温拌沥青混合料压实特性研究

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温拌沥青混合料压实特性研究

作者：王志美陈卫兵王伟王晓文赵军军

来源：《科技创新导报》2011年第04期

摘要:通过温拌剂EC120对ES70#基质沥青进行改性,对温拌改性沥青进行等粘温曲线研究,通过粘温曲线确定的温度对温拌混合料拌合及压实特性进行研究。研究表明:EC120温拌改性

剂的合理掺量为沥青质量的3%,掺入3%温拌改性剂的沥青的135℃粘度降低近50%,而温度在60℃时的粘度要比基质沥青的大5倍多,掺入3%温拌改性剂的沥青混合料拌和与压实温度比普通沥青混合料的施工温度要降低20～30℃。因此,EC120温拌改性剂是一种能有效降低沥青施

工粘度、提高沥青高温稳定性的外加剂,同时又是一种节能、环保的材料。

关键词:温拌改性沥青粘度压实温度压实特性

中图分类号:TU53 文献标识码:A 文章编号:1674-198X(2011)02(a)-0082-01

改性沥青具有提高沥青混合料的路用性能,延长路面的使用寿命等优点,改性沥青在国外公路建设中得到了较普遍应用。近年来,我国在高速公路建设中也逐步认识到改性沥青的优点,并积极推广使用。现在应用较多的是SBS、PE及SBR等改性沥青。但是,它们都不易与基质沥青相融,施工和易性差,施工温度较普通沥青混合料的施工温度高10～20℃以上,很容易引起改性沥青的过度老化,还需要特殊的设备和较高的能源消耗。EC120温拌改性沥青不仅可显著提高沥

青的高温稳定性,而且还可以降低改性沥青的施工粘度,施工温度较普通沥青降低20～30℃,显著地降低沥青混合料的生产耗能,减少了有害气体的排放量,有利于减少施工过程中沥青的老化,使温拌沥青混合料铺筑的路面更容易实现再生。

1 EC120的改性机理

温拌改性剂是一种合成直链脂肪族碳氢混合物,其熔点为100℃,温度超过115℃时完全溶解于沥青结合料中,在沥青结合料中形成栅格结构,这使温拌改性剂很好地稳定在沥青结合料里,而不产生离析。温拌改性剂可以明显降低沥青的高温粘度,且可增加沥青的低温(60℃)粘度,因此,

在沥青中掺加温拌改性剂后不仅可以降低施工的拌和与压实温度,还可以增加沥青混合料的高

温稳定性。沥青的老化是由于沥青中的油类、胶质逐渐减少,因为温拌改性剂可以锁定油类、

蜡类组分,所以温拌改性沥青的抗老化性能较基质沥青好。

2 EC120温拌改性剂的制作方法

将基质沥青预热到150℃左右,均匀搅拌并取样,按照不同的质量比例加入温拌改性剂,均匀

搅拌10min后取样。

3 EC120温拌改性沥青的粘温特性研究

龙源期刊网 http://doc.guandang.net 3.1 基质沥青与温拌改性沥青的粘度比较

在90℃以上的温度范围内,70#～ECl20温拌改性沥青的粘度明显低于基质沥青的粘度,且随着温度的升高而进一步降低,这是由于该改性剂颗粒分解溶化后吸附沥青中与其结构相类似的

饱和组分,正是这种吸附作用降低了沥青的粘度,并随着温度的升高,吸附作用越显著,粘度越低,

这表明70#～ECl20温拌改性剂在沥青高温时的降粘效果是比较理想的；当温度低于90℃

时,70#～ECl20温拌改性沥青的粘度明显高于基质沥青粘度,在60℃时,70#～ECl20温拌改性沥青的粘度比基质沥青的粘度高5倍多,这是由于当沥青温度降低到90℃以下后,特别是60℃以下,因降粘剂的熔点高,它与部分被它吸附并溶解于其中的组分一起逐渐结晶析出,进而锁定了这些饱和的油类、蜡类组分,保持很好的稳定性,这表明70#～ECl20温拌改性沥青高温稳定性的抗车辙能力明显高于基质沥青。

3.2 不同比例EC120下温拌改性沥青的粘度

三种掺量的ES70#～EC120温拌改性沥青的粘度转折点出现在100℃～120℃之间,且随着温度的增加而不断减小；然而,随着EC120温拌改性剂掺入ES70#沥青的掺量的增大,在温度低于110℃时,随着EC120温拌剂掺量的增大,其粘度也增大,ES70#～EC120温拌改性沥青的粘度在温度高于110℃随着温拌剂增加粘度逐渐减小,粘度最小的出现在5％的掺量上,粘度大小比

较:5％>3％>1％。而5%EC120与3%EC120其粘度变化不是很大,从技术和经济方面考

虑,EC120温拌改性剂掺入ES70#沥青的最佳掺量应为沥青的3％,为了保证混合料的压实效果,在接下来的混合料试验中,我们采用压实温度为120℃。

4 温拌沥青混合料压实特性研究

由于旋转压实法(SGC)能很好地模拟野外实际路面施工时的压实情况,比如压实时的搓揉、剪切和压密等,减少了集料压实过程中的破碎,同时集料的排列形状也更接近于实际路面的情况,所以本章中同时采用了马歇尔击实成型法和旋转压实法成型试件。混合料的压实特性研究

中,ES70#、2#和3#集料为玄武岩、4#集料为石灰岩。

采用旋转压实成型与马歇尔击实成型得出的结论基本一致,只是由于成型方法的不同,在与基质沥青混合料试件相同空隙率时,成型温度仅需120℃,可以降低20℃。但是,我们比较马歇尔试件和旋转压实试件的空隙率可知,旋转压实法更容易使试件密实,在试件密实度较高的条件下,成型温度的改变对试件空隙率的影响较小,其空隙率的变化幅度也比马歇尔法成型试件的变化

幅度小。

5 结论

(1)EC120温拌改性沥青的粘度在低于90℃时粘度增加,当高于90℃时粘度急速的降低；

(2)通过不同掺配比例下粘度的试验可以发现温拌改性沥青粘度出现温度的转折区介于100～120℃之间,进而能够确定混合料的压实温度；