达到最大值,随后沥青混合料的密度随油石用量的增加反而下降。

(2)在相同油石比情况下,沥青混合料随着胶粉的增加空隙率变小。在相同空隙率情况下,掺入胶粉越多,其用油量越小。

(3)在相同油石比情况下,随着胶粉掺入量的增加,沥青混合料饱和度变的越来越大。相同胶粉掺入量沥青混合料,随着油石比的增加沥青混合料的饱和度呈增加趋势。在相同饱和度情况,随着掺入胶粉量的增加,沥青混合料的用油量会减少。

(4)掺入胶粉后,沥青混合料的稳定度降低。相同胶粉含量的沥青混合料,其稳定呈现近似于开口向下的二次抛物线情况,说明随着油石比的增加,其稳定度会增加,当油石比达到最佳时,沥青混合料的稳定度最大,而后,随着油石比的增加稳定度会变小。

(5)掺入胶粉后,沥青混合料的流值降低。相同胶粉含量的沥青混合料随着油石比的增加,其流值变大。

(6)掺入胶粉后,沥青混合料矿料间的间隙率降低。在最佳油量的情况下,得到的沥青混合料矿料间的间隙率最小。

对沥青混合料高温稳定性采用车辙试验进行评价。试验是采用在其最佳油石比情况配制成的不同胶粉含量沥青混合料,进行标准车辙试验。试验结果如图1、2所示。

由图1、2可知:

(1)不同含量胶粉的沥青混合料的抗车辙能力都随温度的升高而下降。在相同温度条件下,随着胶粉含量的增加沥青混合料的抗车辙能力增强。

(2)不同含量胶粉的沥青混合料的抗车辙能力都随荷载的增加而下降。在相同荷载条件下,掺有胶粉的沥青混合料比未掺有胶粉的沥青混合料抗车辙能力提高了将近一倍,并且随着胶粉含量的增加沥青混合料的抗车辙能力增强。未掺入胶粉的沥青混合料随着荷载的增加其抗车撤能力下降较快,而含有胶粉的沥青混合料抗车撤能力下降较缓。

(3)从以上试验可知掺入胶粉可以提高沥青混合料的高温稳定性。

3 结论

本研究通过资料及室内试验表明,橡胶颗粒掺量为10%~30%时,废旧橡胶颗粒对沥青性能有明显改进。具体结论如下:

(1)在沥青混合料中掺入一定数量的橡胶粉,不仅能全面提高沥青混合料的路用性能,而且还能很好迎合道路路面工程对高性能沥青混合料不断增加的需求,同时实现低污染回收利用废旧橡胶制品,应用前景远大。

(2)从试验数据显示橡胶粉能够同时提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性等性能。

(3)用橡胶粉改性沥青混合料在经济上比其它同类改性沥青混合料的成本低。

当然,废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的长期路用性能尚需对试验路进行进一步的观测与验证,同时对橡胶改性沥青的路用性能的评价因素,应该进一步研究合理、便捷的评价指标,进而有益于对橡胶改性沥青混合料的施工质量进行严格控制。

参考文献

[1]高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京:人民交通出版社,1998.

[2]覃峰,等.橡胶粉改性沥青混合料的路用性能研究.施工技术,2007,36(3):92-95.

[3]黄文元,张隐西等.路面工程用橡胶沥青的反应机理与进程控制.公路交通科技,2006,11.

热拌沥青混合料路面的施工 第11篇

【关键词】热拌沥青混合料;沥青路面;施工

沥青混合料路面施工,如施工工艺处理不当,会出现泛油、凸起、车辙和裂缝等现象。为了避免可能多种因素造成沥青路面损坏的影响,只有在施工过程中对路面压实度、稳定性、平整度和弯沉等方面进行控制,严格按设计和施工规范要求施工,工程质量才能得到保证。

1.施工前的准备

1.1施工前的材料检测

沥青路面所需材料包括沥青、砂、碎石、矿粉等,都通过试验检测,符合设计要求后选优使用,同时做好材料供给的连续性,满足生产的需要。

江肇高速公路建设所使用的沥青、改性沥青由业主招标采购,委托材料供应管理公司签订采购供应合同,并由材料供应管理公司统一组织供应给承包人,经科学研究所对沥青样品三大指标质量检测结果如表1所示。

表1 道路沥青质量检测结果

检测结果A-70#和A-50#沥青的三大指标均符合JTJ 032-94公路沥青路面施工技术规范规定符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的物理力学性能要求,并满足粒径规格要求。

LM2段碎石分布来自鹤山上南石场和肇庆龙兴石场,鹤山上南含有方解石和软石,需要减少软石含量和加大防尘措施减少0.075mm含量,加大系集料的砂当量检测频率,提供质量原材料水平。试验室还对要进场材料进行抽样检查,确保材料质量关。

1.2施工测量放样

测量放线人员到位开展测量工作,先进行路线恢复,保护中桩、交点及导线点,复测水准点等,作好现场测量记录。核查实测数据与设计图纸之间的误差,如有错漏现象及时向主管部门反映存在的问题,及时得到解决。

1.3配合比的选定

热拌沥青混合料配合比设计应按设计配合比-目标配合比-生产配合比-标准配合比的程序进行。配合比设计主要采用马歇尔试验确定沥青混合料的沥青用量和体积参数,应达到下表2所列的技术标准,并有良好的施工性能。

表2热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准

沥青混凝土混合料进行配合比设计时,应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。在温度60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验的动稳定度,对于普通重交沥青,下面层应不小于1000次/mm,中面层应不小于1500次/mm,对磨耗层应不小于1500次/mm。

对用于上面层、中面层和下面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时,应通过旋转压实机对配合比在Superpave方法规定的最终压实次数下校核其残余空隙率。在规定条件下,各结构层沥青混合料的残余空隙率不得低于2%。

LM2合同段沥青上面碎石粘附性较小,碎石幽默较薄,9.5mm曲线宜在中线上,补充16mm集料,体积指标按5%控制孔隙率,0.3mm、0.6mm偏差较大,导致渗水严重,混合料级配不稳定,部分路段现场空隙率偏大,要求对配合比进行优化设计,形成骨架密实性结构,以提高路面结构层的防水性和高温稳定性。沥青上面层油石比宜控制在4.4%。

2.热拌沥青混合料的施工

2.1试验段的施工和要求

在全面开展路面施工之前,以监理工程师通过审批的生产配合比进行试拌,并在指定的路段进行一段试验路面的施工。在现有的机具设备情况下,进行施工测定,收集有关数据等。从沥青拌合楼的混合料出炉开始,检测出炉温度(控制在170℃内)、油矿比、摊铺前温度、卸料、布料摊铺、测定摊铺后温度(检测结果在115℃~145℃),还有压实度和压实遍数、平整度的控制等。

2.2碾压时的温度控制

沥青路面摊铺好后,实测碾压前温度为120℃~135℃左右,碾压过程分初压、复压、终压三个阶段,在K126~K138公里段初压2遍后实测其压后温度在110℃~120℃之间,而终压达压实度、平整度后的实测温度为:昼夜最低温度不低于75℃,整个碾压过程的温度控制能满足规范的要求。

2.3施工缝的处理

该路段的沥青路面摊铺是以单向全幅宽度进行,没有纵缝,只有横向接缝。在接缝施工中,先用3 m直尺检测平整度,在不符合要求的位置横向拉线,并用粉笔沿线画在地面上,且沿画线将旧沥青路面接缝处切刮顺直平整,并清除干净,且涂薄层沥青油,将摊铺机的熨平板起步线压在接口处齐平,在摊铺机两侧放长×宽=50 cm×6 cm左右,厚度与结构层厚度一致的硬质木垫板,摊铺时先慢速起步,并加大振频,摊铺离开接口1 m左右后再以正常的摊铺要求进行。

关键要做好接缝处的碾压工作。首先以轻型双钢轮压路机与缝口有30°的夹角方向前进碾压,从老路面开始起步,并以前轮不完全离开老路面为准退回后,再前进碾压新接口,且轮迹重叠有1/3以上。

碾压1遍~2遍后,再换重型双钢轮压路机顺接缝方向振压,此时钢轮压在老路面上有1/3左右即可,直至压到设计要求的压实度、平整度为止。

2.4平整度的控制

2.4.1路面下承层的平整度控制

确保下承层平整度达到规范要求是沥青路面施工质量控制的关键。由专业的基层整修队伍负责。

2.4.2放桩、定高程、挂基准线时的质量控制

专人负责,测量组统一放线控制高程和桩点等。对弯道部分点位加密(弯道部分5 m或直线部分10 m)控制,要求张拉基准线受力程度保持一致,长度对应相等,并且加強测量施工放线的复测。

2.4.3摊铺过程的控制

沥青路面摊铺时,混合料供应充足,保证连续施工、拌和均匀,并且无粗细离析现象。同时摊铺速度和布料保持均匀、稳定,这样摊铺出的路面就不会出现波浪。相邻两幅摊铺时应有10~20cm左右宽度的沥青混合料搭接。相邻两台摊铺机宜前后相距10~20m作业,且不得造成前面摊铺的混合料冷却。摊铺机在开始受料前应在料斗内涂刷少量防止粘料用的柴油。摊铺机熨平板需预先加热后方可工作。当施工气温低于10℃时,不得摊铺热拌沥青混合料。机械操作手的操作熟练程度、摊铺前的气候变化、施工缝的处理效果等对平整度都会造成一定的影响。摊铺不得中途停顿。摊铺好的沥青混合料应紧接着碾压,如因故不能及时碾压时,应停止摊铺,并对卸下的沥青混合料覆盖保温;混合料来不及碾压,已冷却时应废弃不用。摊铺遇雨时,应立即停止施工,并清除未压实成型的混合料,遭受雨淋的混合料应废弃,不得卸入摊铺机摊铺。

2.5压实控制及工艺

压实是最后一道工序,良好的路面质量最终是要通过碾压来实现。碾压中出现质量缺陷,会导致前功尽弃,因此,必须十分重视压实工作。沥青混合料的分层压实厚度不得大于10 cm。应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,以求达到最佳效果。压实应按韧压、复压、终压(包括成型)三个阶段进行。压路机应以慢而均匀的速度碾压。

2.5.1初压

初压应在混合料摊铺后较高温度条件下进行,不得产生推移、发裂,压路机应从外侧向路中心碾压,碾压带重叠轮宽的1/3~1/2。应采用轻型钢筒式压路机或关闭振动装置的振动压路机碾压2遍,其线压力不宜小于350 N/cm。

2.5.2复压

复压应紧接在初压后进行。宜采用重型轮胎式压路机,也可采用振动压路机或钢筒式压路机。碾压遍数应经试压确定,不宜少于4~6遍。

2.5.3终压

终压应紧接在复压后进行。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,不宜少于2遍,并要求压后无轮迹。路面压实成型的终了温度应符合技术规范的要求。

3.结术语

橡胶沥青混合料 第12篇

关键词:橡胶沥青,高温稳定性,路用性能,SMA混合料

橡胶沥青是基于资源节约和环境友好原则而被开发出来的新型沥青, 在公路建设中有着广阔的前景。在新建或改建公路工程中, 橡胶沥青混合料主要用于路面面层, 在通车过程中, 将直接承受外在自然环境和行车荷载的双重作用, 使得路面承受的温度较大, 这也使得在铺筑路面时对路面沥青混合料的高温稳定性能有着较高的要求。近年来, 我国在橡胶沥青的应用和推广方面做了大量的研究工作, 但在高温性能方面并未取得较为突出成果, 使得一些橡胶沥青应用路段出现严重的车辙病害, 在很大程度上, 影响了橡胶沥青的进一步应用和推广。本文选取橡胶沥青SMA混合料, 从橡胶沥青类型、油石比、胶粉掺量三方面入手, 就混合料高温稳定性进行分析, 以期为橡胶沥青的应用和推广提供一定的参考。

1 橡胶沥青SMA混合料矿料级配设计

1.1 级配设计

尽管橡胶沥青混合料在国内公路建设中已有一定的应用, 但还未形成全国统一的标准, 只有部分地区制定了相关技术指南。由于本研究主要是针对橡胶沥青SMA沥青混合料高温稳定性, 因此, 混合料矿料级配参考规范中SMA-13矿料级配要求和橡胶性质, 采用如表1所示级配。

1.2 马歇尔试验

按照传统标准进行了级配设计, 还得考虑级配的技术性能是否满足工程要求, 为此, 取用参考SMA传统用量的沥青用量, 油石比选取6.1%, 将混合料成型试件, 进行马歇尔试验, 从而分析级配是否能够满足一般规定, 试验结果如表2所示。

从表2中, 可以看出, 依据选取的级配, 按照传统配合比设计方法, 进行马歇尔试验的各项试验结果均满足技术指标要求, 为此, 可采用上述级配进行橡胶沥青SMA混合料高温性能的进一步研究。

2 高温稳定性影响因素

2.1 橡胶沥青类型

橡胶沥青制备过程中采用ESSO基质沥青, 以陕西胶粉+ESSO-70﹟、陕西胶粉+ESSO-90﹟、四川胶粉+ESSO-70﹟、四川胶粉+ESSO-90﹟四种橡胶沥青, 按照最佳油石比, 遵循设计级配, 进行混合料拌和, 进行车辙试验, 结果如表3。

由图1可以看出, 试验中选取的4种橡胶沥青SMA混合料的动稳定度最低的为四川胶粉+ESSO-70#, 仅为6774次/mm, 就已经远远高于规范要求的3000次/mm, 即无论选取上述哪种类型的橡胶沥青, 制备的橡胶全部符合设计要求。主要原因可从下面几个方面进行分析:

(1) 混合料中粗集料含量较高, 能够使得混合料形成较为密实的骨架结构, 提升混合料抗变形的能力, 从而保证了混合料的高温抗车辙性能。

(2) 车辙是微小变形的累积永久变形, 尤其是高温条件下, 这样永久变形将会加快加大。选用坚硬且能够在高温情况下仍具有一定弹性固体效用的沥青作为胶结料时, 可以从很大程度上对剪应力进行分担, 从而提升混合料整体的抗剪强度, 提高混合料的高温稳定性。橡胶沥青中正是由于胶粉的作用而使其具有一定的弹性性能, 能够对剪应力进行分担, 从而使得混合料的累积变形变小, 增强橡胶沥青混合料的抗车辙能力, 保障其具有较高的高温稳定性。

同时, 从图1中还可以看出, 混合料处在不同粘度下, 其稳定度也存在一定的差异, 总体上, 是随着沥青粘度的降低而趋于减小。同种沥青基质, 不同胶粉制备的橡胶沥青的粘度差别较为明显, 使用ESSO-90#基质沥青要强于ESSO-70#;同种胶粉, 不同基质沥青, 制备的橡胶沥青的粘度差异也较大, 陕西胶粉在这方面要远高于四川胶粉。其中, 陕西胶粉+ESSO-90#沥青无论是在动稳定度方面, 还是粘度方面, 都存在很大的优势, 在条件容许的情况下, 可优先选用。

因此, 在选用橡胶沥青进行路面施工时, 在最佳沥青用量及矿料级配已定的情况下, 可以使用粘度稍高的橡胶沥青, 从而使得混合料获得良好的高温稳定性;也可以在基质沥青质量较低的情况下, 选用较好的陕西胶粉来弥补基质沥青带来的不足, 保证混合料的路用性能。

2.2 油石比的影响

从试验选取ESSO-90#基质沥青与陕西胶粉内掺18%加工制备橡胶沥青, 以设计级配按6.1%、6.3%、6.5%、6.7%四个油石比, 对混合料成型车辙板试件, 进行车辙试验, 试验结果见表4。

为了更为直观地反映不同油石比下动稳定度和永久变形的变化趋势, 此处结合上述数据, 利用折线图对数据进行进一步分析。其中, 图2、图3分别为永久变形和动稳定度随油时比的变化情况。

从图2中可以看出, 随着油石比的增大, 永久变形先减小后增大, 且当沥青用量处在最佳油石比周围时, 试验测得的永久变形最小;在油石比处在最佳油石比之下时, 随着油石比的增大, 永久变形减小, 在油石比高于最佳油石比时, 随着油石比的增大, 永久变形也随着增大。

从图3中可以看出, 随着油石比的增大, 动稳定度呈现先增大后减小的变化规律。当选取最佳油石比试验时, 动稳定度取得最大值;当试验选取的油石比高于最佳值时, 随着油石比的增大, 动稳定度反而减小;在取用低于最佳值的油石比时, 随着油石比的增大, 动稳定度也随着增大。

结合图2、图3可以看出, 随着油石比的变化, 永久变形和动稳定度存在相反的变化趋势。具体可分析如下:

(1) 当油石比处在6.1%时, 当混合料的永久变形量比较明显时, 动稳定度却可以处在一个较好的水平。这主要是由于当沥青用量相对较低时, 混合料会出现干涩现象, 粘聚力较差, 从而使得混合料在面对同等压实条件时, 其密实度存在缺陷, 在利用试件进行试验时, 产生较大的永久变形。

(2) 当油石比选取6.3%时, 永久变形最小, 动稳定度也达到最大值, SMA混合料拥有最佳的粘聚力, 混合料结构也相当密实, 而此时具有最好的高温稳定性。

(3) 当油石比进一步增大时, 永久变形增大, 动稳定度则趋于减小, 这主要是由于沥青所占比例增大, 混合料内部形成的自由沥青量会增多, 会影响矿料颗粒的结合, 同时, SMA混合料的粘聚力也会明显下降。

综上可以看出, 无论是要满足永久变形, 还是要满足动稳定度, 都存在峰值, 而在不同情况下, 二者会出现一定的差异性, 因此, 为了确保橡胶沥青SMA混合料具有足够的高温稳定性, 在矿料级配确定的情况下, 需要使用最为合理的沥青用量。

2.3 胶粉掺量的影响

从2.1节可以看出, 陕西胶粉+ESSO-90﹟的永久变形和动稳定性能都较好, 为此, 此处选用ESSO+90#基质沥青和内掺16%、19%、22%、25%的陕西胶粉来制备橡胶沥青, 并按照设计级配, 油石比选用6.3%, 进行车辙板成型, 试验结果如表5所示。

从图4中可以看出, 随着胶粉掺量的增大, 动稳定度变化曲线整体上满足先增大后减小的变化趋势。这说明胶粉掺量并非越大越好, 对于设计级配和选取的油石比, 当胶粉掺量超过22%时, 动稳定度有明显的减小趋势。因为在增加胶粉掺量时, 能够明显提高橡胶沥青的弹塑性, 但却会增大SMA混合料的压实难度, 使得混合料压实度和孔隙率达不到要求;同时, 尽管橡胶沥青处于高掺量条件下, 会增大橡胶沥青粘度, 但却会削弱混合料的粘结力, 从而使得混合料在胶粉掺量超过22%时, 出现明显下降的趋势。

3 结语

橡胶沥青SMA混合料具备良好的高温稳定性能, 能够很好地应用于公路工程中, 达到资源节约、环境友好的发展要求。通过研究发现, 尽管SMA混合料高温稳定性能在一定设计级配情况下, 具有良好的抗高温性能, 但在不同的橡胶沥青类型、油石比、胶粉掺量的情况下, 其高温稳定性也存在着明显的差异。在工程应用过程中, 在确定矿料级配的情况下, 应根据工程所在区域的建材情况, 合理选取不同的橡胶沥青类型, 并通过室内试验测定最佳沥青用量、最佳油石比和最佳的胶粉掺量, 从而保证橡胶沥青SMA混合料具有更好的高温稳定性。

橡胶沥青SMA混合料在应用上还未形成统一的行业规范, 这在很大程度上为橡胶沥青的推广和应用带来一定的不利影响, 但可根据工程概况, 参考SMA混合料的技术指标, 进行橡胶沥青的应用与推广。同时, 不同橡胶沥青类型尽管会影响橡胶沥青的高温稳定性, 但基本上都高于现有规范, 因此, 在使用过程中, 需要综合考虑材料的产地与运输条件, 保证胶粉类型选取的经济性, 不宜盲目追求高标准。

参考文献

[1]凌天清, 肖川, 夏玮, 等.高温下橡胶沥青胶浆特性及矿料级配优化分析[J].土木建筑与环境工程, 2010, 32 (5) :47-52.

[2]北京市路政局.北京市废轮胎胶粉沥青混合料设计施工技术指南[M].北京:人民交通出版社, 2008.

[3]郝志强.道路工程用橡胶沥青制作工艺和专用设备结构设计的新发展[J].山西交通科技, 2012 (1) :86-87.

[4]张丽峰.橡胶沥青路面在介霍路的实践应用[J].山西交通科技, 2009 (1) :7-8.

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