湖沥青改性沥青掺量对沥青材料高温性能的影响论文_倪建新

江苏省苏州市吴江区松陵镇建设管理服务所 江苏苏州 215000

摘要:近年来,随着国际原油价格的不断上涨,其相应的衍生产品沥青的价格也越来越高。湖沥青改性沥青是一种天然的沥青材料,其具有非常优良的路用性能,且其价格较SBS改性沥青相比也有一定的优势。研究主要针对不同掺量条件下的湖沥青改性沥青材料的高温性能,进行了不同湖沥青改性沥青掺量条件下胶结料的高温软化点值及破坏应变值,而后进行了混合料的高温稳定性试验,研究得到了湖沥青改性沥青的适宜掺量。为解决现有路面极易出现的车辙病害提供了一种新型的处理方案。

关键词:湖沥青改性沥青;湖沥青掺量;高温性能

0 引言

近年来,我国加快了对公路等基础设施的建设,公路里程飞速增加。同时,国民经济的高速发展带来了国内车辆保有量的迅猛增长,大交通量,车辆大型化、超载严重,车辆渠化现象使得沥青路面面临严峻的考验。为了提升沥青路面的整体稳定性,改性沥青已大规模应用于高等级公路沥青路面的上面层及部分中面层,且有向下面层发展的趋势,面对国内如此之大的高等级公路沥青路面建设市场及养护市场,开发性能优良、价格适中的改性沥青产品,丰富国内的改性沥青市场具有现实意义。

湖沥青改性沥青是一种天然的沥青材料,其具有优异的高温性能、低温性能与耐久性。将其按照一定比例掺加到基质沥青中而得到的湖沥青改性沥青,其与SBS改性沥青相比,也具有一定的经济优势。而目前,我国国内对湖沥青改性沥青的应用技术储备尚不完善,并没有关于湖沥青的应用技术指南。因此,本文旨在研究不同湖沥青掺量条件下的沥青材料的高温性能,为湖沥青的推广提供一定的技术支撑。

1 试验原材料

试验用原材料检测指标如表1及表2所示。表1为所用70号道路石油沥青检测结果,表2为特立尼达湖沥青检测结果。

结合表4以及图2可以看出,随着湖沥青掺量的掺加,湖沥青改性沥青胶结料的软化点呈线性增加。当湖沥青掺量为25%时,胶结料的软化点比湖沥青掺量为15%的湖沥青改性沥青的软化点高1.6℃,湖沥青掺量35%的湖沥青改性沥青的软化点比湖沥青掺量25%的湖沥青改性沥青的软化点高4.8℃。相较于基质沥青相比,湖沥青掺量为15%、25%、35%时,胶结料的软化点值分别增加了6.8%、10.1%、20.3%。由此可以看出,湖沥青的掺入有效地提高了胶结料的高温性能。

2.2 fail temperature 值试验结果

美国联邦公路局SHRP计划中采用动态剪切流变仪DSR测量沥青胶结料在不同温度和不同加载频率下的流变性能。这与以往的针入度、粘度指标相比有了很大的进步,因为它处在动荷载作用下,表征了沥青的动粘弹性质。采用DSR动态剪切流变仪研究得到的不同湖沥青掺量下胶结料的fail temperature值如表5及图3所示。

根据以上图表中的数据,湖沥青掺量为35%湖沥青改性沥青的fail temperature 最大,湖沥青掺量25%的湖沥青改性沥青的fail temperature比湖沥青掺量15%的湖沥青改性沥青的fail temperature提高了0.78℃,湖沥青掺量35%的湖沥青改性沥青的fail temperature比湖沥青掺量25%的湖沥青改性沥青的fail temperature高了7.83℃。相较于基质沥青相比,湖沥青掺量为15%、25%、35%时,胶结料的软化点值分别增加了5.2%、6.3%、17.8%。可见,沥青胶结料高温性能改善明显,这与软化点的评价结果一致。

3 混合料高温性能试验

3.1 试验用配合比设计

为了验证不同掺量下湖沥青改性沥青混合料的高温稳定性,试验选取了常见的AC-13型混合料进行试验研究。本次混合料配合比设计所用集料均为玄武岩,各档集料密度试验结果见表6所示。各档矿料所用比例及油石比见表7,混合料合成级配结果见表8.

由结果可以看到,随着湖沥青掺量的增加,湖沥青改性沥青混合料的高温动稳定度值有明显的提高。在25%掺量条件下,混合料的高温动稳定度值也达到了3181次/mm,较70号道路石油沥青混合料提高了71.0%,与常规的SBS改性沥青混合料的高温动稳定度值相差不大。而当湖沥青掺量达到35%时,其高温动稳定度值达到了4753次/mm,较70号道路石油沥青混合料提高了155.5%,该高温动稳定度值也超过了常规的SBS改性沥青混合料的高温动稳定度值。因此,当湖沥青掺量为35%时,混合料的高温性能超过了SBS改性沥青混合料的高温性能。

4 结论

(1)在70号道路石油沥青中掺入湖沥青改性后,得到的胶结料的高温性能有明显提高,且随着湖沥青掺量的增加,胶结料的高温性能也随之增加;

(2)湖沥青改性沥青混合料的高温抗车辙性能随着湖沥青掺量的增加而显著提高,当湖沥青掺量为35%时,混合料的高温动稳定度值较70号道路石油沥青混合料相比提高了155.5%,高温性能有明显改善;

(3)从掺加湖沥青改性沥青材料的高温性能看,湖沥青掺量越高,其胶结料及混合料的高温性能越好。

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论文作者:倪建新

论文发表刊物:《基层建设》2017年4期

论文发表时间:2017/5/22

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