不同温拌剂对不同类型的沥青混合料性能的影响分析
0引言
温拌剂目前在建或已建立了良好的沥青路面,传统的热拌沥青混合料HMA(HotMixtureAsphalt)仍是主要使用的材料[1],在生产过程中骨料和沥青被加热到高温,并在160-180℃的温度下搅拌,要求排气温度在150-160℃左右,铺设,施工温度不低于135℃,低温建设不低于150℃,改性沥青及沥青混合料搅拌,施工温度也增加了10-20℃。的沥青与集料加热到这样高的温度,不仅消耗大量的燃料,从而导致能源的浪费,并在搅拌,运输,摊铺过程中,产生大量的二氧化碳,粉尘和有害气体(一氧化碳,二氧化硫及NOx),和其他污染物的[2]。
温拌沥青混合料(WMA)是一种混合温度介于热拌沥青混合料(160-180℃)和冷拌沥青混合料(10-40℃)之间的新型环保节能材料,对材料的要求在减少的混合温度在相同的时间,可以实现或接近的热混合沥青混合料性能。目前,WMA混合温度一般保持在110~120℃,摊铺和压实温度为80-110℃,相对的沥青混合料,搅拌,成型温度为30℃左右,都可以减少[3]。温拌沥青混合料可明显降低建筑能耗,减少废气排放,延长施工季节,保护施工人员的身体健康。
温拌沥青混合料的快速发展,在不同温度下混合型的基础上,目前已形成了以有机泡沫的粘度,粘度,乳液的粘度3种主流温度混合系统跟上模式[5-6];另一方面,不同结构类型的沥青混合料都有自己的特点,分级类型不同的工作状态的沥青混合料的整体影响,最有代表性的三种结构类型的混合,分别为AC的工程应用(暂停浓密型),SMA(骨架密实型)和的OGFC(骨架void类型)[4]。因温拌剂此,本文选取三个有代表性的温度混剂,并分别于AC-13℃,SMA-13,OGFC-13混合压实效果,越野性能测试分析。
1原料
1.1温度混剂的选择
本文选取温度混剂,包括泡沫的粘度,有机粘度,乳液的粘度三种,分别称为A,温度混剂B和温度混剂C.温度混剂
温度混剂A是一种合成沸石(硅,铝酸钠)粉末。的沸石的细度是非常高的,并含有18%-21%的水。分为自由水和结晶水的内部的水分,并且能够在不同的温度范围(85℃-182℃),释放的水分,沥青水泥内部形式微喷现象,水分和热沥青接触产生的发泡效果,在低温下增加沥青与集料覆盖,并实现温度的混合效果。
温度混合剂B是一种合成的饱和烃的脂族化合物,微观的小球颗粒,可在100-120℃时,溶解,形成了大量的液体,并且可以是一个很好的沥青,沥青和混合物溶于复合材料的粘度降低显着,实现温度的混合效果。的熔点以下的温度时,在沥青中的化合物在结晶析出和形式网状格栅结构,在一定程度上,温拌剂提高低温沥青的粘度,其基本的物理索引,请参阅如下表所示:
温度混合剂C是一种基于乳化温度混合剂产品在平台上,外观是棕色液体,其主要成分为水和表面活性剂,表面活性剂的含量在10%和20%之间。
1.2矿石材料,沥青的选择
建设或建设工程项目,AC-13C以上使用SBS改性沥青,SMA-和一般用途的SBS改性沥青,少量使用高粘度改性沥青的工程项目;OGFC-13中通常使用的高粘度改性沥青,因此本文的研究为代表,使用SBS改性沥青成型AC-13C和SMA-13沥青混合料的改性沥青OGFC成型的高粘度,使用-13沥青混合料。
1.3组合确定
根据每个混剂产品的制造商建议的基础上的AC-13℃,SMA-13,OGFC-13分别加入温温拌剂度混剂A,B和C的温度,混合内容是:一个成立混合物温度混剂质量的3‰,温度的沥青加铺层质量的3%,温度混合剂C=5的剂量和沥青质量比混合剂B。
本文参考JTGF40-2004“公路沥青路面施工技术规范”分别在AC-13℃,SMA-13,OGFC-13为配合比设计,在设计过程不再是奥数,各类沥青混合料集料的合成分级和沥青,纤维等。
2温度混剂对不同种类的混合物压实性能和越野性能的影响
在本文中,通过测试不同的压实温度不同类型的沥青混合料体积指标,表示温度,混剂温度的混合效果,确定合适的压实模具温度;
在适当的的压实温度将不同的类型的温拌沥青混合料成型样品,进行表征高温性能车辙试验,试验浸水马歇尔残留稳定度,冻融裂解混合比表示低温性能试验低温小梁弯曲变形表示混合物低温性能,实验方法,根据JTJ052-2000“公路工程沥青混合料的测试代码”。
2.1压实性能
沥青混合料的拌和,压实温度一般参考沥青的粘度肯定,法规和规章,沥青的粘度为0.17+/-0.02帕•S,混合料具有良好的混合性能;沥青粘度在0.28+/-0.03帕•S,混合料具有良好的压实特性[7]。但是,改性沥青的粘度较大,完成上述粘度范围内,压实温度下190℃以上,生产,施工及混合料性能而言,是不恰当的。因此本文通过改变压实温度,混合样品的孔隙率指数的决心,以确保加入不同温度的混剂,各类适当的沥青混合料压实模具温度。不同的压实温度,不同温度下混合代理各类沥青混合料的压实效果如表3~表5所示。
上述数据表明,在达到相同的间隙指数,温度混剂A和B,C都可以减少不同类型的沥青混合料压实模具温度。无论什么样的结构类型的沥青混合料,温度混剂C,这是最好的温度混合效果,并与压实温度的降低,其温度的混合效果反映更明显;温度混剂B在150℃可以保证沥青混合料压实密实度,温度的混合效果并不如混合型的变化明显改变;温度混合代理SMA-13温度混合效果是最差的,OGFC-13温度混合效果最明显。各种路面的类型使用不同的混合剂温度的最佳压实模具的温度,如表6所示。
在各种温拌沥青混合料的最佳成型温度形成相关的标本,通过车辙动稳定度指数评价不同温度不同类型的沥青混合料的混剂在高温下,性能的影响,具体数据见图1。
从图1中可以看出,三种温拌剂对OGFC-13车辙动稳定度没有太大影响,温度混剂B到AC和SMA混合型车辙具有一定程度的提升,AC-13C动态稳定提到最明显的效果,但提高幅度仅为16%。这是因为改性沥青的粘度越大,改性沥青混合料本身就具有很好的高温稳定性,SMA,OGFC骨架钳拥挤的结构可以是一个很好的抗高温车辙的疾病,所以相对于修改后的AC-13C,温度混剂SMA-13和OGFC-的效果对高温更小的属性。
2.3水损坏性能
对于AC-13C和SMA-13,其设计间隙率低于6%,水是很难进入;OGFC-13空隙,一般在20%左右,更多的空隙能及时消除内部的水分总量,不至于发生持续性伤害,所以这三种路面结构良好的抗水损坏性能。添加了各种不同温度混合剂,所有种路面阻力水损害性能指标如表7,表8中所示。
浸水马歇尔试验结果可以看出,无论什么温度下添加奶浆剂,三种结构类型的沥青混合料马歇尔残留稳定度都在90%以上,其中,温度的混合残留的稳定剂C可提高2%,温度混剂A,B的影响在1%左右两侧,可以认为,浸水马歇尔指数已经无法区分温度混剂的沥青混合料性能的不同类型的水稳定性。因此,实验条件更坏的冻融劈裂指数进行了分析。
温度混剂为A三种混合水稳定性能都有一定程度的损害,其中企业,AC-13和OGFC-的影响程度非常明显的,冻融劈裂比下降80.8%,82.9%。虽然能满足标准要求,但仍有较大的水害隐患;温度是混合剂B种混合水稳定性能的影响并不温度混剂C到不同类型的混合水稳定性能有一定的度的提升,当中,AC-13,SMA-13的提升效果最显着,并分别为96.7%和96.5%。
从水损坏性能视图,温度混剂甲适合使用在交流和OGFC型沥青混合料,温度混剂B在水中的稳定性能没有太大影响,温度是混剂的结构类型C可提高沥青混合料的水稳定性性能。
2.4低温性能
沥青混合物-10℃的低温弯曲试验是重要的测试的低温裂纹指数的表征,弯曲应变/με越大,弯曲劲度模量/MPa时较小,沥青混合物的低温耐裂纹性能量,更好的。由于结构的不同类型的粘液种,剂量是不同的,总的联系方式,混合强度的贡献度是不一样的,这么低的温度变形能力也有一定的差异。混剂的不同结构类型的沥青混合料的低温抗裂性能性能测试数据表9所示的温度。
数据显示,温度混剂A的三种结构类型的沥青混合料的劲度模量没有显着的影响,温度混剂B的显着提高沥青混合料的劲度模量,AC,SMA,OGFC混合劲度模量提高幅度分别为44%,24%和40%,这表明混合剂B的沥青混合料的灵活性,以降低温度,AC,的OGFC类型沥青混合物是较明显的影响,温度混合剂C是有一定程度的降低的沥青混合料的模量。
通过比较,可以发现,没有暖气的混剂,冷弯曲变形能力AC-13>SMA-13OGFC-13,温度混剂A到不同类型的混合料低温弯曲的影响并不大,温拌剂B显然使混合料的低温变形能力下降,A下降了26%,21%和22%。由于OGFC-13耐低温变形能力是其他两种结构类型路面差,所以温度的低温性能的混剂B出现较严重;在各类混合料的低温温度混剂C性能均有不同程度的提升。
三个结论
(1)三温混剂可以减少不同类型的沥青混合料压实模具温度。温度混剂A沥青SMA混合料的压实温度,以减少只有10℃,冷却效果低于其他两种路面结构形式;温度在150℃的混剂B可以保证沥青混合料的压实紧凑,温度的混合效果是不是混合型的变化明显改变;,温度混合剂C三个结构类型混合的混合温度最显着的效果,减少压实温度25℃左右。
(2)温拌剂温度混剂AAC,大空隙沥青混合料水稳定性能明显衰减,冻融劈裂比例下降到80.8%和82.9%;温度混剂B的混合物在高温下性能显着的提升,水稳定性没有显着影响,使不同类型的混合料低温弯曲变形下跌26%,21%和22%;温度混剂C至不同类型的混合物在高温下性能无明显影响,但能提高混合水稳定性和低温变形能力强。