复合改性沥青混合料性能的研究论文_黄芳

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.

论文作者:黄芳

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/29

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