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Sasobit温拌橡胶沥青性能评价分析

Sasobit温拌橡胶沥青性能评价分析
Sasobit温拌橡胶沥青性能评价分析

 文章编号:

1671-2579(2012)03-0295-05Sasobit

?

温拌橡胶沥青性能评价分析张雅涛1,吴奇峰2,

,张争奇2,杨博2(1.唐山市交通运输局公路工程处,河北唐山 063000;2.

长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室;3.

中交公路规划设计院有限公司)摘要:温拌橡胶沥青混合料具有低碳环保的突出优势,目前得到了越来越多的重视。温拌橡胶沥青是一种复合改性材料,胶粉和温拌剂的加入都会对沥青胶结料造成不同程度的影响,但是目前对温拌橡胶沥青性能的影响因素还未进行深入而系统的研究,导致温拌橡胶沥

青材料和性能的选择尚缺乏明确的指导思想。该文选择目前常用的Sasobit?

温拌添加剂,采用正交试验方法合理设计Sasobit?温拌橡胶沥青性能试验,结合方差分析和极差分析方法评价胶粉目数、胶粉掺量和温拌剂掺量对考核指标影响的显著性及影响规律,从而为Sasobit

?温拌橡胶沥青的材料和性能的选择提供依据。

关键词:Sasobit

?

温拌橡胶沥青;正交试验;方差分析;极差分析;路用性能收稿日期:2012-01-20

近年来,

橡胶沥青混合料以其良好的路用性能和显著的社会经济效益,

在道路建设领域中得到了广泛的应用。但是橡胶沥青混合料通常采用热拌法施工,由于生产和施工温度很高,导致橡胶沥青混合料出现耗能大,

有害气体排放量高,胶结料老化严重等缺陷。如何有效地降低橡胶沥青混合料生产和施工温度,是目前亟待解决的关键问题。近年来新兴的沥青混合料温拌技术是解决上述难题的有效途径。将废胎胶粉再利用技术与温拌技术结合不仅能够提高沥青路面的使用性能,

而且可以减少能源消耗和温室气体的排放。然而目前对温拌橡胶沥青性能还未进行深入而系统的研究,导致温拌橡胶沥青的材料选择和性能设计尚缺乏明确的指导思想。作者进行了有关试验研究。

1 试验原材料

制备温拌橡胶的材料主要有沥青、橡胶粉和温拌添加剂三类。该文采用A级90#基质沥青和40(0.45mm)、60(0.3mm)和80目(0.2mm)3种目数的橡胶

粉,制备橡胶沥青。温拌添加剂采用德国SASOL公

司生产的Sasobit

?聚烯烃类沥青改性剂,其熔点在100℃左右,加入高温橡胶沥青中只需简单搅拌即可均匀分散,达到降低橡胶沥青粘度的效果。

2 试验方案与结果

利用正交试验设计方法,以针入度、软化点、延度、弹性恢复和粘温指数作为温拌橡胶沥青性能考核指标,选择3种影响因素:A胶粉目数(胶粉的粒径大小);B胶粉掺量(

温拌橡胶沥青中胶粉与基质沥青的质量比);C温拌剂Sasobit

?

掺量(温拌剂与基质沥青的质量比)

,结合工程实际,拟定各因素典型三水平,分析上述影响因素对温拌橡胶沥青结合料性能的影响,正交试验方案见表1。

根据JTJ 052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的要求,对表1中列举编号的试样,进行针入度、软化点、延度等性能试验。根据测得的温拌橡胶沥青给合料15、25、30℃的针入度,计算相关性能指标,计算结果见表2。

由试验结果可以初步发现,不同试验组合的温拌橡胶沥青的性能有明显的差异,说明上述影响因素对温拌橡胶沥青的性能产生了不同的作用,需要进一步分析各影响因素对温拌橡胶沥青性能的影响。

方差分析可以将随机因素和人为因素造成的差异、波动从混杂中分离开来,分别给予定量描述,从而确定各因素对试验指标的影响程度。但是方差分析不能反映考核指标随着各因素水平的具体变化规律。因

92第32卷 第3期2 0 1 

2年6月中 外 公 路

 

表1 L9(34)正交表及温拌橡胶沥青结合料配比

编号

(目)

(%)

(%)

误差/

配比方案

胶粉掺量∶Sasobit掺量∶基质沥青含量(胶粉目数)

1 1(40)1(18%)1(2%)1 18∶2∶100(40)

2 1(40)2(22%)2(1%)2 22∶1∶100(40)

3 1(40)3(26%)3(3%)3 26∶3∶100(40)

4 2(60)1(18%)2(1%)3 18∶1∶100(60)

5 2(60)2(22%)3(3%)1 22∶3∶100(60)

6 2(60)3(26%)1(2%)2 26∶2∶100(60)

7 3(80)1(18%)3(3%)2 18∶3∶100(80)

8 3(80)2(22%)1(2%)3 22∶2∶100(80)

9 3(80)3(26%)2(1%)1 26∶1∶100(80)表2 针入度指数、当量软化点、当量脆点及塑性温度范围

试验编号PI当量软化

点/℃

当量脆

点/℃

塑性温度

范围/℃

1 0.95 59.9-21.2 81.12 1.01 60.2-21.6 81.93 1.56 64.5-24.0 88.54 2.20 68.3-28.4 96.75 2.53 72.2-29.0 101.26 2.45 71.3-28.8 100.17 2.40 70.9-28.5 99.48 2.63 71.6-31.1 102.79 2.35 68.5-30.3 98.7

此,该文采用方差分析的同时对考核指标进行极差分析,绘制直观分析图,确定考核指标下各影响因素的具体变化规律。从而为不同气候区,Sasobit?温拌橡胶沥青材料和性能的选择提供依据。

3 Sasobit?温拌橡胶沥青性能评价分析

3.1 针入度指数

针入度指数反映沥青偏离牛顿流体的程度,是沥青结合料温感性能的重要指标,对针入度指数进行方差和极差分析,结果见表3和图1。

表3 针入度指数方差分析

来源离差平方和自由度均方F值临界值显著性A 2.98 2 1.641 369.2

B 0.16 2 0.112 19.58C 0.298 2 0.158 38.74误差0.006 2 0.011-F0.01(2.2)=99.0

F0.05(2.2)=19.0

F0.10(2.2)=9.00

非常

影响

显著

P

I

胶粉目数

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

P

I

P

I

胶粉掺量/%Sasobit掺量/%

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

80

60

4026

22

183

2

1

图1 针入度指数随各因素水平变化图

由表3和图1分析可知:

(1)胶粉目数是影响针入度指数的最大因素,并随着胶粉目数的增大而增大,但60目和80目相差不大,基本相同。

(2)温拌剂掺量是较次要的因素,该指标随Saso-bit?掺量的增加几乎呈直线趋势增长,掺量为3%时该值达到最大,这说明Sasobit?的加入可以改善沥青的温感性。

中 外 公 路 第32卷 

(3

)胶粉掺量是最小的影响因素,随胶粉掺量的增大,该指标几乎呈水平线趋势增长。(4

)单独以针入度指数作为追求目标时,配比A3B3C3或A2B3C3为最优的,

但试验方案中没有出现该配比。3.2 软化点

对软化点数据进行方差分析和极差分析,结果分别见表4和图2。

表4 软化点方差分析

来源离差平方和自由度均方F值临界值显著性A 27.009 2 14.131 27.91B 24.121 2 12.812 26.58C 245.571 2 121.11 250.74误差

0.974 

2 

0.411

F0.01(2.2)=99.0F0.05(2.2)=19.0F0.10(

2.2)=9.00显著显著非常-

软化点/℃

8784817875726966软化点/℃

87

84817875726966软化点/℃

胶粉目数胶粉掺量/%

Sasobit 掺量/%

18

2226

1

2

3

87

8481787572696680

6040

图2 软化点随各因素水平变化

由表4和图2分析可知,对于软化点而言:

(1)Sasobit?

掺量是影响最大的因素,软化点随着Sasobit

?

掺量的增加呈直线趋势增长,掺量为3%时达到最大,这说明Sasobit

?

改善了沥青的高温性能。(2

)胶粉掺量是次要的影响因素,在试验用量范围内,该指标随胶粉掺量的增大呈直线增长。

(3

)胶粉目数是最小的影响因素,随胶粉目数的增大,软化点先增大后减小,60目时该值达到最大,但和80目时的软化点相差不大。

(4)单以软化点为目标,A2B3C3是最优配比,但该配比没有出现在试验方案中。3.3 延度

对5℃的延度进行方差分析和极差分析,结果分别见表5和图3。

表5 5℃延度方差分析

来源离差平方和自由度均方F值临界值显著性A 25.109 2 12.131 23.234B 11.034 2 5.114 9.399C 2.862 2 1.351 2.778误差

1.074 

2 

0.511

F0.01(2.2)=99.0F0.05(2.2)=19.0F0.10(

2.2)=9.00显著有影响不影响-

延度/c m

胶粉目数胶粉掺量/%Sasobit 掺量/%

1413121110987延度/c m

14

131********

延度/c m

14

1312111098780

6040

262218

3

21图3 5℃延度随各因素水平变化

由表5和图3可知,对5℃延度而言:

(1

)胶粉目数是影响最大的因素,延度随胶粉目数的增加呈上升趋势,但60目和80目基本相同。

(2

)胶粉掺量是次要的影响因素,延度随胶粉掺量的增大而增大。

(3)Sasobit?掺量的影响是最小的,延度随该因素的增大而稍有降低,说明Sasobit

?

对低温性能有不利影响,但影响很小。

(4)从5℃延度的考核指标来讲,配比A2B3C2和A3B3C2最佳,A3B3C2为试验配比编号9,而配比A2B3C2没有出现。3.4 弹性恢复

对25℃的弹性恢复进行方差分析和极差分析,结果分别见表6和图4。

92 2

012年第3期 

张雅涛,等:Sasobit

?

温拌橡胶沥青性能评价分析 

 

表6 弹性恢复方差分析

来源离差平方和自由度均方F值临界值显著性A 85.155 2 42.458 23.211B 151.1 2 76.0 41.733C 8.234 2 3.917 2.503误差

3.974 

2 

1.211

F0.01(2.2)=99.0F0.05(2.2)=19.0F0.10(

2.2)=9.00显著显著不影响-

弹性恢复率/%

胶粉目数胶粉掺量/%

Sasobit 掺量/%

84

807672686484

8076726864弹性恢复率/%

弹性恢复率/%

18

22

26

1

2

3

848076726864

80

60

40

图4 25℃弹性恢复随各因素水平变化

由表6和图4分析可知,对弹性恢复率而言:(1

)胶粉掺量是影响最大的因素,弹性恢复率随胶粉掺量的增大而增大。

(2

)胶粉目数次之,随胶粉目数的增大,该指标先增大后稍有降低。

(3)Sasobit?

掺量是最小的影响因素,随Saso-bit

?

掺量的增大,该指标明显呈直线趋势增长,掺量为3%时该值达到最大。

(4)单以25℃弹性恢复为指标,配比A2B3C3最佳,而该配比在试验方案中没有出现。3.5 粘温指数

粘度是表征沥青材料粘滞性的一项性能参数,反映沥青在发生流动时其内部分子间摩擦阻力的大小,其大小与沥青路面的力学行为关系密切,因此合理选择沥青粘度是十分必要的。对粘度做方差和极差处理,结果见表7、图5。

表7 粘度方差分析

方差来源

离差平方和自由度均方F值临界值显著性135

165

177

A 

36.5 2 18.741 19.142B 18.7 2 9.112 9.810C 5.31 2 2.158 2.964误差1.788 2 0.961-A 

6.665 2 3.328 12.668B 3.918 2 1.959 7.457C 0.951 2 0.475 1.810误差0.525 2 0.263-A 

3.619 2 1.810 12.646B 1.846 2 0.923 6.415C 0.434 2 0.217 1.517误差

0.286 

2 

0.143

F0.01(2.2)=99.0F0.05(2.2)=19.0F0.10(

2.2)=9.00显著影响无-有影响

无无-影响无无-

由表7和图5分析可知,

对粘温指数而言:(1)胶粉目数是最重要的影响因素,当显著性水平a=0.05和a=0.10时,该因素对135、165和177℃的粘度都有显著影响,随目数的增大,粘度先增大后减小,60目的粘度最大。

(2

)胶粉掺量是次要的影响因素,当显著性水平a=0.10时,其对135℃的粘度有显著性影响,对165

℃和177℃粘度的影响不明显,

粘度随胶粉掺量的增大呈直线趋势增长。

(3)Sasobit

?

掺量的影响是最小影响因素,即使a=0.10时,Sasobit

?

掺量对这3个温度的粘度的影响也不明显,粘度随其掺量的增大而降低。且各因素对

粘度的影响显著性随试验温度的升高而降低。

综上所述,不同影响因素对135、165和177℃的

92 中 外 公 路 第32卷 

粘度/(P a ·s )

胶粉目数胶粉掺量/%Sasobit 掺量/%

21181590806040

1263135℃粘度

165℃粘度

177℃粘度粘度/(P a ·s )

21181590126318

2226

粘度/(P a ·s )

21181590

12633

21

图5 各温度粘度随各因素水平变化

粘度影响呈现不同的规律,然而这些规律不能形成统一的指标衡量结合料的性能,一般研究都采用60和135℃温度下的粘度计算粘温指数VTS来表征结合

料性能。但是橡胶沥青的粘度较大,60℃的粘度超出了布什粘度计的量程,

故该文按国内外规范规定,用135、165和177℃的粘度建立的粘温曲线斜率m来表示此测量温度范围内结合料的温度敏感性。

该文采用ASTM D2493中的Saal公式计算粘温曲线斜率m:

lglg(η×1

03

)=n-mlg(T+273.13)式中:η为温度粘度(

Pa·s);T为摄氏温度(℃)。对粘度试验结果进行回归分析绘制粘温曲线如图6所示。需要指出的是,

虽然针入度指数和粘温指数都反映了结合料的感温性能,针入度指数越大越好,粘温指数越小越好,

但是这种差异并不矛盾,因为二者反映的是结合料不同温度范围内的温度敏感性。

将各配比结合料粘温曲线的回归方程及相关性系

粘度对数/(P a ·s )

温度对数/℃

0.700.650.600.550.500.450.40

2.61

2.62

2.63 2.64 2.65

123456789

图6 正交试验各编号粘温曲线

数的平方汇总于表8中。同时对粘温指数进行方差分析和极差分析,结果分别见表9和图7。

表8 粘温曲线回归方程及相关系数

试验编号

回归方程

R21 y=-1.

845 8x+5.371 3 0.998 82 y=-1.

626x+4.824 5 0.999 93 y=-1.

358x+4.139 8 0.999 84 y=-1.

701 7x+5.020 9 0.999 85 y=-1.

802 1x+5.302 7 0.998 66 y=-1.

576 6x+4.758 1 0.993 47 y=-2.

009 6x+5.781 9 0.999 28 y=-1.

003 5x+3.193 4 0.999 79 

y=-1.

746 9x+5.203 7 0.968 

5表9 粘温曲线斜率方差分析

来源离差平方和自由度均方F值临界值显著性A 1.63 2 0.815 534.37B 0.31 2 0.150 79.322C 0.004 2 0.002 0.3误差

0.001 

2 

0.000 

1-

F0.01(2.2)=99.0F0.05(2.2)=19.0F0.10(

2.2)=9.00非常显著不影响-

粘温指数

胶粉目数胶粉掺量/%

Sasobit 掺量/%

2.0

1.81.61.41.2粘温指数

2.01.81.61.41.2

粘温指数

18

22

26

1

2

3

2.01.81.61.41.2

80

60

40

图7 粘温指数随各因素水平变化

由表9和图7分析可知,对粘温指数而言:(1

)胶粉目数是影响最大的因素,粘温指数随目数的增大先降低后增大,60目时的温度敏感性最低。(2

)胶粉掺量是次要的影响因素,各掺量下的粘温指数变化不大,22%胶粉掺量的粘温指数最小。

(3)Sasobit

?

掺量是最小的影响因素,但粘温指数随该因素的增大而略有降低,即Sasobit

?

掺量对降低结合料的温度敏感性是有利的。

92 2

012年第3期 

张雅涛,等:Sasobit

?

温拌橡胶沥青性能评价分析 

 

 文章编号:

1671-2579(2012)03-0300-05温拌沥青CO2减排效果的室内试验研究

党正霞,汪海年 编译

(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安 710064

)摘要:采用室内试验方法研究温拌沥青Sasobit掺量、沥青含量和施工温度对CO2排放量的影响效果,同时还研究了Sasobit掺量本身对CO2排放量的影响。研究表明:施工温度是影响CO2排放量的主要因素,温拌沥青技术不仅能直接通过降低施工温度来减少CO2排放量,也可从减少燃料消耗角度来减少CO2排放量。与热拌沥青混合料相比,添加Sasobit的温拌沥青混合料CO2排放量可减少40%。

关键词:道路工程;温拌沥青;CO2排放量;试验研究

收稿日期:2011-08-28

1 研究背景

在中国、美国及其他国家,热拌沥青混凝土(HMA)

是交通基础建设的重要建筑材料。HMA是指将矿物集料和沥青结合料加热至150~170℃高温并拌和而成的混合物。高温会使沥青迅速氧化,并使结合料的化学成分发生变化。沥青是多种碳氢化合物的混合物,

其原子官能团在氧化过程中会发生缓慢变化并生成CO2,

沥青的氧化过程可简化为图1所示。高分子量化

CO 2

氧化反应

沥青

图1 沥青中CO2排放原理示意图

众所周知,CO2是主要的温室效应气体。在过去的150年中,大气中CO2的含量从290ppm上升到380pp

m。因此,对沥青施工过程进行改善从而降低櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙

4 结论

该文采用正交试验法设计试验,分析温拌橡胶沥青性能影响因素,得到以下主要结论:

(1)温拌橡胶沥青性能随各因素水平变化的规律不尽相同,单独以某个性能选择的最优配比方案均不尽相同,因此需要将各个性能综合考虑,进行合理配比比较选择。

(2)通过研究发现:Sasobit?

对温拌橡胶高温性能有很大提高,能改善沥青的温感性能,对低温性能有

不利影响,但影响不大;胶粉的目数和掺量对温拌橡胶沥青的温感性能有影响,随着目数和掺量的增大,先增大后减小,以60目最优。

(3

)仅从提高温拌橡胶沥青高温性能出发,该文设计的5号配比方案最优,即胶粉掺量∶Sasobit掺量∶基质沥青含量(胶粉目数)=22∶3∶100(60)

,可为高温地区选用温拌橡胶沥青材料提供数据支持。

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03 中 外 公 路

第32卷 第3期

2 0 1 

2年6月

4温拌沥青混合料技术简介.

温拌沥青混合料技术简介 1.温拌沥青技术的概念 温拌沥青技术,是指用于沥青路面铺筑的沥青混合料,通过加入某种添加剂(即温拌剂),实现混合料拌合、施工温度降低20~30℃,而其品质(使用性能)不下降。 温拌沥青混合料其拌合温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间。(如图1)。 图1 温拌沥青技术温度示意图 2.温拌沥青技术的特点及优势 (1)符合低碳经济的发展理念和发展模式 温拌沥青新技术施工温度低(比传统热拌沥青混合料施工温度降低20~30℃),能够减少燃油等高碳能源消耗,降低对人体有害气体、烟尘的排放(见图2表1),符合经济社会发展与生态环境保护双赢的可持续发展的经济模式。 该技术特别适用于在城市道路、里巷道路等人口密集地

区施工,对周围环境、空气质量影响非常小。 (2)能够实现在低温季节的施工 沥青路面铺筑需要在高温状态下施工,因此施工季节集中在炎热的夏季。温拌沥青技术可以使传统热拌沥青混合料对施工温度严格控制的要求得以放宽,可适当延长作业时间,保证压实质量;在较低环境温度下施工,延长施工期。 图2 温拌和热拌沥青混合料在拌合过程中烟尘排放对比 测试项目 单位 热拌 温拌 降幅(%) 采样地点 二氧化碳 (CO 2) mg/m 3 2.6 1 61.5 拌和站 氮氧化物 (NO X ) mg/m 3 151 40 73.5 一氧化碳(CO ) mg/m 3 104 91.3 12.2 二氧化硫 (SO 2) 104 mg/m 3 13 3.3 74.6

烟尘 mg/m 3 5.6 2.59 53.8 沥青烟 mg/m 3 21.1 2.06 90.2 摊铺施工现场 苯可溶物 mg/m 3 19.5 0.58 97.0 苯并芘 mg/m 3 0.094 0.019 79.8 (3)隧道沥青路面 在长大隧道的路面施工时,由于隧道中温度较低,空气流动较慢,空间相对封闭,沥青混合料烟尘排放问题是非常突出和难以解决的。如果在隧道路面施工中采用温拌沥青混合料技术,既可以提高混合料的压实性能,同时又能显著降低沥青排放出的有害气体,为施工人员创造良好的施工环境。 3、拌合站温拌剂添加装置 为了试验沥青混合料温拌技术,需要拌和站添加小型设备,包括温拌剂存储罐、输送管道、泵、自动控制系统等相关配套小型设备(如图3)。

橡胶沥青生产突发情况及处理

橡胶沥青生产突发情况及处理 1、胶粉出现质量问题 (1)胶粉潮湿 处理方法: 如遇胶粉潮湿,首先观察混拌电机与斜螺旋电机的电流,适当调节基质沥青泵与斜螺旋的频率,降低胶粉与基质沥青上料速度配比,以保持混拌电机电流稳定,预混罐类液面在内胆上沿以下,且保持稳定高度为宜。但需注意基质沥青的频率不要太小,以防胶粉糊罐。 如遇胶粉质量问题,粘度太高,再打入适当基质沥青;若粘度太低,就要利用反刍系统,二次添加适当胶粉。 (2)新到的胶粉与之前使用的胶粉质量有变化 处理方法: 每次新到胶粉,按之前使用胶粉的掺量计算生产每吨橡胶沥青的比例,试生产一定数量橡胶沥青,再根据粘度进行调整。 例如:生产量为15吨时,应按计算好的胶粉比例先生产10吨左右橡胶沥青,反应好后测橡胶沥青的粘度。 如实测的粘度偏大,则适当减小胶粉的掺量,按照新的掺量,重新计算生产10吨的胶粉量,会比之前计算的量少,这时将差出来的胶粉量除以新胶粉掺量,计算出来一个数字,再用这个数字减去多出来的胶粉量,就是需要新加的基质沥青量,按照计算出来的量添加基质沥青25min后检测粘度,如果粘度依然偏大,就按照上述方法再进行调节,直至粘度达到要求为止。 如实测的粘度偏小,则适当增加胶粉的掺量,按照新的掺量,重新计算生产10吨的胶粉量,会比之前计算的量多,这是将差出来的胶粉通过反刍方式重新添加到试生产的10吨橡胶沥青里,添加结束后反应25min,再检测粘度,若仍然偏小,则按照上述方法继续调整,直至粘度达到要求为止。 2、拌合楼沥青称计量故障 故障描述:计量系统正常,但计量称重罐冒罐或未按计量流程的进行。 处理方法: ①查看气泵气压是否在4个压以上,如果不是则检查气泵原因。

橡胶沥青技术要求

附1:橡胶沥青技术要求 1.规范要求 本设计所指橡胶沥青是指以废旧轮胎加工生产的硫化胶粉通过反应设备经恒温加热、搅拌与基质沥青高温状态下反应生成的橡胶改性沥青。橡胶沥青混凝土的材料要求、混合料生产、运输、摊铺、碾压等工艺环节均应严格满足 交通部《公路沥青路面设计规范》(JTJ014—97) 交通部《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004) 交通部《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004) 交通部《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052—2000) 建设部《市政道路工程质量检验评定标准》(CJJ 1—90)。 同时,作为新工艺新材料技术采用,工程实施中应参考 美国加利福利尼州(California)橡胶沥青施工规范(Type-G) 美国道路材料实验协会(ASTM)实验规程。 2.材料要求 2.1沥青 采用A级70号道路石油沥青,道路石油沥青的质量应符合交通部《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)表4.2.1-2规定的技术标准。 2.2橡胶屑 本工程橡胶沥青中的橡胶屑是用载重车、大客车、公共汽车废轮胎为原料加工生产的硫化胶粉,这里所指的轮胎为斜交胎。包括轮胎翻新时从胎面、胎肩打磨下来的橡胶屑加工的胶粉。废旧橡胶屑中可加入天然橡胶粉和改善剂,但总量不宜超过废旧橡胶屑重量的25%。橡胶沥青改性用胶粉的技术指标应满足表2.2-1的要求。 表2.2-1 橡胶沥青用胶粉技术指标及试验方法 为达到橡胶沥青的改性效果和橡胶沥青混凝土路面的消音和使用寿命,要求橡胶沥青改性时使用的橡胶粉级配,应按照美国加利福尼亚州橡胶沥青规范的要求从0~2.36mm范围配置,杜绝使用单一规格或混杂级配的橡胶屑。 2.3石料 橡胶沥青混凝土的粗集料采用峨眉山地区产玄武岩石料,其质量技术标准应满足交通部《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)4.8章节中的相关规定和要求,细集料应同样满足4.9章节中的相关规定。

温拌沥青技术在低温施工中的应用

文章编号: 1671-2579(2014)03-0264-04温拌沥青技术在低温施工中的应用 杨彦海1,高小晰1,沈阳1,刘燕燕2 (1. 沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳 110168;2.浙江顺畅高等级公路养护有限公司)摘要:在对比分析温拌沥青混合料与热拌SBS沥青混合料路用性能基础上,结合实体工程,着重研究了施工温度降低后材料的可压实特性。试验表明:在降低温度30℃的情况下,温拌沥青技术可以有效地保证混合料及路面的各项性能,并形成一个稳定的压实区间,延长施工时间,实现冬季低温施工。同时还可以较大程度地降低沥青混合料拌和与施工过程中有害气体的排放,有利于节约能源,保护环境。 关键词:道路工程;温拌;沥青路面;低温施工;压实区间;降温速率 收稿日期:2013-08-03 作者简介:杨彦海,男,博士,教授.E-mail:yangy anhai168@126.com1 前言 目前,建设资源节约型、环境友好型社会是中国一项长期的战略任务,而交通运输行业又是能源资源消费和温室气体排放的重点领域之一。热拌沥青混合料虽然路用性能好,但环境污染重,能耗大,沥青老化问题严重。同时,随着中国道路建设的快速发展,如何解决沥青路面在冬季施工所面临的因沥青混合料降温速率快而造成的混合料压实困难、空隙率过大、早期病害严重等问题,已成为道路建设中的重要任务。为了解决这些问题,温拌沥青混合料这种节能环保的路用新材料、新技术得到了发展和应用。这一技术能在保证 混合料性能的前提下降低其拌和及碾压温度,为解决 低温地区及低温季节进行沥青混凝土路面施工提供了新的思路。 温拌技术的本质是通过降低胶结料的施工粘度,从而降低工作温度。它要求掺加的物理和化学添加剂不会对路面的使用性能构成负面影响,在尽可能少地改变现有工作条件(配合比、设备等)的前提下,采用物理或化学手段,实现沥青混合料在较低温度下施工这一技术核心。该文研究的温拌沥青混合料是通过在常规沥青混合料中加入采用表面活性剂原理实现温拌化的新型液态添加剂,有效降低工作温度,减少沥青老化,为沥青混合料提供充分压实时间,保证路面的施工质量。不仅能够延长道路的使用寿命, 櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙 还可以延长道参考文献: [1] 张文刚, 邹雨芯,孙国庆,等.二氧化钛沥青混合料光催化性能影响因素研究[J].武汉理工大学学报,2012(3).[2] 徐海铭, 刘黎萍,孙立军,等.纳米二氧化钛在实际道路工程中的应用[J].公路工程,2011(4). [3] 孙立军, 徐海铭,李剑飞,等.纳米二氧化钛处治汽车尾气效果与应用方法研究[J].公路交通科技,2011(4).[4] 叶超, 陈华鑫,王闯.纳米二氧化钛改性沥青混合料路用性能研究[J].中外公路,2010(3). [5] Spanhel L,Weller H,Henglein A.Electron Inj ectionfrom Illuminated CdS into Attached TiO2and ZnO Parti-cles[J].J Am Chem Soc,1987,109:6 632-6  638.[6] 任成军,李大成,周大钊,等.纳米TiO2的光催化原理及 其应用[J].四川有色金属,2004(2). [7] Bamwenda G R,et al.The Photocataly tic Oxidation ofWater to O2Over Pure CeO2,WO3and TiO2Using Fe3+ and Ce4+ as Electron Acceptors[J].Applied Cataly sis A:General,2001,205:117-120. [8] 尚华美,邱剑勋,王承遇,等.光催化纳米CdS复合TiO2 薄膜的表面形貌及太阳光光催化性能[J].玻璃与搪瓷,2002(3). [9] 廖芳龄, 许婷婷,钱玮.玄武岩纤维沥青混凝土技术性能研究[J].中外公路,2012(3). [10] 张文刚, 纪小平,宿秀丽,等.路用矿物纤维沥青混合料性能及增强机理研究[J].武汉理工大学学报,2012(8). 46 2  中 外 公 路 第34卷 第3期 2 0 1  4年6月

沥青路面疲劳开裂的分析与防治

沥青路面疲劳开裂的分 析与防治 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

沥青路面疲劳开裂的分析与防治 一、前言 随着公路交通量日益增长, 公路建设事业得到了迅猛发展, 截至2006 年底, 我国公路通车总里程达到348 万km, 高速公路达万km。2007 年, 我国计划建成高速公路5 000 km 以上, 并确保完成“五纵七横”国道主干线系统最后2 385 km 的建设任务。而沥青路面在整个公路网中的比例占到70%以上, 已经成为高等级公路的主要结构形式。但是,经过多年的使用和观测表明, 许多高速公路通车一年后路面就出现严重的桥头跳车和早期损坏, 有的通车几年后由于损坏严重、疲劳裂缝过多就不得不进行翻修, 使其使用性能大大降低。因此对疲劳裂缝产生的原因进行系统的分析, 提出经济、合理、适用的沥青路面结构, 并从设计、施工和养护等多方面对防止疲劳开裂和路面破坏提出有效的预防措施, 使其在高等级公路和地方公路建设中得到进一步推广应用, 发挥更大的社会经济效益。 二、开裂原因 随着传统的疲劳破坏理论的发展, 人们认识到,路面的破坏, 是由于荷载在路面材料中引起的重复加载疲劳应力, 超过了路面混合料的抗拉强度而发生的。美、英、苏、德等国, 根据十多年的大量试验,相继进行了基于疲劳强度理论在设计上的重大改革。并且, 目前各国沥青类路面设计仍主要沿用这种疲劳强度理论。 道路上的行车, 主要是汽车。汽车是路面服务的对象, 也是使路面结构破损、路基失稳的主要因素。但是随着交通量的增加、轴载的增大和公路上行车速度的提高、交通荷载的振动特性以及交通参数确定的合理性等交通荷载因素对沥青混凝土路面早期破损的影响是不容忽视的问题。

橡胶沥青的国内外研究现状

国外研究现状 早在1845年,英国就进行了往沥青中掺加橡胶以改善其性能的尝试,1901 年法国修筑了试验路段,1937年英国在波兰修筑了几段路面,1947年美国也采用合成橡胶粉和胶乳改性修筑路面,日本于1942年开始采用天然橡胶胶乳掺入沥青乳液中。1952年在东京,1945年北海道,都修筑了这种改性沥青的路段。以后,天然橡胶、合成橡胶或掺入乳胶的沥青于1960年左右就开始在日本其它地方的路面工程中使用,并且用量剧增。由此可见,在国外橡胶改性沥青已成为一种发展趋势。 从上世纪六、七十年代以来,美国、瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚、日本、南非、印度等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶沥青混凝土的应用研究。 近20年来,美国、加拿大、韩国、日本等国成功的应用胶粉改性沥青修筑高速公路、高等级公路。 美国用废轮胎作为改性剂制造改性沥青用于修筑公路已经有了20年的历史。1982年~ 1986年间已试验铺筑210多个路段,共1.1万km,这种路面的热稳定性能和防冻性能都比较好,并可以减少维修费用。美国联邦法院在1991年颁布了在新修筑的沥青路上必须掺用20%的胶粉的立法,极大地促进了废旧胶粉的利用,橡胶粉改性沥青已在美国加州、佛罗里达州、俄亥俄州等广泛使用。据美国联邦统计局统计,到1997年废胶粉改性沥青已消耗了8000万t废轮胎。 德日耗200t废轮胎用于修筑公路、运动场及机场跑道。法国、比利时、奥地利在公路建设中亦广泛采用废胶粒、胶粉配料;俄罗斯伏尔加格勒公路交通部门将废轮胎粒用于铺设路面,可有效地预防冬季路面结冰而产生交通事故。他们的做法是在用沥青铺筑路面后,当沥青尚未干时在上面洒一层废轮胎胶粒。这样,冬季路面的冰块容易被压碎,车辆行驶就不会因为打滑而发生冲撞事件。为了减少车辆行驶时的噪音,英国在萨里郡交通繁忙的4条道路上用废轮胎胶粒铺设路面,测定胶粉配料路面与传统配料路面是否坚固耐用,如果结果令人满意,英国柯拉斯将获得这种方法的广泛使用权。据称,用这种方法可以使噪音减少70%。这种技术是将3mm粒径的废轮胎胶粉混入热沥青中并搅拌均匀,用量为沥青总量的3%。这种技术优点之一是胶粉粒取自于再回收利用的废旧轮胎,有利于环境保护。此外, 这些橡胶颗粒还具有吸收光线, 缓减强光刺眼的好处, 与传统的

温拌沥青混合料技术

重庆路快速路工程 温拌沥青混合料技术 编制单位: 编制时间:

温拌沥青混合料应用技术简介: 传统的沥青混合料按照拌和、摊铺温度的不同,可以分为两大类: 热拌混合料(HMA)和冷拌混合料(CMA)。热拌混合料拌和温度150-180℃,优点是主流技术、路用性能好,缺点是环境 污染重、能耗大、沥青老化较严重。冷拌混合料拌合温度15-40℃(常温),优点是环保、节能、混合料可存储,缺点是路用性能很难与热拌混合料相比。如何保留热拌沥青混合料性能良好的特点并克服其存在的环境污染重、能耗大、沥青存在老化等问题。或从另外一个角度说,如何在保留冷拌沥青混合料环保、节能等优势的同时克服其性能尚有差距的不足,成为努力的方向。而当今世界,节能减排、保护环境、可持续发展是世界各国共同关注的热点问题。2011年5月9日,云南省交通运输节能减排工作会议提出:我省的公路施工及养护中将逐步推广节能技术,重点开始温拌和燃油改煤技术等的推广。 在这些国际国内背景下,温拌沥青混合料应用技术应运而生。温拌沥青混合料(WMA)是一类拌合温度介于热拌沥青混合料(150℃-180℃)和冷拌(常温)沥青混合料之间,性能达到(或接近)热拌沥青混合料的新型节能减排沥青混合料,其拌合温度为110℃ -130℃,摊铺和压实路面的温度为80~90℃,最低可达70℃。 该项技术起源于欧洲,于2000年起开始铺筑试验路,并在2000 年的国际沥青路面大会上首次进行交流。

温拌沥青混合料技术主要分为四类:即沥青-矿物法(Aspha-Min)、泡沫沥青温拌法(WAM-Foam)、有机添加剂法、基于表面活性平台温拌法。目前使用较普遍的是基于表面活性剂的温拌法,该技术由美国Meadwestvaco公司提出,2003年8月在南非铺筑了第一条试验路。基于表面活性剂的温拌法,有三种工艺可以实现:乳化沥青法、浓缩液法、温拌沥青法,目前较为常用的是浓缩液法和温拌沥青法。 表面活性剂的温拌机理即表面活性剂是一种能大大降低溶剂表面张力(或液—液界面张力)、改变体系的表面状态从而产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化学品。浓缩液法施工工艺是将表面活性剂的水溶液(浓缩液)直接加入搅拌锅进行沥青混合料拌和。浓缩液法温拌沥青混合料生产工艺流程如下: 温拌沥青法施工工艺是将表面活性剂直接加入到沥青中,制备温拌沥青。该温拌工艺不依据发泡或者降粘的原理,而是通过特殊表面活性剂的添加在温拌沥青混合料内部起到了降低集料

沥青混合料的疲劳试验及其影响因素

沥青混合料的疲劳试验及其影响因素 摘要:疲劳特性的研究方法概括起来包括两种即现象学法和力学近似法。应用现象学法主要是进行疲劳试验,得出疲劳寿命与施加应力或应变的关系。力学近似法是将应力状态的改变作为开裂、几何尺寸及边界条件、材料特性及其统计变异性的结果来考虑,并对裂缝的扩展和材料中疲劳的重分布所起的作用进行分析,从而它有助于人们认识破坏的形成和发展的机理。 关键词:沥青混合料疲劳特性现象学法力学近似法 1 概述 路面使用期间,在气侯环境因素和车轮荷载的重复作用下,损伤逐渐累积,路面结构强度逐渐下降,当荷载作用次数超过一定次数之后,在荷载作用下路面内产生的应力就会超过性能下降后的结构抗力,使路面出现裂纹,产生疲劳断裂破坏。这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性,引起应力集中而出现微裂隙,应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合,从而不断减少有效的承受应力的面积,造成材料的刚度和强度逐步下降,最终在反复作用一定次数后导致破坏。材料抵抗疲劳破坏的能力,可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小(或称疲劳强度)和作用次数(称为疲劳寿命)来表示。疲劳破坏是当前沥青路面破坏的主要形式之一。沥青路面的耐久性是指沥青路面在使用过程中承受各种外界因素的作用,其性质能保持稳定或较小发生变化的特性。沥青混合料的抗疲劳性能是评价沥青路面耐久性的一个重要指标。 2沥青混合料的疲劳试验 疲劳破坏作为沥青路面的三大破坏形式之一,人们对其试验研究方法给予了很大的关注,归纳起来可以分为四类:一是实际路面在真实行车荷载作用下的疲劳破坏试验,如美国的AASHO试验路,历时三年才完成;二是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验,包括环道试验和加速加载试验,如南非的重

橡胶沥青原材料及成品指标控制检测

橡胶沥青的动态粘度的测量用一个旋转粘度计 1 范围 这种方法描述的是使用一个小型的电动的旋转粘度计来测量橡胶沥青的动态粘度。 2 使用仪器 2.1 一个微型的旋转粘度计,旋转粘度计由一个转子和量程为10 PaS,精确的0.1 PaS 的度量器组成。因为这种工具是在实验室中使用的,所以应装在操作台上(见5.2)。 2.2 用来支撑和夹紧操作台或曲颈瓶。 2.3 一个带有温度调节装置的烤箱。最高温度为150-300摄氏度,精度为正负5摄氏度。 2.4 0-300摄氏度的温度计。精度为1摄氏度。 2.5 石棉手套 2.6 一个用来混合沥青的搅拌棒或刮刀。 2.7 一个直径至少为100 mm,深度至少为80 mm,容积为一公升的玻璃杯或锡制容器。如果使用锡制容器时,它应该配有一个合适的盖子。 3 实验方法 3.1 用2.7中所描述的容器装上符合BR1T测试方法的具有代表性的橡胶沥青样品,用搅拌棒来搅动。测量并且记录温度(见5.1)。 系在粘度杯上的粘度计上的转子测出粘度在0.5-10PaS 之间(见5.2)。要确保在转子上的排气孔是敞开的。

放置在锡制或玻璃杯上的样品一直浸入到粘度计转子的中心位置。大约30秒后转子开始旋转直至装置完全水平(见5.3),如果可能的话只用一个操作台。转子开始旋转后大约十秒后开始记录粘度值,精确到0.1PaS。拿出并清理转子。 3.2 实验步骤(在实验室中) 按照BR1T测试方法中抽取具有代表性样品。在烤箱内将样品加热到喷洒温度。如果将样品从一个容器移到另一个容器内,粘度是发生变化的。当检测温度时应用搅拌棒搅动样品。当达到测试温度(见5.4)时,拿出搅拌棒和粘度计并确定如3.1中描述的粘度。 粘度计应被固定,并使它牢固和水平。 4 计算 粘度值的记录应精确到0.1PaS,在正确结果后面应附有日期,时间,取样位置和沥青温度。 5 注意事项 5.1 在确定喷洒性时,橡胶沥青粘度计在工作之前密封是必要的。5.2 表达动态粘度的单位是PaS,然而大多数的粘度计的单位是百分之一泊, 1cp=1 dPaS*10-2=1PaS*10-3 因此1.5PaS=15dPaS=1500cp。 5.3 为了避免工作时受到伤害。制造商规定了放置粘度计的杯子是密封的(被浸入)。为了遵守这一规定,因此提议当杯子加热到橡胶沥青温度时应浸水30秒。为了方便拉出沥青,当工作时杯子要浸到规

橡胶沥青在公路工程中应用论文

浅谈橡胶沥青在公路工程中的应用摘要: 对橡胶沥青的优点进行了归纳总结, 着重介绍了橡胶沥 青的施工技术和操作要点, 指出橡胶沥青能有效改善道路抗变形 能力和抗疲劳开裂性能, 提高行车安全系数, 延长道路使用寿命, 值得进一步推广。 关键词: 橡胶沥青, 优点, 施工技术 abstract: the advantages of rubber asphalt has summarized, and emphatically introduces the construction technology of rubber asphalt and the key operation points, points out that the rubber asphalt can effectively improve road resistance to deformation and resist fatigue cracking resistance ability, improve safety coefficient, prolong the service life of the road, is worth further promotion. keywords: rubber asphalt, advantages, construction technology 中图分类号:u416.217文献标识码:a 文章编号: 1.橡胶沥青的优点 1)有较强的粘性。粘性是沥青高温稳定性的重要指标, 粘性高 的沥青不仅抗变形能力增强, 而且加强了沥青与碎石的粘结力, 具有更好的封水性能。沥青中由于橡胶粉的加入, 提高了胶结料的稠度, 混合料油膜较厚而不易析漏或泛油, 从而提高了沥青混合

温拌沥青技术的发展概述

温拌沥青技术的发展概述 来源:中国沥青网作者:宋科,何唯平,赵欣平,李明发布日期:2012-11-28收藏【中国沥青网新闻资讯】 作者:宋科1,何唯平1,赵欣平1,李明2 作者单位:1(深圳市海川实业股份有限公司深圳518040)2(深圳海川新材料科技有限公司深圳518040) 摘要:温拌沥青技术以低碳节能等特点成为沥青混凝土研究的热点。论文综述了温拌沥青技术发展历程,并介绍了各种温拌沥青技术的特点,温拌沥青技术的应用,以及温拌技术目前面临的问题。随着我国道路建设的大力发展,温拌沥青技术必将是主要的发展方向之一,为我国乃至全球的经济绿色发展做出重要的贡献。 0 引言 根据生产温度的不同,沥青混凝土技术分为热拌技术、温拌技术和冷拌技术,目前世界上绝大部分的沥青路面建设采用的都是热拌沥青技术[1]。热拌技术中沥青混凝土的拌合温度达到了160℃以上,甚至180℃,能耗很高,并且各种气体粉尘的排放量也很高,造成环境的污染。冷拌技术是常温条件下混合料的拌合技术,主要用于道路修补,用量很小[2]。温拌沥青技术是新兴的沥青路面技术,相比热拌技术而言,沥青混合料的生产及施工温度均下降了15~30℃,在保证产品质量的同时,降低了单位能耗及气体粉尘排放。经过实际比较,采用温拌技术沥青,CO2排放将会减少20%以上,其他烟尘的排放也将减少40%以上,同时将节约30%的能耗。温拌沥青混合料技术在国际上被认为是沥青混合料拌合及施工工艺的一次革命性突破,有科学家预言它将有可能在5~10年内取代传统的热拌沥青混合料技术。 (查看中国沥青网全部图片新闻) 图1 沥青混合料的拌合方式区分[3] 总体而言,温拌沥青技术具有以下优点:(1)降低生产成本;(2)减少沥青老化,改善路用性能[4];(3)减少气体以及粉尘的排放量,降低环境污染、改善工人工作环境;(4)延长施工季节;(5)延长沥青混合料拌和设备使用寿命,降低设备使用成本;(6)较快的路面开放交通[5]。 随着国家对基础设施建设的投资不断加大,我国的公路建设取得了突飞猛进的发展,到2009年底,全国公路通车里程达386.08万公里,其中有铺装路面172万公里,沥青混凝土路面48.89万公里,约占铺装路面总里程数的28.5%[6],与世界发达国家相比,我国的沥青混凝土路面占公路总里程的比重偏低,美国拥有约200万公里的沥青混凝土路面,占到了公路总里程数的96%[7],日本的高速公路中沥青路面的比例也达到了94%以上[8]。沥青公路的建设在我国将会得到了迅速的发展,占了已建成的高等级公路中的绝大部分,有资料表明,国内近期在建、重建或大中修的高速公路有90%以上采用了沥青路面。调查报告显示,未来4年我国的道路沥青用量将达到1000万吨/年以上[9],生产的沥青混凝土将达到2亿吨以上,如全部采用温拌沥青技术,将可节约燃油4.8亿升,减少60万吨CO2排放,具有重要的经济和环境意义,是值得大力推广应用的工程技术。

橡胶沥青标准(天津)

1 总则 1.0.1为了适应废轮胎胶粉改性沥青铺筑路面的需要,保证天津市道路胶粉改性沥青路面设计施工的质量,提高路面使用性能,延长路面使用寿命,特制定本规程。 1.0.2 本规程适用于天津市新建、改建道路热拌热铺废轮胎胶粉改性沥青路面设计、施工及养护。 1.0.3 废轮胎胶粉改性沥青路面设计、施工除应符合本规程外,尚应符合国家颁布的现行有关标准、规范的规定。

2 术语 2.0.1 废轮胎胶粉 waste tire rubber powder 由废轮胎经过粉碎加工而成的一种颗粒状或粉状、具有一定细度的橡胶产品。 2.0.2 废轮胎胶粉改性剂 (CRM) waste tire rubber powder modifier 为改善或提高沥青的路用性能,以熔融和分散的方式,掺加在沥青或沥青混合料中的废轮胎胶粉。 2.0.3 废轮胎胶粉改性沥青 waste tire rubber powder modified asphalt 基质沥青与废轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成的混合物。 2.0.4 废轮胎胶粉改性沥青混合料 waste tire rubber powder modified asphalt mixture 由废轮胎胶粉改性沥青与矿料按一定比例拌和而成的混合料的总称。 2.0.5 废轮胎胶粉改性沥青路面 waste tire rubber powder modified asphalt pavement 沥青面层中任一层采用废轮胎胶粉改性沥青为结合料铺筑的路面。 2.0.6 助剂 reagent 在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料,可熔融和分散在沥青中,以改善或提高改性沥青的路用性能。

橡胶沥青在中国的发展现状及其技术特点和原理

我国改性沥青的应用发展历程与现状 “沥青混合料路面”最为关键的材料即为其中的沥青,我国从开始引进沥青混合料路面方案至今也有近二十年的发展历程,从最初的普通沥青发展到后来的改性沥青,现在已经有多种改性沥青面世,但其中应用最为广泛还是SBS改性沥青。据国家统计局相关数据:目前我国每年SBS改性沥青使用量价值约在400 亿左右,所以现在我国的改性沥青以SBS改性为主流,约占市场95%份额。但任何一种产品都不能离开产品的发展规律:研发期、成长期、成熟期、衰退期。SBS 改性沥青经过近二十年的使用,它的一些性能弱点也开始突现来,比如低温性较差,抗裂缝性极弱等等方面。其次SBS改性沥青在经营方式上也突现问题:由于其在全国这么多年的广泛应用,其生产工艺与技术已经完全为业内人所掌握,所以目前在全国各地都有SBS改性沥青的生产企业,正因如此,目前SBS改性沥青的经营利润空间极低,所以目前SBS改性沥青的竞争只能以量取胜,许多企业都在极积寻求新的替代产品。 虽然2004年才开始引进橡胶沥青,但橡胶沥青本身在全球也有近四十年的应用与发展,有着极为成熟的应用经验,而且性能明显优越,所以橡胶沥青在中国市场有着极大的潜力替代SBS改性沥青产品。 橡胶沥青的发展历程与中国应用现状 橡胶沥青起源于上世60年代,由美国道路工程师Charles H.McDonald发明,至今已有近五十年的应用历史。在美国的亚利桑那州、加州、德州、佛州都地区,橡胶沥青已经成为最常用的道路材料。而且橡胶沥青在全球也开始广泛的使用:美国、南非、葡萄牙、西班牙、澳洲、法国、巴西等国。在亚洲日本与韩国率先应用,我国早在上世纪80年代也在实验室里进行相关的实验,并且取得了不少的先进成果,但由于受当时机械制造的能力限制,无法把实验成果转化为产业化生产应用,所以直至2003年才开始向国外学习与引进生产设备,全国第一条橡胶沥青试验路于2004年10月份在北京开铺,从此拉开了橡胶沥青在中国的应用序幕。经过前两年的推广,现在橡胶沥青已经开始被行业所接受,2005至2006两年中,在全国各省相继施工了近500万平方米的道路,2007年是突飞猛进一年,在江苏、四川、沈阳等省市出现在橡胶沥青的应用热潮。2009年,在我党实践科学发展观活动的指导下,河北省开始大面积应用橡胶沥青,预计到年底,仅石家庄地区橡胶沥青道路施工面积就将超过120万平方米。

评价沥青的实用耐久性指标

评价路面沥青的实用流变性指标 流变学研究的流体,可分为牛顿型流体和非牛顿型流体,所谓流变性实质是固—液两相同存,是一种粘弹性的表现。沥青也是一种高分子化合物,具有粘性和弹性,属于非牛顿型流体,其流变特性与沥青的针入度、延度、粘度及路面的性能等都有很大的关系。 1.沥青的组成对其流变特性的影响 根据流变学沥青粘度定义有: (1) η=ηγ c 取对数得沥青的复合流动度为: c= Δlgη /Δlgγ (2) 从式(2)可看出,当复合流动系数c较小时,即剪应力(η)随剪变率(γ)的变化较小,L?W?科尔贝特曾用上式考察沥青各组分对其流变特性的影响。他将沥青质分别分散于饱和酚(At)、环烷—芳香酚(N—A)和极性—芳香酚(P—A)中,配成不同含量组成成分的沥青样品,在各种样品的组成中沥青质含量均为35%,然后测 定各样品的剪应力(η)与剪变率(γ)之关系。当组成的样品为极性—芳香酚(P—A)与沥青质(A)时,c=1.0,为牛顿型流体,其他各组成样品皆为非牛顿型流体。由此表明沥青分散介质的性质与沥青的流变特性有密切的关系,即沥青的组成不同,其流变特性也不同。 2.沥青的流变模型 2.1 理想弹性元件 理想弹性元件的基本元件只有一个弹簧,即材料是线弹性的,不存在粘性,遵循Hooke定律,用数学模型来描述即为ζ=E ε,其中E为杨氏模量。 2.2 粘性元件 粘性元件的基本元件是阻尼器,材料的变形与材料所受的力不是正比关系,当加上荷载之后,杆被拉长,伸长的时间变化率 d(εl) /dt与作用力成正比,用 应力应变表示,有:ζ=Fdε/dt=Fε,此处用“?”表示对时间t的常微分或偏微分,量ε称为应变率。应力正比于应变率的材料叫作粘性材料,F为粘性系数。 2.3 Maxwell模型 Maxwell模型是由弹性元件与阻尼器元件相互串联,总应变为: ε=ε′+ε″ (3) 其中,ε′为弹性元件的应变;ε″为阻尼元件的应变,对式(3)进行微分可得: ε=ε′+ε″=ζ/E +ζ/F 将此式改写为标志形式后可得Maxwell流体的本构方程为: ζ+p1ζ=q1ε(p1=F/E ,q1=F) (4) 方程(4)可以分为两个阶段理解,第一阶段假设在初始时刻对杆施加一个突加恒值荷载ζ=ζ0H(t),H(t)称为单位阶跃函数或Heaviside函数,求此式应变ε为多少;第二阶段从t=t1开始,应变ε固定为ε1,也就是说杆端固定不动,此时应力将发生怎样的变化。 2.4 Kelvin模型 Kelvin模型是由弹性元件和粘壶元件相互并联组成的,在所有时刻,两个元件的伸长ε总是相同的,其总应力为 △ε=ε′+ε″= Eε+Fε,将其改写成标准形式:

温拌沥青混合料技术浅析

温拌沥青混合料技术浅析 发表时间:2012-12-17T11:24:40.890Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年8月供稿作者:李东升:胡寻友 [导读] 我们国家在很长一段时间内都是采用热拌沥青混合料技术,热拌沥青混合料具有较好的路用性能。 李东升:胡寻友山东菏泽通达交通工程监理有限公司 摘要:目前在我们国家的大多数沥青路面施工过程中采用的是热拌沥青混合料,热拌沥青混合料具有较好的路用性能,但是需要较高的施工温度。这个过程会消耗掉大量的能源资源而且会产生大量有害气体。为此提出了一种温拌沥青混合料技术,可以有效降低拌和和施工温度。 关键字:沥青混合料;温拌;降粘 1 引言 我们国家在很长一段时间内都是采用热拌沥青混合料技术,热拌沥青混合料具有较好的路用性能。它需要较高的拌和和施工温度,如果施工环境温度较低的话也无法达到很好的效果。另外在拌和和施工的过程中热拌沥青混合料会产生大量的有害气体,对环境造成污染同时也危害到了参与施工人员的身体健康。温拌沥青混合料技术能很好的觉着热拌沥青混合料的这些问题。通过一定的技术措施来降低沥青拌和时的粘度或者是增加沥青拌和时的比表面积,从而达到降低沥青温度的目的。 温拌沥青混合料能达到节能环保的目的。普通的热拌沥青混合料的需要将沥青和集料加热到较高温度,摊铺和碾压过程中的温度也在120℃左右。通过采用温拌沥青混合料技术可以使得拌和和碾压温度降低30-60℃。从而达到了节能减排的目的。 2 国内外发展现状 2.1 国外概况 国外的研究人员在上世纪90年代就最先研制提出了温拌沥青混合料技术,当时的技术措施是通过降低沥青的粘度的方式来降低沥青混合料拌和时的温度。同时得到的温拌沥青混合料的各项路用性能也能达到热拌沥青混合料的性能标准。在随后的欧洲学术会议上正式提出了温拌沥青混合料技术。通过实际的铺筑试验段返现,温拌沥青混合料具有良好的路用性能。 欧洲和日本开始大规模引进温拌沥青混合料技术,并在随后的几年里铺筑了大量的温拌沥青混合料路面。目前欧洲的温拌沥青混合料使用量已经达到了三万吨以上。但从减少温室气体排放方面讲将会降低15%左右。 2.2 国内概况 国内对温拌沥青混合料技术的研究虽然起步较晚,但是通过不断引进国外先进的技术也取得了较大的进步。2005年我国采用高浓度的乳化沥青进行了温拌沥青混合料路面的铺筑,实际通车来看取得了很好的效果。目前已经在全国数十个省市铺筑了温拌混合料路面,并且都达到了很好的效果。 近年来,国内也有不少的科研院所对温拌沥青混合料技术进行了一些研究,温拌沥青混合料科研在沥青路面的各个结构层中都能得到应用。特别是在高速公路养护中温拌沥青混合料作为沥青面层的罩面。 我国的温拌沥青混合料技术还没得到广泛的推广和应用,一些技术还处于研究实验阶段,所以温拌沥青混合料技术的推广和应用还需要进行大量的研究工作。 3 实现温拌沥青混合料的技术 3.1 沥青-矿物法 这种技术是通过利用一种专门的合成沸石,在沥青混合料的拌和过程将沸石加入到沥青混合料中,沸石会使得沥青产生大量的气泡。通常沸石呈现出一种白色的粉末状态。在沸石的内部存在着一定的结晶水分,如果沸石加热温度在100度左右的话,沸石内部的水分就会释放。水释放的过程会释放出大量的水蒸气,水蒸气的释放会使得沥青产生大量的气泡,能够起到在较低温度下增加沥青的比表面积的左右,可以使得沥青胶结料和集料之间有一个很好的拌和效果。沸石可以作为集料的一部分直接加入到集料之中也可以最为一种添加剂在拌和的过程中加入进去。沥青-矿物法的温拌技术可以使得沥青混合料的拌和温度将低10℃左右。该方法简单适用,可以进行大范围的推广。 3.2 温拌泡沫沥青法 泡沫沥青的方法是通过采用不同标号的沥青来达到使沥青发泡的目的。低标号的沥青的针入度较小,要使其在100摄氏度左右能够具有一定的流动性,在该温度下就能够与集料有一个很好的拌和效果。因为低标号的沥青针入度要小,所以根据所需要的沥青的品质来合理确定软硬两种沥青的掺配比例。在拌和之过程中首先要让软质沥青和集料进行充分的拌和,在对硬质沥青进行发泡处理将其迅速的加入拌锅之中,这样就能够得到较好拌和效果的温拌沥青混合料。温拌沥青泡沫技术可以参照热拌沥青混合的设计方法进行设计,来确定一个级配范围。 3.3 有机添加剂法 这种技术是将有机添加剂添加到沥青混合料中,添加剂的熔点相对较低,目前运用比较成熟的有机添加剂主要是合成蜡和低分子的酯类化合物这两种物质。添加剂在100℃有就能够得到较好的融化,融化之后的液体会降低沥青拌和时的粘度。 添加剂的掺入量在不需要很大就能起到较好的效果,能使得温拌沥青混合料的温度降低10~30℃,目前主流的有机添加剂是Sasobit和Asphaltan B。Sasobit 是南非研究机构研发的产品,Sasobit也是一种结晶体结构,通常以薄片状形式存在。Sasobit能够在100℃熔化,当温度超过120℃时,可以很好的与混合料拌和均匀,从而使得使胶结料的粘度降低。这可以使生产温度降低15℃。 3.4 基于表面活性平台的温拌法 基于表面活性平台的温拌沥青混合料技术是由美国提出的。该方法是采用专门的设备制备乳化沥青来实现温拌。整个沥青混合料的生产过程也是按照热拌沥青混合料的标准进行生产。生产的这种类型的乳化沥青中也需要添加一些必要的添加剂,为的就是保障沥青和集料之间有一个较好的裹覆,避免出现拌和不均匀的现象,乳化沥青中的水分在拌和过程中会产生大量的水蒸气,也能起到一定的降低了沥青粘度的作用。 4 温拌沥青混合料技术的优势和不足 4.1 技术优势 1、降低了拌和和摊铺过程中的温度,可以节约了大量的能源资源,使沥青混合料的拌和和摊铺温度降低30-60℃,节省大量的加热油

浅谈橡胶沥青使用现状

浅谈橡胶沥青使用现状 易双德 (南京市政设计研究院) 摘要:对橡胶粉粒的由来及橡胶沥青形成机理、在道路中的应用、性能优势和推广障碍做了简单介绍 关键词:橡胶沥青、废旧轮胎、橡胶粉粒 橡胶沥青定义:由沥青、橡胶粉粒及一定的添加剂组成的混合物,其中胶粉的含量不少于总重的15%,且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并膨胀。橡胶沥青最先在1966年由美国人Charlie McDonald发明,并用于修补坑槽, 一、橡胶粉粒由来 随着汽车工业的发展,废旧轮胎的生成量也越来越多。我国是轮胎生产和使用大国,过去5年我国年产生的废旧轮胎已超过1亿条,约320万吨。预测今年,我国的汽车保有量将达到7000万辆,废旧轮胎的产生量将达到2亿条。 废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械性,很难降解,几十年都不会自然消失。长期露天堆放,占用大量土地,易滋生蚊虫,传播疾病,还易引发火灾,被称为“黑色污染”。如何把这些废旧轮胎回收好、利用好是我们面临的一个非常严峻的问题,也是我国再生资源回收利用面临的一个新课题。 将废旧轮胎加工成为橡胶粉粒(硫化橡胶粉),是一门新兴材料科学,集环保与资源再生利用为一体,很有发展前途,也是我们提倡发展循环经济的最佳利用形式。目数较大的胶粒可用于橡胶安全地砖和体育场地塑胶跑道的底层原料;更细一点的胶粉可用于橡胶安全地砖和体育场地塑胶跑道的面层; 28目~40目的胶粉可用于生产再生胶、汽车刹车片、石棉板以及改性沥青; 60目以下更细的胶粉, 可直接广泛应用于防水材料、轮胎生产、橡塑改性和橡胶沥青道路面层等。 二、橡胶沥青形成的机理及控制指标 橡胶粉在沥青中,需要在高温条件下充分溶胀,并产生复杂的物理与化学反应,胶粉发生部分脱硫、降解,恢复一定生胶性质,对沥青起到改性作用,橡胶粉在溶胀过程中体积发生膨胀橡胶粉在沥青中形成三维空间网络结构,橡胶沥青表现出高粘度、高弹性的优良性能。 橡胶沥青在制备过程中,适宜的搅拌时间为60~90min。时间再长则粘度反而下降,这主要是由于橡胶裂解所致。细

沥青疲劳评价指标试验研究

_________________________________收稿日期:基金项目:作者简介:文章编号:1005-0523(2014)02第31卷第2期2014年4月 Vol.31No.2 Apr.,2014 华东交通大学学报 Journal of East China Jiaotong University 沥青疲劳评价指标试验研究 徐骁龙1,叶奋2,1 ,宋卿卿2,黄运1 (1.同济大学交通运输工程学院,上海201804;2.新疆大学建筑工程学院,新疆乌鲁木齐830047) 摘要:疲劳破坏是沥青路面重要的破坏类型,而沥青是影响路面沥青混合料疲劳性能的关键因素。沥青疲劳评价指标尚未有统一的标准,为对沥青的疲劳破坏判定提供指标参考。借助DSR 进行了不同控制模式和荷载水平下沥青的疲劳试验,并对不同的沥青疲劳评价指标进行了评价和对比分析。研究表明:N p20对应于微裂纹的形成,不适用于作为沥青的疲劳破坏标 准;N f 对应于宏观裂缝的形成,适合作为沥青疲劳破坏的评价指标;N 50%G*与N f 相关性较高,可以作为一个简单且合理的沥青疲劳评价指标。 关键词:沥青;疲劳破坏发展过程;疲劳评价指标,控制模式;耗散能中图分类号:U414 文献标志码:A 沥青路面在高等级公路建设中得到广泛使用[1],而重复交通荷载导致的疲劳破坏是沥青路面主要破坏形式之一。美国NCHRP9-10项目组认为影响沥青混合料疲劳特性的主要因素与影响沥青疲劳损伤的因素相关性较大[1], 因此对沥青疲劳特性的研究是解决路面疲劳损坏问题的重要切入点。美国战略公路研究计划(SHRP )采用疲劳因子G *sin δ作为沥青胶浆疲劳性能的评价指标,并引入Superpave 规范[3]。然而, 近年来G *sin δ受到了诸多质疑,如其与混合料寿命之间缺乏相关性,试验假定与路面实际情况相差较大[4]。鉴于G *sin δ的不足,美国NCHRP9-10项目组采用DSR 对沥青进行时间扫描试验,在重复剪切荷载作用下测得沥青的疲劳损伤情况。 在不同的加载模式下,沥青的疲劳破坏发展过程均可以通过两个转折点分为3个阶段:第一个阶段称为无损伤或微损伤阶段,这个阶段中应力应变基本保持线性关系直至荷载作用次数达到N 1;第二个阶段是微裂纹萌生阶段,这个阶段中材料对于荷载的响应逐渐改变直至荷载作用次数达到N 2, 此时宏观裂缝形成,且在此阶段里,沥青的复数模量衰减速度逐渐加快,每次荷载作用会产生更大的损伤;第三阶段是裂缝扩展阶段,应力控制模式下此阶段材料的响应改变加速并迅速破坏,应变控制模式下此阶段材料的响应则逐渐平缓。 在应力控制和应变控制条件下,沥青的疲劳损伤呈现出不同的发展过程,在不同的控制模式下如何确定疲劳破坏标准是目前沥青疲劳研究的难点所在。一种可靠的疲劳破坏标准应该是独立于加载模式的,即无论在何种加载模式下,这种标准所体现的破坏水平应该是一致的。 针对以上问题,本文对沥青分别进行不同应力水平和应变水平下的疲劳试验,采用不同的疲劳破坏评价指标进行评价和对比分析,为沥青的疲劳破坏判定提供指标参考。 2013-11-04 国家自然科学基金项目(51168044) 徐骁龙(1989—),男,硕士研究生,研究方向为道路材料;叶奋(1970—),男,教授,博士,研究方向为道路材料。 -0014-06

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