低标号高模量剂在沥青混合料中的应用.pdf
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1、第 1 期吴 强,等.低标号高模量剂在沥青混合料中的应用低标号高模量剂在沥青混合料中的应用吴 强1,晏 应2,卢文银2,(1.江苏宁杭高速公路有限公司,南京 210004;2.江苏现代路桥有限责任公司,南京 210018)采用日期:2023 07 10第一作者:吴强(1989),男,工程师,主要从事高速公路工程研究工作。摘 要:通过高温车辙试验、低温小梁试验、冻融劈裂试验和动态模量试验,研究低标号高模量剂与集料的拌和温度及拌和时间对高模量沥青混合料的动态模量和路用性能的影响。研究结果表明:拌和温度升高,有利于提高低标号高模量剂的改性效果,但存在最佳的温度区间,180190 时,高模量沥青混合料
2、的各项性能满足技术指标,温度高于 190,高模量沥青混合料的性能衰减过快;拌和时间延长,可以提高低标号高模量剂与集料的拌和效果,但时间过长,沥青容易发生老化,影响高模量沥青混合料的性能,推荐低标号高模量剂与集料的拌和时间为 15 s。关键词:高模量剂;高模量沥青混合料;动态模量;拌和温度中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1672 9889(2024)01 0041 05Application of Low Grade High Modulus Agent in Asphalt MixturesWU Qiang1,YAN Ying2,LU Wenyin2,(1.Jiangsu Ni
3、nghang Expressway Co.,Ltd.,Nanjing 210004,China;2.Jiangsu Xiandai Road&Bridge Co.,Ltd.,Nanjing 210018,China)Abstract:Through high-temperature rutting test,low-temperature small beam test,freeze-thaw splitting test,and dynam-ic modulus test,the influence of mixing temperature and time of low grade hi
4、gh modulus agent and aggregate on the dynam-ic modulus and road performance of high modulus asphalt mixtures is studied.The research results indicate that an increase in mixing temperature is beneficial for the modification effect of low grade high modulus agents,but there is an opti-mal temperature
5、 range,at a mixing temperature of 180 to 190,the performance of high modulus asphalt mixture meets the technical indicators,when the temperature is higher than 190,the performance decays too quickly;extending the mix-ing time can improve the mixing effect of low grade high modulus agents and aggrega
6、tes,but if the mixing time is too long,the asphalt will be easily aged,which will affect the performance of high modulus asphalt mixtures,it is recommended that the mixing time of low grade high modulus and aggregate be 15 seconds.Key words:high modulus agent;high modulus asphalt mixture;dynamic mod
7、ulus;mixing temperature 随着社会经济的发展,我国机动车保有量持续增加。尤其在高速公路上,日均交通量不断增长,且存在大量的重载车辆,对沥青路面的抗车辙性能提出了挑战。车辙病害关系到高速公路沥青路面的舒适性与安全性,引起了人们的广泛关注1。因此,对具备抗车辙性能的沥青混合料进行研究很有必要2 3。研究表明,高模量沥青混合料可提高沥青路面的整体刚度,进而改善其高温抗车辙性能4 5。高模量沥青混合料最早由法国提出与推广,其因出色的抗车辙和延长沥青路面寿命的性能,一度成为欧洲主导的抗车辙路面材料。英国从 21 世纪开始进行沥青路面耐久性研究,并在沥青路面工程中应用高模量沥青混合料
8、6。在美国,由于重载车辆较多,车辙病害突出,研究人员提出根据受力特点将高模量沥青混合料用于沥青路面的中面层来治理车辙路面7。而我国对高模量沥青混合料的应用起步较晚。高国华等8研究了环保型高模量沥青混合料的多项指标,认为其能满足重载交通的需要。周震宇等9针对高模量沥青混合料,提出了基于马歇尔法的高模量沥青混合料配合比设计指标,并验证了其可行性。第 21 卷 第 1 期2024 年 2 月现 代 交 通 技 术Modern Transportation Technology Vol.21 No.1Feb.2024现 代 交 通 技 术2024 年然而,在高模量沥青混合料应用中,硬质沥青作为高模量剂
9、在混合料中的抗水稳定性与低温性能存在不满足规范技术要求的情况。本文主要研究低标号高模量剂在沥青混合料中的应用,分析其与集料的拌和温度及拌和时间对高模量沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能的影响,为其在高速公路中的应用提供参考。1 试验材料与方案1.1 基质沥青高模量沥青混合料由 70#基质沥青与高模量添加剂拌和而成。基质沥青的主要技术指标如表 1 所示,满足公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E202011,下文简称试验规程)10要求。表 1 基质沥青的主要技术指标项目技术要求测试方法针入度(25)/0.1 mm6080T 06042011软化点/46T 06062011延度(5
10、cm/min,10)/cm15T 0605201160 动力黏度/(Pas)180T 06202000薄膜烘箱加热后残留物质量损失/%0.8T 06102011针入度(25)/0.1 mm 61T 06042011延度(10)/cm6T 060520111.2 低标号高模量剂高模量沥青混合料所用低标号高模量剂的主要技术指标如表 2 所示。表 2 低标号高模量剂的主要技术指标项目技术要求测试方法针入度(25)/0.1 mm5GB/T 45092010软化点/110140GB/T 45072014灰分/%1SH/T 002990熔滴点/100145ASTM D39541.3 高模量沥青混合料粗集料
11、高模量沥青混合料的粗集料应采用质地坚硬、清洁的碎石,并严格控制细长扁平颗粒含量。粗集料的技术要求如表 3 所示。表 3 粗集料的技术要求项目单位技术要求石料压碎值%24洛杉矶磨耗损失%28吸水率%2.0针片状颗粒含量%151.4 高模量沥青混合料的级配高模量沥青混合料的级配要求如表 4 所示。表 4 高模量沥青混合料的级配要求筛孔尺寸/mm各筛孔通过百分率/%筛孔尺寸/mm各筛孔通过百分率/%161001.1822.813.2930.616.69.570.40.310.84.7547.80.159.22.3633.40.0756.51.5 试验方案高模量沥青混合料的制备过程为先将低标号沥青颗粒
12、与集料进行干拌,然后加入 70#基质沥青拌和。在施工试拌时,设置低标号高模量剂与集料的不同拌和时间(5 s、10 s、15 s、20 s、25 s)和不同拌和温度(175、180、185、190、195),并分别取样,进行高模量沥青混合料的室内试验性能研究。2 成型方法与试验方法2.1 成型方法高模量沥青混合料试件采用旋转压实成型方法制作。主要旋转成型条件如下:旋转次数为 80 次,转速为(300.5)r/min,竖向压力为(0.60.018)MPa。成型试件直径为(1500.1)mm。2.2 试验方法2.2.1 车辙试验本文采用车辙试验评价高模量沥青混合料在高温环境下的性能。试验操作按照试验
13、规程中的 T 07192011 进行10,测试 60 时高模量沥青混合料抵抗车辙的能力。评价指标为车辙动稳定度。2.2.2 低温小梁弯曲试验本文采用低温小梁弯曲试验评价高模量沥青混合料在低温环境下的性能。试验温度为-10,利用万能试验机对沥青混合料小梁试件的性能进行测试。评价指标为试件产生破坏时的最大弯拉应变。2.2.3 冻融劈裂试验本文采用冻融劈裂试验评价高模量沥青混合料的水稳定性能。试验操作按照试验规程中的T 07292000 进行。评价指标包括沥青混合料试件的冻融劈裂抗拉强度比和二次冻融劈裂(即经历两次冻融循环)抗拉强度比。24第 1 期吴 强,等.低标号高模量剂在沥青混合料中的应用2.
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