不同掺配工艺对布敦岩改性沥青路用性能影响.docxVIP

1 概述 随着交通建设的不断发展，各种路用性能优越的改性沥青也应运而生。在各种物理、化学改性沥青中，天然岩沥青以其与基质沥青良好的配伍性，持久的耐老化性日益受到人们的关注。 天然岩沥青是石油在自然界长期受地壳挤压、变化，不断地从地壳中冒出，存在于山体、岩石裂隙中，并与空气、水接触逐渐变化，经长期蒸发凝固而形成的，其中常混有一定比例的矿物质。 采用天然岩沥青对基质沥青进行改性通常有两种方法：(1)湿法，即将天然岩沥青与基质沥青加工、搅拌成天然改性沥青，然后与集料拌和成天然改性沥青混合料；(2)干法，即先将集料干拌，然后再把天然岩沥青作为填料加入集料中干拌，然后加入基质沥青拌和成天然改性沥青混合料。为了比较不同掺配工艺对天然岩沥青改性沥青混合料路用性能的影响， 本文选取某种天然岩沥青，针对Sup- 13混合料在室内和现场进行了相关对比试验。天然岩沥青的主要技术指标见表1。 表1 天然岩沥青主要技术指标 项目技术指标外观黑棕色细粉粒度(D90)/μm≯22.0含水量/%≯2.0氯仿沥青A/%≮20.0矿物质(以灰分计)≯35.0闪点(COC)/℃≮2302 不同掺配工艺沥青混合料路用性能对比 2.1 室内拌和条件下不同掺配工艺的各项性能对比 2.1.1 水稳定性能对比 浸水马歇尔试验是我国最常用的检定沥青混合料水稳定性的试验。用马歇尔击实仪成型试件，试件两面击实各75 次，试件直径为101.6±0.25 mm，高为63.5±1.3 mm。将试件分成2 组，2 组试件空隙率平均值大致相等，且为设计空隙率。本研究中分别用干法和湿法制备试件进行了浸水马歇尔试验，结果见表2。由表2 可知，用干法和湿法制备的试件浸水马歇尔试验结果并无明显区别。 表2 浸水马歇尔稳定度试验结果 掺配方法  马歇尔稳定度/kN  浸水马歇尔稳定度/kN  残留稳定度So/% 要求/% 湿法15.9614.3890.1 ≥85干法16.2814.8191.0冻融劈裂试验采用双面各击实50 次的马歇尔试件。将试件分成2 组，2 组试件空隙率平均值大致相等，空隙率约为6%。第二组试件在常温下(25 ℃)浸水，0.09MPa 抽真空约15 min，取出将试件在- 18 ℃冰箱中冷冻16 h，取出后放在60 ℃水浴中保温24 h，将第一组试件和第二组试件全部浸入25 ℃水温中不少于2 h，分别进行劈裂试验，得到试验的最大荷载，然后计算出冻融劈裂强度比TSR。本研究中分别用干法和湿法制备试件进行了冻融劈裂试验，结果见表3。由表3 可知，用干法和湿法制备的试件冻融劈裂试验结果并无明显区别。 表3 冻融劈裂试验结果 掺配方法  非条件劈裂强度/MPa 条件劈裂强度/MPa TSR/% 要求/% 湿法1.0560.976486.2≥80 干法1.08410.929185.72.1.2 高温稳定性能对比 本研究中分别用干法和湿法制备试件，在60 ℃、0.7 MPa 条件下进行动稳定度试验， 检验沥青混合料的高温稳定性。试验结果见表4。由表4 可知，两种方法的高温稳定性并无明显区别。 表4 动稳定度试验结果次·mm- 1 掺配方法 123平均值要求湿法3308281831043077≥2800干法29423006321830552.1.3 低温抗裂性能对比 同样用两种方法制备试件，进行小梁弯曲试验检验沥青混合料的低温抗裂性能。试验温度- 10 ℃，加载速率50 mm/min。试验结果见表5，可见低温抗裂性能并无明显区别。 表5 低温小梁弯曲试验结果(- 10 ℃) 掺配方法最大荷载/N跨中挠度/mm抗弯拉强度/MPa劲度模量/MPa破坏应变/με破坏应变要求/με湿法1664.40.443913.595830.02330≥2000干法1652.40.455913.495635.72393从以上室内试验结果可以看出，由于天然岩沥青和基质沥青的配伍性较好，室内小型拌和机拌和条件下两种掺配方法都可以较容易地使岩沥青溶解于基质沥青中，两种掺配方法对沥青混合料的各项性能影响并不明显，从而可以为拌和站生产提供参考。2.2 现场拌和站拌和条件下不同掺配工艺的各项性能对比。 为了比较天然岩沥青的不同掺加方法对基质沥青改性效果的影响，参照室内拌和情况选择了两种掺配工艺。 湿法 湿法是将天然岩沥青与基质沥青加工成天然改性沥青，然后与集料拌和生产天然改性沥青混合料。为了直接在拌和站现场生产天然岩沥青改性沥青，专门设计了一套改性沥青的搅拌、存储、保温和输送设备。 湿法工艺流程为： 把基质沥青注入一加工罐内升