抗車(chē)轍瀝青混合料的性能研究.pdf

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1、2016年2月石油瀝青PETROLEUMASPHALT第30卷第1期·試驗(yàn)與研究·抗車(chē)轍瀝青混合料的性能研究卞加前(新型道路材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室蘇交科集團(tuán)股份有限公司，南京211112)摘要：以5．O％SBS改性的50號(hào)道路石油硬質(zhì)瀝青為結(jié)合料，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種Superpave20瀝青混合料。試驗(yàn)結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的混合料水穩(wěn)性能、低溫性能和可壓實(shí)性能優(yōu)良，特別是高溫性能突出，較高模量瀝青混合料的高溫性能更優(yōu)。關(guān)鍵詞：車(chē)轍Superpave20瀝青混合料隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛快發(fā)展，二氧化碳排放量混合均勻，避免離析現(xiàn)象。從材料的研究檢驗(yàn)結(jié)急劇增加，加劇

2、了大氣的溫室效應(yīng)，溫度高使得果看，各原材料的質(zhì)量均能滿(mǎn)足瀝青路面的相關(guān)瀝青路面病害嚴(yán)重，如何解決路面高溫車(chē)轍病要求。集料、填料、瀝青化學(xué)分析及各項(xiàng)試驗(yàn)檢害，是道路工作者們面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。項(xiàng)目以我測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1～5所示。國(guó)援巴基斯坦國(guó)道N5公路工程為契機(jī)，擬用表1粗集料技術(shù)指標(biāo)及檢測(cè)結(jié)果Superpave高性能瀝青混合料¨，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究，以改善路用性能。該項(xiàng)目所在區(qū)域氣候條件及交通條件較為特殊：首先是高溫：區(qū)域地形相對(duì)平坦，屬于熱帶干燥氣候，夏季溫度特高，極端日平均氣溫高達(dá)48．8c【=，路面表面溫度則超過(guò)70℃，晝夜溫差小，且高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，雨水極少，年平均

3、降雨量不足100～200mm；其次是重載交通嚴(yán)重：重載及超載車(chē)輛較多，經(jīng)查閱地方公路局資料顯示，貨車(chē)所占比重顯著增加，且重載車(chē)輛行駛速度緩慢，導(dǎo)致道路車(chē)轍嚴(yán)重。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，課題組對(duì)N5公路工程項(xiàng)目，開(kāi)展了超強(qiáng)抗車(chē)轍性能瀝青混合料的試驗(yàn)研究，以提高路面使用安全性和耐久性能。1原材料來(lái)源及試驗(yàn)研究項(xiàng)目原材料遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)陌踩暂^難保證，而且經(jīng)濟(jì)也投入較高，為此，只能就地取材。集料母材取自當(dāng)?shù)馗瓯跒┑牡[石，經(jīng)加工生產(chǎn)成成品粗細(xì)集料；項(xiàng)目區(qū)域無(wú)礦粉，以水泥作為主要填料；瀝青屬于熱敏感性材料，如采用基質(zhì)瀝青其黏韌性較小，高溫易變形，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效※：集料與瀝

4、青的黏附性，基質(zhì)瀝青3級(jí)，改性瀝青5級(jí)。果。經(jīng)研究特采用5O號(hào)硬質(zhì)摻加5．0％的SBS收稿日期：2015—09—17。瀝青進(jìn)行SBS改性。改性瀝青為現(xiàn)場(chǎng)加工，其作者簡(jiǎn)介：卞加前(1968一)，高級(jí)工程師，主要從事公路貯存罐配備了攪拌器，以確保瀝青在貯存過(guò)程中瀝青路面科研及技術(shù)咨詢(xún)工作。E—mail：bjqS4@jsti．con。2石油瀝青2016年第3O卷表2細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)及檢測(cè)結(jié)果SBS改性瀝青檢測(cè)中由于5O號(hào)硬質(zhì)瀝青加SBS進(jìn)行改性，其低溫延度較難測(cè)試，采用5c【=、5cm／min時(shí)容易斷裂，為此，本次試驗(yàn)研究結(jié)果以5℃、1cm／min為參考值。2瀝青

5、混合料研究2．1級(jí)配研究表3填料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)結(jié)果考慮地域氣候及交通條件的特殊性，研究超強(qiáng)性能的瀝青混合料，采用骨架嵌擠類(lèi)型的級(jí)配，目前世界應(yīng)用較為廣泛的是Superpave高性能瀝青混合料，我國(guó)引進(jìn)美國(guó)的Superpave一瀝青路面技術(shù)，已基本上控制了車(chē)轍和水損害，使瀝青路面使用壽命大大延長(zhǎng)J。該種混合料的設(shè)計(jì)方法主要采取旋轉(zhuǎn)壓實(shí)技術(shù)替代馬歇爾的設(shè)計(jì)方法，主要是旋轉(zhuǎn)壓實(shí)在評(píng)價(jià)集料級(jí)配方面比傳統(tǒng)的馬歇爾更有效，更接近實(shí)際路面的情況，Superpave高性能瀝青混合料是解決車(chē)轍問(wèn)題的檢測(cè)項(xiàng)目結(jié)果一種較好方法引。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)交通狀況，配合比瀝青質(zhì)，％16．49研究

6、的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)分別選用初壓9次，設(shè)計(jì)膠質(zhì)，％15．6O125次，最大壓實(shí)205次。飽和分，％8．28本項(xiàng)目以Superpave20型瀝青}昆合料為研究芳香分，％59．63對(duì)象，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)技術(shù)分別對(duì)計(jì)算的8組級(jí)配灰分，％4．34進(jìn)行試驗(yàn)研究，研究表明，Blend2、Blend7、Blend8三組混合料空隙率分別為3．8％、3．4％、3．6％稍小于4．0％，其余各組級(jí)配瀝青混合料針人度／(1Omm)的空隙率均在4．O％～4．5％之間，瀝青混合料PI的其它體積指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，考慮地域條件延度(5℃，5cm／min)／cm對(duì)瀝青混合料的綜合性能要求，最終優(yōu)選

7、級(jí)配延度(5cc，1cm／min)／cm軟化點(diǎn)(環(huán)球法)／~CBlend4作為最佳級(jí)配。結(jié)合類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，權(quán)閃點(diǎn)(coc)／℃衡地域高溫和重載苛刻條件，預(yù)估路面可能易產(chǎn)燃點(diǎn)(COC)／生較為嚴(yán)重的車(chē)轍現(xiàn)象，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范說(shuō)明，在密度(15)／(g·erfl)相對(duì)密度(25qC)設(shè)計(jì)最佳瀝青用量的基礎(chǔ)上減小0．1％～0．5％動(dòng)力黏度(60qC)／(Pa·s)作為設(shè)計(jì)瀝青用量，該級(jí)配的最佳瀝青用量擬定運(yùn)動(dòng)黏度(135℃)／(Pa·8)為4．O％和4．2％。級(jí)配見(jiàn)表6。溶解度(三氯乙烯)，％2．2抗水損害性能研究離析軟化點(diǎn)差(163℃，48h)／"C彈性恢復(fù)(25

8、℃)，％采用AASHTOT283試驗(yàn)方法，對(duì)所選定級(jí)配黏韌性／(N