SBS改性沥青路用性能的研究

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试析SBS改性沥青性能影响因素

试析SBS改性沥青性能影响因素

试析SBS改性沥青性能影响因素1、序言目前,采用聚合物对道路沥青进行改性是提高和改善沥青混合料路用性能的一种重要措施,常用的改性剂有SBS、SBR、PE等。

其中,SBS类改性沥青与原始沥青相比,在稳定性能、内聚附着性能、拉伸能力、弹性性能、温度性能、抗老化性能等方面,均有明显的改进和提高,被广泛应用于路面工程。

在多年的研究实践中,人们发现SBS改性沥青性能受到SBS掺入量、基质沥青、SBS自身性质等多种因素的影响。

本文拟从SBS改性沥青的原材料入手,试图对其主要影响因素做一个综合研究探讨,从而达到指导沥青改性用SBS生产的目的。

2、SBS改性沥青机理沥青的改性主要是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。

SBS是一种高聚合物,易因吸收沥青中的饱和分而发生溶胀,溶胀后的SBS 极性更接近胶质;沥青与SBS挤压部分的相容性也会改变沥青组分的分布,进而影响沥青的相态转变;聚合物粒子对沥青组分的良好吸附和沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀是提高沥青性能、对沥青进行聚合物改性的基础,沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程,这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间结构产生很大动态影响,直接会影响到改性后沥青的性能。

3、影响因素3.1 SBS改性沥青效果与基础沥青的关系研究表明,沥青和SBS的相容性与基质沥青的构成紧密相关关,因此,沥青组成将直接影响改性效果。

沥青中沥青质含量的增加,可以有效的改善改性沥青的应力应变特性,但与此同时,也影响改性剂在沥青中的相容稳定性。

另外,随着沥青中的芳香分增加,高聚物吸收饱和分小分子致其比表面积增加,有助于改性沥青沥青形成相容稳定体系,相反,芳香分的过多,则会明显降低改性沥青的内聚力和软化点。

3.2 SBS掺入量对改性沥青性能的影响SBS的掺入引起了沥青组分的重新分配,其中,饱和分明显减少,胶质、芳香分及沥青质都有不同程度的增加。

改性剂是一种高聚物,在沥青中溶解是一种溶胀过程,饱和分等小分子由于运动较快,会快速渗透进高聚物内部,使其体积膨胀,另外,如果高聚物的分散度较大,比面积增大,饱和分小分子进入几率增大,所以改性后饱和分含量明显减少。

SBS改性沥青在新疆地区道路的应用研究

SBS改性沥青在新疆地区道路的应用研究
新疆大学校院联合项 目 (0 6 2 06 20 3 10 )
作者简介 : 李林萍 (9 8 ,女 ,河南人 。讲 师 ,硕士 ,从事道 16 一) 路工程与道路 建筑 材料研 究及道 路工 程管理 。Ema : - i l
1 8 6 0 0@ 1 6 t n 。 1 9 9 8 p 2 . o i
( E 、无规 丙 乙烯 ( P ) P) A P 、丁苯 胶 乳 ( B 、苯 S R) 乙烯 一丁二烯 一 乙烯嵌段 共聚物 ( B )及 环氧树 苯 SS
脂等。S S改性沥青 由于高 温下不软化 ,低 温下不发 B 脆 ,使用温度范 围宽 ,力学性能 良好 ,成 为新疆地 区
首选 的改性沥青 。
中图分类号 :U 1. 1 3 4 6 26 .
0 引 言
文献标志码 :A

文章编号 :10 8 2 (00 0 0 1 0 03— 8 5 2 1 )4— 02— 3 般 用 于 沥 青 改 性 的 聚 合 物 主 要 有 聚 乙 烯
沥青路面 以其优越的路用性能 ,在世界 范围 内推 广使用 。在高等级公路 中 ,它作为一种无接缝 的连续 式路面 ,以其足够的力 学强度 ,对行车荷载 有 良好承
路面约 占 7 5% 。
SS( B 热塑性丁苯 橡 胶 )是 热 塑性 橡胶 的一种 , 它是苯 乙烯和 聚丁二烯组成 的双嵌 段共 聚物。在 S S B
的嵌段物 中,聚苯乙烯和聚丁二烯 聚集 在一起 ,形成 许多约束成分 的物理交联区域 ,因其 中嵌 段是柔软 的 聚丁二烯链 段 ,这就形 成 了网状结构 。实质上 ,S S B
1 S S简 介 B
受力 ,行车平稳 、无扬尘 、振动小 的特点在 现代 高等 级公路建设 中占有很大的份额 。据资料显示 :美 国的 高速公路约 9 3%为沥青 路 面 ,1 3本高速公 路 中沥青 路面约 占 9 4% ,在世界范围内约有 8 0%的路面为沥

对SBS改性沥青的性能研究

对SBS改性沥青的性能研究

对 S S改性沥青的性能研 究 B
Pe f m a c u i BS o fe pha t r or n e St dy O lS M di d As i l
吴 凯 旋 W uKax a iu n
( 广州 市市 政工程 维修 处 , 州 5 0 0 ) 广 10 0
关键 词: B S S改性 沥青 ; 入度 ; 化 点; 针 软 延度 ; 变特性 流
K e wo d :S3 dfe p a t e de p n ta in; o e n ontdu tiy r e lgc lb h vo y r s IS mo i da h l;n e l e ert i s o s f nig p i ; ci t; h oo ia e a ir t l
( agh uMu iia C n t ci it a c o , a ghu5 0 0 C ia Gun zo ncp l osr t Ma e n eRom Gu n zo 0 0,hn u n nn 1
摘 要 : S S改性 沥青进行 不 同温度及 不 同贯入 时 间下的针入 度试 验 , 对 B 以此来评 价 沥青 的流 变特性 及路 用性 能 ; 析 了 S S 性沥青 的软 分 B改 化 点 随着混合 过程 的 变化 而 出现 的复 杂变化 , 过 不同温度 和速 率条件 下 的延 度试验 来 分析 改性 沥青的 流变特性 。 并通
Ab ta t sr c :SBS mo i e s h l a i ee ttmp r tr sa d un e i ee tp ner to i fte p n tain ts r x e in e n od rt df d a p at tdf r n e eau e n d r df r n e tain t i i f me o h e erto eta e e p re c d i r e o e au t h h oo ia p o e te fa ph l nd o d p ro ma c .S fe ig p it f S dfe aph l l h n e a he miig p o e s te v lae te t e lgc l rp ris o s at a ra ef r n e otnn on o BS mo i d s atwilc a g s t xn rc s h i

SBR与SBS复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究

SBR与SBS复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究

SBR 与SBS 复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究摘要:本文研究了SBR(丁苯橡胶)与SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)复合改性沥青制备方法和其混合料的路用性能。

以SBR 与SBS 的质量比为1:1,通过熔融混合法制备了SBR/SBS 复合改性沥青,研究了SBS 添加量对复合沥青性质的影响。

在此基础上,制备了不同添加量SBR/SBS 复合改性沥青的混合料,并测试了其抗拉强度、剪切应力、渗水性等路用性能。

通过实验研究发现,随着SBS 添加量的增加,复合沥青的黏度、软化点和负荷剪切模量均有所增加;而渗透性和弹性恢复率则有所降低。

在添加20% SBS 的情况下,SBR/SBS 复合沥青的各项性能最优,混合料也具有较好的路用性能,其抗拉强度、剪切应力和渗水性均有所提高。

本研究结果表明,采用SBR 与SBS 相结合的复合改性方法是可行的,可以显著提高沥青的性能和混合料的路用性能。

因此,SBR/SBS 复合沥青有望作为一种新型材料在路面建设中得到广泛应用。

关键词:SBR/SBS 复合改性沥青;路用性能;混合料IntroductionAsphalt is widely used in road construction due to its excellent performance in providing a smooth and durable road surface. However, traditional asphalt has some shortcomings such as low elasticity, low temperature cracking resistance, and poor waterproofing property. Therefore, improving the performance of asphalt has become a research hotspot in the field of road construction.Many studies have shown that the addition of polymers can improve the performance of asphalt effectively. Among them, styrene- butadiene rubber (SBR) and styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS) are two commonly used polymers in asphalt modification. SBR can improve the elasticity and low-temperature resistance of asphalt, whileSBS can enhance the high-temperature stability and waterproofing property of asphalt. Therefore, combining SBR and SBS to modify asphalt is expected to achieve a comprehensive improvement in its performance.In this study, SBR/SBS composite modified asphalt was prepared by melt blending method, and the effect of SBS content on the properties of composite asphalt was investigated. Furthermore, the performance of different SBR/SBS composite modified asphalt mixtures was tested to evaluate their road usage efficiency.ExperimentalMaterials:Asphalt: A pen grade 60/70 asphalt was used as the base material.SBR: A commercial grade SBR with a styrene content of 23% was used.SBS: A commercial grade SBS with a styrene content of 30% was used.Preparation of SBR/SBS composite modified asphalt:SBR and SBS were characterized by their respective melting points to ensure that they were fully melted before being added to the asphalt. Then, SBR and SBS were added to the asphalt at a SBR/SBS mass ratio of 1:1. The mixture was stirred at 170°C for 3 hours until a uniform composite modified asphalt was obtained. The SBS content was adjusted to 10%, 15%, and 20% of the total amount of SBR/SBS to prepare three different composite modified asphalt samples.Performance testing of SBR/SBS composite modified asphalt mixture:The SBR/SBS composite modified asphalt mixture was prepared according to the Marshall method. The mixture was compacted and molded into cylindrical samples with a diameter of 63.5mm and a height of 63.5mm. The samples were then tested for their tensile strength, shear stress, and water permeability according to the relevant standards.Results and discussionEffect of SBS content on composite modified asphalt:The rheological properties of SBR/SBS composite modified asphalt with different SBS contents were analyzed through dynamic shearrheometer tests. The results showed that the addition of SBS could increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt. With the increase of SBS content, the improvement of these properties becomes more pronounced. Based on this, the optimal SBS content was determined to be 20%.Effect of SBS content on composite modified asphalt mixture:The mechanical properties of the SBR/SBS composite modified asphalt mixture were tested for different SBS contents. The results showed that increasing the SBS content could increase the tensile strength and shear stress of the mixture. However, the water permeability and elastic recovery rate of the mixture decreased with the increase of SBS content. When the SBS content was 20%, the composite modified asphalt mixture had the best road usage performance.ConclusionThe SBR/SBS composite modified asphalt prepared by melt blending method has the potential to significantly improve the performance of asphalt. The addition of SBS can increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt, while reducing its permeability and elastic recovery rate. With the optimal SBS content of 20%, the SBR/SBS composite modified asphalt mixture obtained exhibited good mechanical properties including improved tensile strength, shear stress, and water permeability.The use of SBR/SBS composite modified asphalt has great potential in road construction, and further research should be conducted to explore its application prospects in this field.。

环氧沥青和SBS改性沥青混合料的路用性能研究

环氧沥青和SBS改性沥青混合料的路用性能研究

环氧沥青和SBS改性沥青混合料的路用性能研究作者:***来源:《粘接》2024年第03期摘要:对比分析了环氧沥青混合料试件(A)和SBS改性沥青混合料试件(B)的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和水稳定性,并进行了动态模量的测试。

结果表明,试件(A)的动稳定度要明显小于试件(B),但是都满足高温抗车撤试验的动稳定度要求(≥3 000次/min),试件(B)的动稳定度相较试件(A)约提高50.44%。

试件(A)的硬脆程度较试件(B)更高,低温抗裂性能要低于试件(B),但是2组试件的低温抗裂性都满足规范要求。

试件(A)和试件(B)的TSR都满足沥青混合料试件对TSR的要求(≥80%),且前者具有更好的水稳定性。

无论是试件(A)还是试件(B),其动态模量都会随着温度升高而呈现逐渐降低的趋势,但在相同温度和频率下,前者的动态模量都要高于后者。

关键词:环氧沥青;SBS;动态模量;路用性能中图分类号:TQ323.5;U414文献标志码:A文章编号:1001-5922(2024)03-0093-04Study on pavement performance of epoxy asphalt and SBS modified asphalt mixtureLIU Yanzhao(Beijing Urban Construction Road and Bridge Construction Group Co.,Ltd.,Beijing 250000,China)Abstract:The high temperature rutting resistance,low temperature cracking resistance and water stability of epoxy asphalt mixture(A)and SBS modified asphalt mixture(B)were compared and analyzed,and the dynamic modulus was tested.The results showed that the dynamic stability of the epoxy asphalt mixture was significantly lower than that of the SBS modified asphalt mixture,but both of them met the dynamic stability requirements of the high temperature anti withdrawal test (≥3 000).The dynamic stability of the SBS modified asphalt mixture (B) was about 50.44% higher than that of the epoxy asphalt mixture (A).The hardness and brittleness of epoxy asphalt mixture was higher than that of SBS modified asphalt mixture,the low temperature crack resistance was lower than that of SBS modified asphalt mixture,but the low temperature crack resistance of both groups of specimens met the requirements of the specification.The TSR of both epoxy asphalt mixture and SBS modified asphalt mixture met the requirements of TSR (≥80%),and the former had better water stability.The dynamic modulus of both specimen (A) and specimen (B) decreased gradually with the increase of temperature,but the dynamic modulus of the former was higher than that of the latter at the same temperature and frequencyKey words:epoxy asphalt;SBS;dynamic modulus;pavement performance環氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的混合物,由于其延展性和收缩性与钢材相似,实际应用在路面中可与钢板发生协同作用而较少发生失效事故,具有强度高、耐蚀性好以及抗疲劳性能优越等特性[1]。

SBS复合改性沥青的改性机理及路用性能研究(1)

SBS复合改性沥青的改性机理及路用性能研究(1)
Institute of papers used asphalt mixture with reasonable design than the SMA-16, based on comparative analysis of composite SBS modified asphalt mixture SMA-16, SBS modified asphalt mixture SMA-16 asphalt mixing materials SMA-16 high temperature, low
Analysis method to improve the stability of the polymer modified asphalt and segregation principle, then focus on the stabilizer and modifier content on composite modified asphalt penetration, ductility, softening point and viscosity index were studied, composite modified asphalt the best SBS and granulate dosage choice theory and data support.
stability, viscosity
IV
目录
第一章 绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1 研究背景及意义 ...........................................................................................................1 1.2 国内外研究现状 ...........................................................................................................2 1.3 主要研究内容 ...............................................................................................................5

SBS改性沥青机理研究

SBS改性沥青机理研究一、本文概述随着交通事业的飞速发展,道路建设和维护对于沥青材料的要求越来越高。

SBS改性沥青作为一种性能优异的道路材料,已经在全球范围内得到了广泛的应用。

本文旨在深入研究SBS改性沥青的机理,以期为提高道路使用寿命、降低维护成本提供理论支持。

本文将概述SBS改性沥青的基本概念、发展历程及其在道路工程中的应用现状。

随后,文章将详细探讨SBS改性沥青的改性机理,包括SBS的分子结构、改性过程中的物理化学变化以及改性沥青的性能提升等方面。

本文还将通过实验研究,分析SBS改性沥青在不同条件下的性能表现,并对比传统沥青与SBS改性沥青的性能差异。

本文将对SBS改性沥青的应用前景进行展望,并提出针对性的建议,以期推动SBS改性沥青在道路工程中的进一步应用与发展。

通过本文的研究,将为道路工程领域提供更为全面、深入的SBS改性沥青机理认识,为相关领域的科研和实践工作提供有益的参考。

二、SBS改性沥青的制备与表征SBS改性沥青的制备是研究其改性机理的关键步骤。

制备过程中,首先选择高质量的基质沥青和SBS橡胶作为原料,保证产品的基本性能。

接着,通过特定的加工工艺,如熔融共混法,将SBS橡胶均匀分散在基质沥青中,形成稳定的SBS改性沥青。

在这个过程中,SBS橡胶的分子链会与基质沥青中的组分发生相互作用,如吸附、溶解和扩散,从而实现改性效果。

为了表征SBS改性沥青的性能,我们采用了一系列实验方法。

通过粘度测试,可以了解SBS改性沥青的流动性和施工性能。

动态剪切流变实验(DSR)可以评估SBS改性沥青的高温抗车辙性能。

我们还通过弯曲梁流变实验(BBR)来评价其低温抗裂性能。

这些实验结果可以为SBS改性沥青的应用提供重要依据。

除了以上基本性能测试,我们还对SBS改性沥青的微观结构进行了表征。

通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察,可以直观地了解SBS橡胶在基质沥青中的分散状态以及其与基质沥青的相互作用情况。

天然沥青复合SBS改性沥青的性能研究


适 当的调合 ,可 以生产 出常规 性能指标 基本符合 J T G F 4 0 -2 0 0 4《 公路 沥青路 面施工技术规
范》 聚合物改性沥青 I — D规格产品 。 关键词 :天然沥青 S B S 复合 改性沥青
随着 中国经 济的高速 发展和环境 的不 断恶 化 ,高速公路交通量急剧增加 ,行驶车辆的重载 化趋势等因素加重了车辆轴载对路面的破坏,加 之近年来的气候变化较大 ,使沥青路面经受严峻
表 3 不同天然沥青掺量的 S B S改性 沥青的性质
第 1 期
杜妮 ,等 .天然沥青复合 S B S改性沥青的性能研究
1 7
2 . 1 天然沥青掺量对复合改性沥青 软化点 的影响
2 . 3 天然 沥青 掺量 对 S B S改性 沥青 延度 的影响
软化点表征沥青材料的高温性能 ,软化点越 高 ,沥青的耐高温性能越好 。天然沥青复合 S B S
2 0 1 4年 2月
石 油 沥 青
P E T R O L E U M A S P H A L T
第2 8卷第 1 期
天 然 沥青 复合 S B S改 性沥 青 的性 能研 究
杜妮 ,程健
( 武汉工程大学绿 色化工过程省部共建教育部 重点 实验室 ,武汉 4 3 0 0 7 3 )
青以其与基质沥青 良好的配伍性和生产便利性 日
延度 ( 1 O℃)/ e m
延度 ( 1 5℃)/ e m
黏度 ( 6 o℃)/ ( P a・ 8 ) T F O T后残留物
益受到人们的关注。加工成粉末状的天然沥青作
为改性剂,因本身极易与石油沥青相溶 ,属于沥 青基对沥青基的掺配 ,可与沥青充分地融合 ,加 工改性沥青时只需在一定温度下直接搅拌 即可 , 大大简化了工艺 ,降低 了投资,成品改性沥青十

SBS改性道路沥青的性能概述 2014

SBS 改性道路沥青的性能概述于进军 王燕飞(北京燕化石油化工股份有限公司合成橡胶事业部,102503)综述了聚合物改性沥青的发展情况及路用性能,并从流变性的角度介绍了S BS 改性沥青的性能,同时提出了SBS 改性沥青应用过程中存在的主要问题 热储稳定性。

关键词: S BS 聚合物改性沥青 流变性 热储稳定性 粘弹性作 者 简 介于进军 工程师,1992年毕业于大连理工大学化工学院。

随着交通量的迅速增加,车辆大型化、渠道化、超载严重,沥青混凝土路面面临严峻考验。

使用普通沥青铺设的路面易产生严重车辙、开裂、坑槽等早期破坏。

路面使用某些聚合物改性沥青进行薄层罩面后,可大大延长养护周期,降低养护费用。

高等级公路的路面尤其需要使用聚合物改性沥青,延长路面使用寿命,减少养护罩面次数,保证公路畅通。

1 沥青及改性沥青的路用性能1.1 沥青路面应具有的性能为使气候和交通量对沥青路面破坏的影响降低到最低限度,沥青路面应具有如下性能[1]:(1)高温抗车辙性能,即抵抗流动变形的能力。

沥青路面的车辙变形、拥包等主要发生在夏季高温情况下,是一种混合料各种成分位置的变化,这时沥青的粘度较低,粘结集料抵抗变形的能力有限。

(2)低温抗裂性能,即抵抗低温收缩裂缝的能力。

沥青路面的温缩裂缝表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏,然后再导致集料的破裂。

主要取决于沥青混合料的低温拉伸变形性能。

(3)水稳定性,即抵抗沥青混合料受水的浸蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力。

沥青混合料的水损害是由于沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致剥离。

(4)耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复载荷(包括交通和温度载荷)作用下破坏的能力。

(5)抗老化性能,即抵抗沥青混合料受气候影响发脆逐渐丧失粘结力等各种良好性能的能力。

(6)表面服务功能,包括低噪音及潮湿情况下的抗湿滑性能、防止雨天溅水及在车后产生水雾等性能,这些性能直接影响交通安全及环境保护。

试谈SBS改性沥青路面施工质量

试谈SBS改性沥青路面施工质量相较于普通的沥青而言SBS改性沥青最大的优势就在于,具有较好的温度敏感性、低温性、路用性能。

除此之料利用SBS改性渐青生产的混合料相较于其它混合料还具有水稳定性高、抗开裂、抗高温国、抗车辙等优势,当然了采用这一种施工工艺时对温度的要求也更高。

在搅和、摊铺、运输、碾压等各个环节对温度都有一定的要求。

特别是在碾压时如果温度越高,路面成型的时间就越短。

一、SBS改性沥青的性能优势改性沥青是一种以基质沥青通过加工的方式与改性剂结合形成一种混合物。

通常情况下可将改性沥青分为三种类型:(1)热塑性类、相较而言这一种改性沥青的弹性及抗车辙性能各方面都会较好,也正是因为这样,所以热塑性类改性沥青已经成为当下应用最为广泛的一种改性剂;(2)橡胶类;(3)树脂类。

通常认为沥青具有较高的软化点,因而,如果就算温度过高也不用担心被软化的问题,也正是因为这样所以进一步提高了其抗高温推移、车辙能力。

为了最大限度的避免路面裂缝,一般会通过降低沥青脆点,从而减少其柔韧性。

除此之外,降低沥青脆点还能大大提高石料与沥青之间的粘结力,硬质中性岩石或者基性火成岩等更适合当集料。

二、控制SBS改性沥青路面的施工方法1、全面把握原材料首先,确保所有原材料都是达标的。

而这就需要强化试验室力度,全方面的检查沥青指标。

其次,完善选控矿料、油化比机制。

从根本上减少因为矿料选择不当或者油石质量不过关而引起松散的问题。

一般采用抽提筛分、马歇尔试验等方法试验检查混合试样材料,从而全面分析沥青的混凝土物理力学性能、油石比、矿料级配。

最后,强化粉胶的控制。

一般采用水洗的方法去除集料中粉尘过多的问题,这样一来就能够大大的减少集料粉尘的含量,进一步控制粉胶比。

值得一提的是,需要严格按科学的比例调配沥青含量。

2、关于SBS改性沥青混合料的拌和方法当前主要以国产LB2000强制间歇性搅拌设备为主。

一般在正式搅拌前都会要求操作人员集中培训、全面检修沥青拌和站、校核计量系统、分类骨料称、沥青称、调适粉料等等。

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SBS改性沥青路用性能研究辽宁省交通勘测设计院2008年1月目次1引言 (4)2概述 (6)2.1改性沥青的发展 (6)2.2改性沥青的分类 (6)2.3改性沥青的生产 (7)3 SBS改性沥青的室内试验 (9)3.1室内试验所采用的材料 (9)3.2室内试验评价改性沥青的指标 (10)3.3室内改性沥青的加工方法 (11)3.4室内试验的主要内容 (12)3.5室内试验主要结论 (13)3.6基质沥青的选择和改性剂剂量的确定 (14)3.7改性沥青路用性能指标控制标准的确定 (16)3.8 SBS改性沥青的相容性和贮存稳定性 (17)4改性沥青混合料的室内试验 (20)4.1室内混合料试验所采用的材料 (20)4.2室内试验所采用的级配 (20)4.3沥青混合料的马歇尔试验 (20)4.4沥青混合料的水稳定性 (21)4.5沥青混合料的高温性能 (21)4.6沥青混合料的低温性能 (23)4.7沥青混合料的疲劳性能 (24)4.8沥青混合料的路用性能指标 (24)5现场SBS改性沥青的生产工艺及质量控制 (26)5.1改性沥青加工设备的工艺流程 (26)5.2施工现场数据检测结果 (28)6改性沥青上面层试验路施工技术总结 (30)6.1试验路施工的目的 (30)6.2沥青混合料的目标配合比 (30)6.3沥青混合料的生产配合比 (30)6.4施工准备 (31)6.5改性沥青混合料的施工工艺 (31)6.6总结 (33)7 SBS改性沥青效益分析及应用前景 (35)7.1改性沥青路面的成本分析 (35)7.2 SBS改性沥青的经济效益 (35)7.3 SBS改性沥青的社会效益 (36)7.4 SBS改性沥青在我省高速公路中的应用前景 (36)9竣工路面的跟踪调查................................................................................................ 错误!未定义书签。

9.1路面结构......................................................................................................... 错误!未定义书签。

9.2路面横向裂缝产生的原因............................................................................. 错误!未定义书签。

9.3路面裂缝调查情况......................................................................................... 错误!未定义书签。

9.4调查结论......................................................................................................... 错误!未定义书签。

8结论与建议 (37)8.1结论 (37)8.2建议 (38)1引言近几年来,随着我国高速公路建设事业的迅猛发展,交通及气候条件对高速公路路面使用性能的要求也越来越高,一方面高速公路行驶车辆的重载、超载现象严重,并且渠化交通加重了车辆轴载对路面的破坏;另一方面,我国多数地区四季温差变化很大,沥青路面经受着气候条件变化的考验。

我省从沈大高速公路通车之后开始进入到高速公路的快速发展期,沈阳至抚顺、沈阳至本溪、沈阳环城、沈阳至四平、沈阳至山海关高速公路相继通车,为我省交通运输事业的发展起到了极大的推动作用,但是应该看到的是,一些路段的路面在使用过程中出现了程度不同的破坏现象,尤其在交通量较大、重载、超载车辆较多的路段上,路面的破坏现象体现的更为明显。

沈阳至四平高速公路铁岭至四平段在通车一年后路面即产生大面积破坏现象,经过分析主要是路面表面层沥青混合料的空隙率较大,水稳定性不足,由于水的作用使集料与沥青之间的粘结力丧失,导致路面产生水损害;沈阳至山海关高速公路通车两年后一些路段产生车辙,通过对路面的钻芯取样筛分试验,经过分析认为是由于路面沥青混合料的高温稳定性不足,施工单位对混合料级配及油石比的控制有偏差,造成沥青混合料的级配偏细,油石比偏大,致使路面的高温抗车辙能力不强,而这两条高速公路均是我省交通量较大的路段,重载超载车辆很多,因此如何保证重载超载路段路面的使用性能,使之能够高温抗车辙、低温抗开裂并具有良好的水稳定性和抗老化能力,已经成为现阶段我省高速公路路面设计与施工的一个关键问题。

提高沥青路面的使用性能,采用合理的混合料级配是一方面,另一方面沥青的性能对路面的影响也非常大。

我省在沈山高速公路之前沥青路面表面层和中面层都是采用普通重交通道路石油AH-90号,路面下面层采用AH-110号沥青,早期竣工的高速公路使用的沥青标号更高。

在沈山高速公路的表面层我省首次采用了进口壳牌AH-90沥青,但是通过沥青及混合料的室内试验表明,壳牌沥青与国产重交通沥青没有本质的区别,省交通科学研究院曾经对沈山高速公路表面层所采用的壳牌沥青进行了SHRP分级试验,其评价等级为PG64-22,只能满足一般路段的交通要求,沥青混合料的室内试验也显示,采用壳牌沥青的AK-13A型抗滑表层混合料车辙试验的动稳定度只能达到800~1000次/mm,这样对于重载交通路段或者上坡路段,其高温性能明显不足,很容易使路面产生车辙,同时沥青混合料的水稳定性也不好。

现阶段国外以及我国许多省份都开始采用改性沥青来提高路面的高低温使用性能,2002年我省的丹本、盘海、锦阜以及锦朝高速公路的建设都将进入到最后的沥青面层铺筑阶段,设计上已经考虑对这几个项目沥青路面的表面层和中面层都采用SBS改性沥青,因此本项目就是对目前我国最常用的SBS改性沥青进行研究,提出其设计与施工指南,用以指导上述在建项目的施工。

2概述2.1改性沥青的发展从40年代欧洲开始使用改性沥青以来,改性沥青的发展已有50多年的历史。

从品种上看,80年代初开始欧洲曾经广泛使用过EVA,到80年代中期认识到SBS的优良性能,EVA逐渐被SBS所取代,1991年欧洲用改性沥青总量为52.5吨。

据壳牌公司介绍,现在SBS/SIS占改性沥青的比例为44%,EVA占11%,SB占10%,废旧轮胎橡胶粉占9%,EPDM占12%,PE占3%,Betaplast占7%,其他占4%。

2.2改性沥青的分类2.2.1几类主要的改性沥青所谓改性沥青,也包括改性沥青混合料,按照我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032)及《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036)的定义,是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料”。

改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工的有机或无机材料,可熔融、分散在沥青中,改善或提高沥青路面使用性能(与沥青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料”。

关于改性沥青的分类,国际上并没有统一的分类标准,按照改性剂的不同,一般将其分为三类:(1)热塑性橡胶类。

(2)橡胶类。

(3)树脂类。

2.2.2各种改性剂性能的比较路用改性剂的种类繁多,而不同种类的改性剂所表现出的性能也有所不同,必须综合考虑所在地区的气候条件以及交通条件等进行选择。

对于现阶段常用的几种改性剂,江苏省交通厅公路局曾经对它们的路用性能进行了比较,试验结果见表2.2.2-1[6]。

通过比较试验结果可以看出,EVA、SBS和PE对沥青的高温性能都有不同程度的改善,但是SBS对沥青的低温性能提高的幅度也很大,而EVA和PE对沥青的低温性能改善不明显,突出的表现在低温延度的指标上,同时EVA和PE改性沥青的弹性恢复也不及SBS改性沥青。

我省地处东北地区的最南端,气候条件较为特殊,全年一月份气温最低,平均为-15.7℃,最低气温-25℃~-31.5℃;最高气温35℃~39.3℃,而且近几年来夏季气温越来越高,高温持续时间也有增长的趋势,所以路面设计中对沥青混合料的高温和低温性能都要兼顾,通过上述的一些试验结果表明,SBS改性沥青的高低温性能均较好,相比EVA、PE和SBR有一定的优势,因此2002年我省在建的四条高速公路项目中我们确定采用SBS对沥青进行改性。

2.3改性沥青的生产2.3.1常用的改性沥青生产方法除了少量可以采用直接投入法加工改性沥青的改性剂如SBR胶乳外,大部分改性剂与道路沥青的相容性很不好,所以必须采用特殊的加工方式,将改性剂完全分散在沥青中,才能生产改性沥青。

我国之所以长期以来对改性沥青的推广进展缓慢,不能不说是由于在改性沥青设备上陷入了误区,对PE,SBS等仅仅采用常规的机械搅拌方式,以致加工效果不明显,严重影响了改性沥青的发展。

所以改性沥青设备成了发展改性沥青的关键。

归纳起来,改性沥青的加工制作及使用方式,可以分为预混法和直接投入法两大类。

2.3.2直接投入法所谓直接投入法是直接将改性剂投入沥青混合料拌和锅与矿料、沥青拌和制作改性沥青混合料的工艺。

严格来说,由于它没有预先与沥青共混,所以没有经历制作改性沥青的阶段,也不好说是制作改性沥青。

正如前所述,现在一般都把预混法和直接投入法作为改性沥青制作工艺的两大类来看待。

2.3.3母体法母体法的原理是先采用一种方法制备加工成高剂量聚合物改性沥青母体,再在现场把改性沥青母体与基质沥青掺配稀释成要求剂量的改性沥青使用,所以又称为二次掺配法,母体法可以采用溶剂法和混炼法制备改性沥青母体。

2.3.4机械搅拌法从理论上讲,聚合物改性剂与基质沥青都可以通过机械搅拌得到改性沥青。

不过,由于改性剂与基质沥青的相容性不同,采用机械搅拌法的难易程度有很大的差别。

对SBS,PE等相容性较差的改性剂,不适用于机械搅拌加工,而对EVA以及某些相容性较好的聚合物,可以采用搅拌法加工。

2.3.5胶体磨法和高速剪切法对目前工程上使用的较多的SBS,SIS等热塑橡胶类和EVA,PE热塑性树脂类改性剂,由于它与沥青相容性较差,仅仅采用简单的机械搅拌势必需要太长的时间,且效果不好,所以我国长期始终停留在试验阶段。

对于这些改性剂,必须通过胶体磨或高速剪切设备等专用的机械研磨和剪切强制将改性剂打碎,使改性剂充分分散到沥青里,这种生产改性沥青的方式是目前国际上最先进的方法,除了可以在工厂生产专用的改性沥青并运输到现场使用外,也可将改性沥青设备安装在现场,边制造边使用,从而给生产上带来了很大的方便,而且改性沥青的质量较好,因此是值得推广的方法。

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