不同改性沥青的OGFC混合料性能试验研究

不同改性沥青的OGFC混合料性能试验研究 不同改性沥青的OGFC混合料性能试验研 究 2010年4月石油沥青PETROLEUMASPHALT第24卷第2期 ? 试验与研究? 不同改性沥青的OGFC混合料性能试验研究 祁峰王磊胡苗张宜洛 1西安公路研究院(西安710054) 2长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室(西安710064) 摘要对SBS—OGFC,干法RA—OGFC和湿法RA—OGFC三种混合料进行室内路用性 能及耐久性试验.结果表明:掺加0.3%木质素纤维,SBS改性沥青和湿法生产的橡胶沥青 OGFC混合料均表现出较好的路用性能和耐久性;干法生产的RA—OGFC橡胶沥青混合料部 分性能达不到现行 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求,性能较差. 关键词SBS改性沥青橡胶沥青OGFC混合料路用性能耐久性 开级配抗滑磨耗层(Open—GradedAsphalt FrictionCourse,简称OGFC)是一种新型的路面 材料,属骨架空隙型结构,内部具有大量相互连 通的空隙,因而具有良好的抗滑,透水,吸声降 噪等表面性能.但是具有大孔隙特点的OGFC, 与大气和雨水的接触面积较普通沥青混合料大; 胶结料易受空气,水气,光的作用而加速老化, 使其粘结性能降低,造成集料松散,甚至出现大 量路面病害,严重影响路面的使用性能和使用寿 命. 研究发现J,采用各种聚合物改性沥青能 大大提高沥青路面的使用性能.这其中,用热塑 性弹性体SBS改性沥青是较为成熟和成功的案 例之一;同时,大量资料显示L2J,橡胶沥青具 有高粘,高弹,耐老化,高温性能良好,改性剂 成本低等特点,弥补OGFC混合料之不足,保证 优良的路面使用性能,减少路面病害的发生,延 长路面使用寿命;同时国内外研究者均认为在 OGFC混合料中加入木质素纤维能改善混合料路 用性能J.从提高道路沥青性能和环保双重角 度出发,对比研究干法RA—OGFC,湿法RA— OGFC和SBS—OGFC混合料路用性能影响,具 有十分重大的意义. 废橡胶粉(CRM)改性沥青的生产分为两 大类: (1)湿法,即MCDONAID法.是将CRM 先在160,180~C的热沥青中拌和2h,制成改性 沥青乳液,所得到的混合物称为沥青橡胶. (2)干法,即PUSRIDE法.是将CRM直 接喷人拌和废胶粉改性沥青混合料的方法(剂 量是混合料的2%一3%),所得到的混合料称为 橡胶粉改性混合料. 1试验原材料 胶结料为SBS改性沥青和橡胶沥青.橡胶 沥青采用KLMY90号基质沥青在实验室现制现 用.具体指标 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 结果如表1,2. 表1KLMYgO号基质沥青撞术指标 :2010一Ol一14. 收稿Fj期 作者简介:祁峰,硕士,2009毕业于长安大学道路材料学 专业,现从事道路材料研究工作. 2石油沥青2010年第24卷 对于OGFC路面,粗集料含量很大,直接决 定混合料的性能,故对粗集料的各项技术要求较 高;由于OGFC路面孔隙率很大,受雨水影响明 显,因此,填料的水稳定性十分重要.填料采用 石灰岩,粗集料为玄武岩,技术指标见表3. 表2SBS(I—C)改性沥青技术指标 2混合料配合比 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 OGFC混合料配合比设计,以路面的排水功 能和一定的路用性能作为主要目的.从排水性能 考虑,如果空隙率太小,不但达不到排水的作 用,反而由于空隙连通性差使一些下渗的水不能 及时排出而导致路面出现早期水损害;但如果空 隙率太大,虽然对排水有利,却容易引起混合料 松散,强度降低,耐久性下降.空隙率作为OG. Fc混合料配合比设计的一个重指标,必须控制 在一个合理的范围内,参考国内外资料,一般在 l8%,25%之间. 按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40--2004)的要求,配合比设计采用马歇尔试 件体积设计方法进行,并以空隙率作为主要控制 指标. 最佳沥青用量由析漏试验和飞散试验共同确 定,马歇尔试验结果通常作为确定最佳沥青用量 时的一个参考.通过试验确定的级配如表4,最 佳沥青用量为5.O%,最佳油石比下的技术指标 见表5,各项指标均满足规范要求. 表3粗集料技术指标 项目技术要求检验结果项目技术要求检验结果 表观相对密度32.602.761针片状颗粒含量,%?1513.2 视密度/(g?cm)2.694<0.075mm颗粒含量.%?10.5 毛体积相对密度2.656粗集料与沥青的粘附等级344 表4OGFC一13混合料级配 3OGFC沥青混合料的性能比较 3.1常规指标 按照上述确定的油石比,首先采用马歇尔稳 定度,冻融劈裂,车辙动稳定度等规范中所 列的常规指标进行性能评价,试验结果如表6所 示. 结果分析: a)马歇尔稳定度和流值.从试验结果可以 看出:虽然三种沥青混合料的马歇尔试验的空隙 率,稳定度和流值都满足现行规范要求,然而 SBS改性沥青和湿法橡胶改性沥青混合料的稳定 度明显高于干法生产的橡胶沥青混合料,其中 SBS—OGFC混合料稳定度最大,比干法RA— OGFC混合料高出36.7%. b)浸水马歇尔稳定度试验.该试验可评价 混合料的水稳定性.OGFC混合料结构内部需要 第2期祁峰等?不同改性沥青的OGFC混合料性能试验研究3 排水,所以对于混合料的水稳定性是关注的重要 性能之一.由试验结果可知:SBS改性沥青和湿 法生产的橡胶沥青混合料浸水马歇尔稳定度试验 残留稳定度,均能很好的满足现行《公路沥青 路面施工技术规范》的要求,而干法生产的橡 胶沥青混合料不能满足规范要求.表明SBS改 性沥青和湿法生产的橡胶沥青混合料具有较好的 抗水损害性能. 表6不同OGFC沥青混合料试验结果 C)车辙试验60min变形量和动稳定度. 车辙试验是评价沥青混合料在规定温度条件下抵 抗塑性流动变形能力的方法.试验结果表明:湿 法RA—OGFC混合料动稳定仅能满足规范要求, 而干法RA—OGFC混合料只有2128.4次/mm, 不能满足规范要求;SBS改性沥青混合料的高温 性能最好,动稳定度达到6847.8次/mm,比湿 法和干法RA—OGFC混合料分别高出47%和 69%.表明SBS—OGFC混合料具有较好的高温 稳定性,与稳定度试验结果一致. d)低温弯曲试验弯曲应变和弯曲劲度模 量.混合料的小梁试件在破坏时的弯拉应变越 大,则弯曲劲度模量越小,路面越不容易产生低 温开裂.由试验结果可知:首先,三种混合料的 弯曲应变均能满足规范要求;其次,对低温性能 进行排序为:干法橡胶沥青>湿法橡胶沥青> SBS改性橡胶沥青混合料.可见干法生产的橡胶 沥青混合料的低温性能最好. e)抗滑试验和透水性试验.排水性沥青抗 滑层混合料具有优良的表面抗滑性,能起到提高 路面抗滑的目的,可以提高汽车雨天行驶的安全 性;同时,具有良好的透水性能,可消除雨天汽 车行驶水雾和夜间反光现象,有利于行车安全. 试验结果表明:三种OGFC混合料均具有较好的 抗滑行和透水性.其中,湿法生产的橡胶沥青混 合料的抗滑性能和排水性能最好. 3.2疲劳指标 采用四点加载的弯曲疲劳试验来评价沥青混 合料的疲劳性能,试验设备采用COOPER疲劳 试验机,试验温度为15?,加载模式为应变控 制,加载波形为正弦波,加载频率为1OHz,以 混合料劲度下降到初始劲度的50%时为疲劳损 坏5J,以此时的荷载作用次数作为其疲劳寿 命.成型试件并进行四点加载的弯曲疲劳测试, 试验结果见表7. 表7不同OGFC沥青混合料的疲劳寿命次 从表7可以看出,湿法生产的橡胶沥青混 合料的疲劳寿命最高,SBS改性沥青混合料次 之,干法生产的橡胶沥青混合料疲劳寿命最低. 可见,湿法生产的橡胶沥青和SBS改性沥青OG. FC混合料具有较好的耐久性. 4石油沥青2010年第24卷 4结论 a)SBS—OGFC混合料的马歇尔稳定度和车 辙动稳定度比干法RA—OGFC混合料的分别高 出37%和69%,动稳定度比湿法RA—OGFC高 出47%,表现出很好的高温稳定性. b)湿法和干法生产的RA—OGFC混合料具 有很好的抗滑行和低温抗裂性,而高温性能相对 较差,然而湿法RA—OGFC混合料的车辙动稳 定度亦能满足规范要求;干法RA—OGFC混合 料的车辙动稳定度和残留稳定度均不能满足规范 要求,且耐久性相对较差,整体性能不好. C)湿法生产RA—OGFC和SBS—OGFC混 合料均表现出较好的疲劳耐久性.湿法生产RA — OGFC在三种不同的加载应变下的疲劳寿命Nf 均最大,SBS—OGFC混合料次之,而干法RA— OGFC的疲劳寿命只有湿法生产RA—OGFC的 3O%,耐久性较差. 参考文献 1胡曙光,黄绍龙,张厚记等.开级配沥青磨耗层 (OGFC)的研究[J].武汉理工大学,2004, 26(8):23—24 2姜鹏,张锋,谢洪斌等.橡胶沥青开级配排水沥青混 凝土(RA—OGFC)的试验研究[J].公路交通技 术,2008,22(4):22—25 3高丹盈,夏丹,李花歌等.木质素纤维对OGFC性能 影响的试验研究[J].郑州大学,2008,29 (3):1,4 4JTGF40--2004,公路沥青路面施工技术规范 5SHRPDesignationM一009.DeterminingtheFatigueLife ofCompactedBituminousMixturesSubjectedtoRepeated FlexuralBending.SHRP—A一003A.StrategicHighway ResearchProgram,NationResearchCouncil.1994 6虞将苗.沥青混合料疲劳性能研究[D].广州:华 南理工大学交通学院,2005 Laboratoryinvestigationofperformanceof OGFCmixescomprisingdifferentmodifiedasphaltt QiFengWangLeiHuMiaoZhangYiluo 1.XiartHighwayInstitute(Xian710054,China) 2.KeyLaboratoryofMinistryofEducationinspeciallocationHighwayEngineering,Chang anUniversity (Xiart710064,China) Abstract:Accordingtotheresultstakenfromindoortrialsofpavementperformanceanddura bilityof SBS—OGFC,dry—processRA一0GFCandwet—processRA一0GFCmixes,theinvestigationhavedrawn that:byadmixing0.3%ligninfibers,awellpavingperformanceanddurabilityhasbeenachiev edwithSBS modifiedbituminousbindercompositionandwet—processRA—OGFCmix.somedry—processRA—OGFC mixcannotmeettherequirementsofcurrentspecifications,togivepoorroadperformance. Keywords:SBSmodifiedasphalt;rubberasphalt;OGFCmixture;pavementperformance;d urability 'I-lI1.?'H??一-'I|l_II"l?一"f?''??|_"|l??.NIh'"… ? 短讯? 中国农村公路总里程达333×10km 交通运输部副部长冯正霖在2010年2月21日召开 的全国农村公路工作电视电话会议上表示,截止到2009 年底,中国农村公路总里程达到333.56×10km,乡镇 通达率达到99.4%,通畅率达到92.7%,东,中部地区 建制村通畅率达到95.6%和88.5%,西部地区建制村通 达率达到90.1%.据交通运输部统计,2009年,全社会 共完成农村公路新改建里程38.1×10km,超额完成了 年初确定的30x10km的目标.全国新增约75个乡 (镇),2.2×10个建制村通公路;新增约3559个乡 (镇),3.7×10个建制村通沥青(水泥)路.据统计, 中国农村公路主要指标合格率达到94.7%,较2008年 提高了1.2个百分点.其中路基工程,路面工程,桥梁 工程,安全设施工程,主要原材料五大单位工程的抽检 合格率分别为95%,94%,96.6%,94.5%和97.5%. (姚德宏供稿)