SBS改性瀝青混合料高溫性能研究
2014-11-24 02:29:20劉毅
建材發展導向 2014年6期
摘 要：由于基質性能較差，普通瀝青混合料中高溫性能普遍較差，瀝青路面容易出現車轍、推移等病害，導致路用性能往往不高，文章研究SBS改性瀝青混合料，對其高溫性能進行研究，通過馬歇爾試驗、車轍試驗進行綜合評價。
關鍵詞：瀝青混合料；SBS改性；高溫性能
SBS改性瀝青是以基質瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時，加入一定比例的專屬穩定劑，形成SBS共混材料，經過溶脹、剪切、發育三個過程，利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理。
國內外工程經驗表明SBS改性瀝青采用骨架密實型結構，對于瀝青混合料高溫性能具有重要的影響。恰當的配合比設計對于SBS改性瀝青混合料的骨架結構的形成有著重要影響，油石比過小造成空隙率較小，不能充分包裹；過大的油石比容易造成懸浮結構，從而影響高溫性能，易發生車轍、推移等病害。本文以CAVF法進行級配設計，保證礦料骨架結構的形成，研究其高溫性能。
1 SBS改性瀝青
本文所用SBS改性瀝青是以SBS改性劑摻入基質瀝青中，經攪拌、剪切等使得SBS均勻分散于瀝青中，形成SBS瀝青，其基本性能指標如表1所示。
表1 SBS改性瀝青基本性能
技術指標 單 位 檢驗結果
針入度25℃，100g，5s 0.1mm 38
軟化點 TR&B ℃ 63.2
延度 5℃，5cm/min cm 9.3
彈性恢復25℃ % 86.2
旋轉粘度190℃ Pa·S 2.62
由上表可知，SBS改性瀝青性能符合規范要求，且高溫性能較好。
2 礦料級配組成設計
級配設計采用CAVF法，該法可以保證材料有效形成骨架結構，CAVF法公式見公式（1）、（2）所示，只需已知集料與瀝青材料的密度，實測骨架空隙率，設計其空隙率，則代入公式后則可獲得粗、細集料的用量，以富勒曲線設計粗細集料的級配，再分別與計算出來的粗細集料相乘，從而獲得最終級配曲線，如圖1所示。
圖1 SBS瀝青混合料級配曲線
qc+qf +qf =100 （1）
（2）
上式中，VCA、VV為瀝青混合料設計目標空隙率，搗實狀態下粗集料骨架間隙率；qc、qf、qp、qa為粗集料、細集料、礦粉、瀝青用量的質量百分數；ρ、ρaf、ρp、ρa分別為礦粉的密度、自然堆積密度、瀝青密度、細集料的表觀密度。
3 SBS瀝青混合料高溫性能研究
3.1 馬歇爾試驗
變化五個油石比從3.5%至5%，間隔5%，級配則按上述級配，按規范規定成型試件，雙面擊實50下，試驗溫度60℃，試驗結果如下表所示。
表2 馬歇爾試驗結果
項目 空隙率/% 礦料間
隙率/% 瀝青飽
和度/% 穩定度/kN 流值/0.1mm 馬歇爾模
數/kN/mm
AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4
AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7
由上表可知，SBS改性瀝青混合料的各項指標，如穩定度，流值，礦料間隙率等均符合符合《瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）中的相關技術指標要求，滿足骨架結構的要求。
3.2 車轍試驗
按現行規范要求成型試件，采用車轍試驗儀，試驗溫度60℃，變形曲線如圖2所示，穩定度見表3。
圖2 車轍試驗變形曲線
表3 車轍板試件動穩定度
混合料類型 動穩定度DS（次/mm）
AC-13（SBS改性） 5702
SMA-13 3638
由上表可知，SBS改性瀝青混合料高溫性能較好，穩定度比SMA瀝青混合料高，符合規范要求。
4 結論
（1）由SBS改性劑改性的瀝青混合料高溫性能較好，表現出良好的骨架結構特征，甚至比同屬骨架密實結構的SMA-13要好，性能優越，應用前景廣闊。
（2）本文僅研究其高溫性能，低溫抗裂性能、疲勞性能、力學強度等尚不明確，其路用性能有待進一步研究。
參考文獻
[1] 吳曠懷，張肖寧.瀝青混合料設計的主骨料空隙體積填充法研究及應用[J].中南公路工程，2004.
[2] JTG E42-2005.公路工程集料試驗規程[S].北京：人民交通出版社，2005.
[3] JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].
作者簡介：劉毅（1981- ），男，海南萬寧人，在讀碩士研究生。
摘 要：由于基質性能較差，普通瀝青混合料中高溫性能普遍較差，瀝青路面容易出現車轍、推移等病害，導致路用性能往往不高，文章研究SBS改性瀝青混合料，對其高溫性能進行研究，通過馬歇爾試驗、車轍試驗進行綜合評價。
關鍵詞：瀝青混合料；SBS改性；高溫性能
SBS改性瀝青是以基質瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時，加入一定比例的專屬穩定劑，形成SBS共混材料，經過溶脹、剪切、發育三個過程，利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理。
國內外工程經驗表明SBS改性瀝青采用骨架密實型結構，對于瀝青混合料高溫性能具有重要的影響。恰當的配合比設計對于SBS改性瀝青混合料的骨架結構的形成有著重要影響，油石比過小造成空隙率較小，不能充分包裹；過大的油石比容易造成懸浮結構，從而影響高溫性能，易發生車轍、推移等病害。本文以CAVF法進行級配設計，保證礦料骨架結構的形成，研究其高溫性能。
1 SBS改性瀝青
本文所用SBS改性瀝青是以SBS改性劑摻入基質瀝青中，經攪拌、剪切等使得SBS均勻分散于瀝青中，形成SBS瀝青，其基本性能指標如表1所示。
表1 SBS改性瀝青基本性能
技術指標 單 位 檢驗結果
針入度25℃，100g，5s 0.1mm 38
軟化點 TR&B ℃ 63.2
延度 5℃，5cm/min cm 9.3
彈性恢復25℃ % 86.2
旋轉粘度190℃ Pa·S 2.62
由上表可知，SBS改性瀝青性能符合規范要求，且高溫性能較好。
2 礦料級配組成設計
級配設計采用CAVF法，該法可以保證材料有效形成骨架結構，CAVF法公式見公式（1）、（2）所示，只需已知集料與瀝青材料的密度，實測骨架空隙率，設計其空隙率，則代入公式后則可獲得粗、細集料的用量，以富勒曲線設計粗細集料的級配，再分別與計算出來的粗細集料相乘，從而獲得最終級配曲線，如圖1所示。
圖1 SBS瀝青混合料級配曲線
qc+qf +qf =100 （1）
（2）
上式中，VCA、VV為瀝青混合料設計目標空隙率，搗實狀態下粗集料骨架間隙率；qc、qf、qp、qa為粗集料、細集料、礦粉、瀝青用量的質量百分數；ρ、ρaf、ρp、ρa分別為礦粉的密度、自然堆積密度、瀝青密度、細集料的表觀密度。
3 SBS瀝青混合料高溫性能研究
3.1 馬歇爾試驗
變化五個油石比從3.5%至5%，間隔5%，級配則按上述級配，按規范規定成型試件，雙面擊實50下，試驗溫度60℃，試驗結果如下表所示。
表2 馬歇爾試驗結果
項目 空隙率/% 礦料間
隙率/% 瀝青飽
和度/% 穩定度/kN 流值/0.1mm 馬歇爾模
數/kN/mm
AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4
AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7
由上表可知，SBS改性瀝青混合料的各項指標，如穩定度，流值，礦料間隙率等均符合符合《瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）中的相關技術指標要求，滿足骨架結構的要求。
3.2 車轍試驗
按現行規范要求成型試件，采用車轍試驗儀，試驗溫度60℃，變形曲線如圖2所示，穩定度見表3。
圖2 車轍試驗變形曲線
表3 車轍板試件動穩定度
混合料類型 動穩定度DS（次/mm）
AC-13（SBS改性） 5702
SMA-13 3638
由上表可知，SBS改性瀝青混合料高溫性能較好，穩定度比SMA瀝青混合料高，符合規范要求。
4 結論
（1）由SBS改性劑改性的瀝青混合料高溫性能較好，表現出良好的骨架結構特征，甚至比同屬骨架密實結構的SMA-13要好，性能優越，應用前景廣闊。
（2）本文僅研究其高溫性能，低溫抗裂性能、疲勞性能、力學強度等尚不明確，其路用性能有待進一步研究。
參考文獻
[1] 吳曠懷，張肖寧.瀝青混合料設計的主骨料空隙體積填充法研究及應用[J].中南公路工程，2004.
[2] JTG E42-2005.公路工程集料試驗規程[S].北京：人民交通出版社，2005.
[3] JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].
作者簡介：劉毅（1981- ），男，海南萬寧人，在讀碩士研究生。
摘 要：由于基質性能較差，普通瀝青混合料中高溫性能普遍較差，瀝青路面容易出現車轍、推移等病害，導致路用性能往往不高，文章研究SBS改性瀝青混合料，對其高溫性能進行研究，通過馬歇爾試驗、車轍試驗進行綜合評價。
關鍵詞：瀝青混合料；SBS改性；高溫性能
SBS改性瀝青是以基質瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時，加入一定比例的專屬穩定劑，形成SBS共混材料，經過溶脹、剪切、發育三個過程，利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理。
國內外工程經驗表明SBS改性瀝青采用骨架密實型結構，對于瀝青混合料高溫性能具有重要的影響。恰當的配合比設計對于SBS改性瀝青混合料的骨架結構的形成有著重要影響，油石比過小造成空隙率較小，不能充分包裹；過大的油石比容易造成懸浮結構，從而影響高溫性能，易發生車轍、推移等病害。本文以CAVF法進行級配設計，保證礦料骨架結構的形成，研究其高溫性能。
1 SBS改性瀝青
本文所用SBS改性瀝青是以SBS改性劑摻入基質瀝青中，經攪拌、剪切等使得SBS均勻分散于瀝青中，形成SBS瀝青，其基本性能指標如表1所示。
表1 SBS改性瀝青基本性能
技術指標 單 位 檢驗結果
針入度25℃，100g，5s 0.1mm 38
軟化點 TR&B ℃ 63.2
延度 5℃，5cm/min cm 9.3
彈性恢復25℃ % 86.2
旋轉粘度190℃ Pa·S 2.62
由上表可知，SBS改性瀝青性能符合規范要求，且高溫性能較好。
2 礦料級配組成設計
級配設計采用CAVF法，該法可以保證材料有效形成骨架結構，CAVF法公式見公式（1）、（2）所示，只需已知集料與瀝青材料的密度，實測骨架空隙率，設計其空隙率，則代入公式后則可獲得粗、細集料的用量，以富勒曲線設計粗細集料的級配，再分別與計算出來的粗細集料相乘，從而獲得最終級配曲線，如圖1所示。
圖1 SBS瀝青混合料級配曲線
qc+qf +qf =100 （1）
（2）
上式中，VCA、VV為瀝青混合料設計目標空隙率，搗實狀態下粗集料骨架間隙率；qc、qf、qp、qa為粗集料、細集料、礦粉、瀝青用量的質量百分數；ρ、ρaf、ρp、ρa分別為礦粉的密度、自然堆積密度、瀝青密度、細集料的表觀密度。
3 SBS瀝青混合料高溫性能研究
3.1 馬歇爾試驗
變化五個油石比從3.5%至5%，間隔5%，級配則按上述級配，按規范規定成型試件，雙面擊實50下，試驗溫度60℃，試驗結果如下表所示。
表2 馬歇爾試驗結果
項目 空隙率/% 礦料間
隙率/% 瀝青飽
和度/% 穩定度/kN 流值/0.1mm 馬歇爾模
數/kN/mm
AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4
AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7
由上表可知，SBS改性瀝青混合料的各項指標，如穩定度，流值，礦料間隙率等均符合符合《瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）中的相關技術指標要求，滿足骨架結構的要求。
3.2 車轍試驗
按現行規范要求成型試件，采用車轍試驗儀，試驗溫度60℃，變形曲線如圖2所示，穩定度見表3。
圖2 車轍試驗變形曲線
表3 車轍板試件動穩定度
混合料類型 動穩定度DS（次/mm）
AC-13（SBS改性） 5702
SMA-13 3638
由上表可知，SBS改性瀝青混合料高溫性能較好，穩定度比SMA瀝青混合料高，符合規范要求。
4 結論
（1）由SBS改性劑改性的瀝青混合料高溫性能較好，表現出良好的骨架結構特征，甚至比同屬骨架密實結構的SMA-13要好，性能優越，應用前景廣闊。
（2）本文僅研究其高溫性能，低溫抗裂性能、疲勞性能、力學強度等尚不明確，其路用性能有待進一步研究。
參考文獻
[1] 吳曠懷，張肖寧.瀝青混合料設計的主骨料空隙體積填充法研究及應用[J].中南公路工程，2004.
[2] JTG E42-2005.公路工程集料試驗規程[S].北京：人民交通出版社，2005.
[3] JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].
作者簡介：劉毅（1981- ），男，海南萬寧人，在讀碩士研究生。
