《探究新型温拌剂对沥青混合料路用性能的影响研究[上海公路]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究新型温拌剂对沥青混合料路用性能的影响研究[上海公路]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、s 一 G s 新型温拌剂对沥青混合料路用性能的影响研究 颜 利 浦 东新 区公 路管 理署上 海2 0 0 1 2 9 摘 要 为 了减少 环境 污染和能源 的浪费 需要开发研究新 型温拌 沥青混 合料 的路用 性能 通 过对一 种新型 温拌剂 的路用 性能进 行 试验分析 发现使用该种温拌剂后混合料 的高温性能与水稳定性均得 到提 高 同时 通过试铺 试验路 该温拌 剂能够 明显降低 沥 青 混合料在同样环境下 的降温速 度 延长碾压工序 的时间 关 键词 温拌剂 沥青混合料 高温性能 水稳 定性 的方 法有 以下 几种 O 引 言 目前 在 沥青 路 面施 工 中 经 常使 用 两 种
2、类 型 的沥 青 混 合料 冷拌 沥青 混合 料 C MA 和热 拌 沥 青混 合 料 HMA C MA 虽然 可 以节 约 大量 能 源 减 少 废 气 排 放 但 其路 用性 能 与 HMA相 比难 以满 足 高速公 路 重 载交 通道路 等 路用 性能 要求 而 HMA 是 目前 应用 最 为广 泛 路用 性 能 最 为 良好 的 一 种混 合 料 但 它需 将 沥青 矿 料从 常 温加热 到 1 6 0 左 右 并在 1 6 O 左右 的高 温 下 拌 和 拌 和 后 的 沥 青 混 合 料 温 度 不 低 于 1 S 0 以保 证 正 常 的摊 铺 和 碾 压l 1 这 不 仅 要
3、消 耗 大量 的 能源 而且 在 生 产 和 施 工 过 程 中还 会排 放 出大 量 的有 害气体 和 粉 尘 严 重 影 响 周 围 的环 境 质 量 和 施 工人 员 的身体 健康 针 对 上述 两种 沥青 混合 料 存在 的 不足 科 研人 员研 究 开 发 了一 种 新 型 的 温 拌 沥青 混 合 料 WMA w MA 的 拌 和 与 摊 铺 温 度 比 HMA 低 3 0 以上 可 以大 大 降 低 能 源 的消 耗 减 少 对 周 围环 境 和施工 人员 的危 害 同时 又 能 保 持 与 HMA 基 本 相 同 的路 用 性 能 WMA 成 功 的关 键 在 于 其 温 拌
4、剂 的 性能 本 文针对 浦 东建设 工 程技 术研 究所 自行 研 发 的新 型温 拌 添J l i1 N O C AA 的路用 性能 对 比试 验 分 析 对其 改性性能进行 了研究 并结合试验路的摊铺对其施工 性 能 也进 行 了分析 1 常 用温拌 沥青 混合 料 生产 技术 的对 比及 分 析 wMA首先是在欧洲 由 S h e l l 壳牌 和 Ko l o Ve i d e k k e 挪威 1 9 9 5年联 合研 制 成 功 接 着 日本 澳 大 利 亚和一 些欧 洲 国家 开始 大量使 用 wMA 美 国也 于 2 0 0 3年开 始 引入 WMA 目前 世 界 上 发 展
5、 较 为成 熟 收 稿 日期 2 O 1 2 0 5 1 6 1 1 沥青矿 物 温拌 技术 As p h a mi n 硅 铝 酸 钠 是 一 种 水 合 结 晶体 的 沸 石材 料 利用 沥青 一矿 物法 通过 水 分 的蒸 发 起 到 降低 拌和和施工温度的作用 这种方法的缺点是会降低混 合料 性 能 1 2泡 沫沥 青温 拌技 术 泡 沫沥 青 温 拌 技 术 w MA F o a m Wa r m As p h a l t Mi x F o a m 将 软质 沥青 和硬 质泡 沫沥 青 在拌 和 的不 同 阶段 加 入到 混合 料 中 进行 两 个 阶段 的反 应 泡 沫 沥 青技
6、术 与乳 化沥 青技 术类 似 但 泡 沫沥青 温 度 更低 更 常用 于 基层 的冷 再生 作 为温拌 技 术来 说 泡 沫 沥青 技 术具 有极 大 的局 限性 1 3有 机添 加 剂温拌 技 术 莎 士 彼 德 温 拌 技 术 S a s o wMA 其 添 加 剂 为 S a s o b i t 其 为典 型的有 机 添 加 剂 温 拌技 术 是 国际上 公 认的较为成熟的温拌剂 其适用于所有国产和进 口沥 青 掺入 量一 般 为 沥 青 质量 的 2 4 可 降 低 拌 和 温度 3 O 5 0 其 为乳 白色 颗 粒 状 直 接 投 放式 温 拌 剂 生产 时更 为 方 便 但 由
7、于 这 种 进 口添加 剂 一 直 为 国外 所 垄断 其 价格偏 高 经济 性较 差 1 4乳化 沥青 温拌 技术 乳 化沥 青温 拌 技 术是 最 为 常见 的一 种 温 拌 技 术 其 沥青 结合 料为 预 先 调 制 的 乳 化 沥青 其 技 术难 度 在 于乳 化 沥青 的保 存 与添加 由于乳 化沥 青 的无 法 长 时 间保 存 因此 其 经过 预混 后必 须尽 快使 用 这 给大 规模 生 产带 来难 度 另 一 方 面 由于 乳 化 沥青 中水 分 较 多 其在拌和生产过程 中将释放大量水汽 这些水汽固然 促 使拌 和 温度 降低 但其 实并 未减 少燃 料损 耗 同时接 近
8、 1 0 0 的水汽 也会 影 响拌 和楼 电子机 械设 备 的正 常 运转 N 3 2 0 1 2上踢么咯 1 3 AC 一 2 0 C动稳 定 度 有 较 大 幅度 地 提 高 而 对 于 添 加 温 拌 剂后 的普通 或改 性 AC 一 2 0 C都 较 之前 的动稳 定 度 有 一 定程 度 提 高 这 表 明 在 加 入 O C AA 温拌 剂 后 能 提 高沥 青混 合料 的高 温 性 相 对 较 低 温 度 拌 和 与 施 工 可大大减轻沥青老化 的程度 能够使沥青更久地保持 其 弹性 和抗 疲劳 性 能 提 高 了沥青 的耐久性 从 而改 善 了沥青 混合 料 的路用 性 能
9、3 2水 稳 定性 浸 水 马 歇 尔试 验 和 冻 融 劈 裂 试 验 是 现 行 规 范 中 评价沥青混合料水稳定性 的方法 根据文献 2 中 T 0 7 0 9沥 青 混 合 料 马 歇 尔 稳 定 度 试 验 及 T 0 7 2 9沥 青 混 合 料 冻 融 劈 裂 试 验 方 法 试 验 结 果 如 图 4 图 5 所示 甚 普通 温拌 普通改性 温拌改性 A C 2 0 C AC 2 0 C AC 2 0 C AC 一 2 0 C 沥青混合料类型 图 4 马歇尔残留稳定度试验结 果 普通 温拌 普通改性 温拌改性 AC 2 0 C AC 2 0 C AC 2 0 C AC 2 0
10、C 沥青混合料类型 图 5冻 融 劈 裂 试 验 结 果 由以 上试 验 结 果 可 知 添加 温 拌 剂 后 AC 2 0 C的 马 歇尔 残 留稳定 度 冻 融劈 裂 试 验 残 留强 度 都 较 常 规 的 AC 一 2 0 C有所 提 高 说 明 添加 温拌 剂 后 的沥 青 混 合 料 能提 高其 水稳 定性 一 一s 4试 验 路验证 分 析 为 了研究 温拌 剂 对 沥 青 摊 铺 季 节 的影 响 在 浦 东 金科路 铺 筑 了 4 c mAC 一 1 3作 为 试 验 段 测试 了热 拌 沥 青 混合 料 与温 拌 沥 青 混合 料 摊 铺 后 的温 度 变 化情 况 当天
11、的气 象条件 为 阴 即时 气 温 为 7 路 面 温 度 为 9 即时风 力 3 4 级 测 试 采用 相 同 级配 的 AC l 3沥 青 混合 料 拌 和 温 度 为 1 8 0 热 拌 施 工 工 艺一 致 按 添 加 O C AA 温 拌 剂 与不 添加 温 拌 剂进 行 对 比 其 中温 拌 剂 掺 量 为 沥 青混合料的 1 8 添加 OC AA温拌剂后的沥青混合 料 性 能指标 见 表 3 表 3 AC一1 3温拌 改 性 沥 青 混 合 料 性 能 指 标 实验项 目 数值 标准 稳 定 度 k N 1 3 3 8 8 0 马歇尔 流值 1 1 0 0 C IT I 3 3
12、9 0 2 0 0 4 0 0 空 隙 率 3 6 2 3 0 5 0 高温性 能 动稳定度 次 r n m 6 2 7 0 0 3 0 0 0 0 破坏应变 2 8 6 8 5 2 5 0 0 0 低温性 能 破坏劲度模量 MP a 3 7 8 3 0 弯拉强度 MP a l 0 2 水稳定性 冻融劈裂强度 比 9 1 6 8 0 0 测 试 仪器 为 TM一 9 0 2 C型 数显 热 电偶温 度测 试仪 将 测温 探 针 以水 平 姿 态 平 行 于 路 面 完 全 埋 入 距 表 面 2 c m深 的混 合料 中 以避 免 裸 露 在外 的部 分 受 空 气 冷 却 导致 测 量误差
13、检测 结果 如 图 6 所 示 赠 2 0 时间 m i n 图 6摊铺后热拌与温拌温度 随时间的变化 曲线 由图 6所 示 添加 OC AA 温拌 剂 后 沥青 混 合料 的 降温 速 度 明 显 降 低 在 摊 铺 后 3 5 mi n依 然 高 于 1 0 0 未添 加 OC A A 温拌 剂 的 S MA一 1 3降温 速 度 较 N o 3 2 0 1 2上踢z姥 1 5 如 勰 舳 舳 如 m 舳 加 加mO 螗 蚰 骥口 繇堪 茬 s H 一s 快 在摊铺 后 2 0 rai n左 右 即低 于 1 0 0 由上 可知 OC AA温拌 剂能够 明显降低沥青混合料在同样环境 下 的
14、降 温速度 延 长碾压 工序 的时 问 由于降低 了摊铺温度 混合料可在较冷天气时施 工 减小 了对 天 气 的依 赖性 从 而延 长 了施 工 季节 同 时 铺 好 后冷却 到可 通车 温度 的时 间较快 缩 短 了开放 交通 的时间 另外 还有 利 于施工 组织 低排 放利 于搅 拌 场 的设置 同 时运输距 离允 许更 长 5 结 语 本 文对 OC AA 温 拌改 性 剂 的改性 性 能进 行 了分 析 并通过试验路的摊铺对其施工性能也进行了分析 通 过上 述试 验 可 以得 到 以下几 点结论 1 添加 O C AA温拌剂后的普通或改性 AC 一 2 0 C 都较 之前 的动稳 定
15、度 有 一定 程 度 提 高 表 明 其 能提 高 沥青 混合料 的高温性 能 2 添加 OC AA 温拌 剂 后 AC 一 2 0 C的 马歇 尔 残 留 稳定 度 冻融 劈 裂试 验 残 留 强 度 都 较 常规 的 AC 一 2 0 C 有所 提高 说 明添加 温 拌 剂 后 的 沥青 混 合 料 能 提 高其 水稳 定性 3 添 加 O C AA 温拌 剂后 沥青 混合 料 的 降温 速度 明显降低 该温拌剂能够 明显降低沥青混合料在同样 环境下的降温速度 延长碾压工序的时间 参 考文献 E l i沈金安 沥青及沥青混合料路用性能 M 北京 人民交通 出版 社 2 0 0 1 E 2
16、J T J 0 5 2 2 0 0 0 公路工程 沥青及沥青混合料试验规程 s 上接 第 3页 试验结果表明 阻燃沥青混合料的动稳定度和冻融 劈 裂强度远远 大于规范 的要求 原 因可能 与阻燃剂 加入 后混合料稠 度增 大有 关 由于试 验 采 用 的阻燃 剂 呈碱 性 细度较大 与沥青 作用后形成 的胶 浆黏度增 大 4工 程应 用及质 量 控制关 键点 4 1 长 寿命沥 青混 合料 的工 程应用 上 海长 江大 桥和 长江 隧道 的沥青铺 装采 用 不 同 的 结构 形式 长 江 大 桥 桥 面 沥 青 铺 装 下 面层 为 3 5 c m G A一1 0浇 筑式 沥青混 合料 上 面层 为 4 5 c m S MA一 1 3复合 改性 沥青 混合 料 长江 隧 道沥 青 铺装 下 面 层 为 4 0 c m S MA一 1 0温 拌 改 性 沥 青 混 合 料 上 面 层 为 4 0 c m S MA一1 3阻燃 改性 沥青 混 合料 工 程 共应 用 复合改性 S MA沥青混合料 3万 t 温拌沥青混合料 2 万 t 阻燃沥青混合料 2万 t 施工后对各项技术指标进 行 检
