《湖沥青改性沥青及混合料性能研究报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖沥青改性沥青及混合料性能研究报告（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河南省内乡至邓州高速公路特立尼达湖沥青改性沥青及混合料性能研究报告天津市市政工程研究院2011 年 8 月目 录1 总体说明11.1 试验说明11.2 试验用原材料说明12 原材料性能检验22.1 普通沥青性能试验22.2 湖沥青性能试验32.3 粗、细集料性能试验32.4 矿粉性能试验43 湖沥青改性沥青掺配比例研究43.1 室内制备工艺43.2 不同掺配比例下湖沥青改性沥青性能试验43.3 研究结论54 湖沥青改性沥青混合料配合比优化设计64.1 GTM旋转成型设计方法概述64.2 中面层 AC-20型沥青混合料配合比设计94.3 表面层 AC-13型沥青混合料配合比设计134.4研究结论
2、165 湖沥青改性沥青混合料性能试验研究175.1 高温抗车辙性能试验175.2 水稳定性试验195.3 低温抗裂性能试验215.4 研究结论226 结论及建议23 1河南省内乡至邓州高速公路特立尼达湖沥青改性沥青及混合料性能研究报告1总体说明1.1 试验说明（1）本次试验由南阳宛达昕高速公路建设有限公司委托我院进行，主要对特立尼达湖沥青及混合料的性能进行试验研究。（2）本次试验严格按照交通运输部颁发的公路工程集料试验规程 （JTG E42-2005） 、 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTJ 052-2000）及公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）相关规定对试验用原材
3、料进行全项检测及评定。（3）本次试验结果仅对样品负责，普通沥青及特立尼达湖沥青由委托方提供，湖沥青改性沥青由我院在实验室内掺配制备；粗、细集料根据试验结果在保证沥青混合料合成级配的前提下，采用委托方和我院暂存材料共同掺配；矿粉由我院提供。沥青混合料配合比设计及性能验证均采用实验室内制备的湖沥青改性沥青小样进行试验。（4）湖沥青改性沥青混合料配合比采用 GTM 旋转成型法进行优化设计，混合料最大理论密度采用沥青浸渍法实测得到，混合料毛体积密度均采用表干法进行测定。湖沥青改性沥青混合料试件成型过程中，拌和温度为 180，成型温度为 165175。（5）湖沥青改性沥青混合料性能验证试验严格按照交通运
4、输部颁发的公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）相关规定进行检验和评定；相应的试验方法严格执行交通运输部颁发的公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ 052 -2000）相关规定。1.2 试验用原材料说明本次试验用主要原材料由南阳宛达昕高速公路建设有限公司提供，普通沥青采用中海和中油 70号 A级道路石油沥青，特立尼达湖沥青采用北京豪银有限公司代理产品；粗、细集料采用内乡至邓州高速公路沿线代表性石灰岩石料，上述所有材料均由委托方送样。经初步检测，委托方所送 10mm20mm 和 10mm15mm 石灰岩粒径过细。在2配合比优化设计过程中，为保证沥青混合料合成级配，确保湖沥青改
5、性沥青混合料性能试验结果的代表性，上述两档材料采用山西保德正泰及山西定襄石料代替。矿粉采用我院暂存的山西忻州产石灰岩矿粉。试验用原材料基本情况详见表 1-1。表 1-1 试验用原材料基本情况表材料种类 样品名称 样品产地 品种/型号10mm20mm 山西保德正泰 石灰岩10mm15mm 山西定襄 石灰岩5mm10mm（粗） 河南南阳 石灰岩粗集料5mm10mm（细） 河南南阳 石灰岩细集料 0mm5mm 石屑 河南南阳 石灰岩填料 石灰岩矿粉 山西忻州 石灰岩矿粉道路石油沥青 中海 70号 A级道路石油沥青 中油 70号 A级沥青湖沥青 特立尼达湖 -2 原材料性能检验2.1 基质沥青性能试验
6、对两种 70 号 A 级道路石油沥青按照公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）表 4.2.11 要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表2-1，检测结果表明，对该样品所检测项目均符合 70 号 A 级道路石油沥青技术要求。表 2-1 试验用 70 号 A 级道路石油沥青检测结果试验结果检 测 项 目 单位 70号 A级沥青技术要求 中油 中海 试验方法针入度（25，100g，5s） 0.1mm 6080 65 64 T 06042000软化点（环球法） 不小于 45 47.2 47.1 T 06062000延度（5cm/min，15） cm 不小于 100 100 100
7、 T 06051993含蜡量（蒸馏法） % 不大于 2.2 1.2 2.0 T 06152000闪点 不小于 260 288 290 T 06111993溶解度（三氯乙烯） % 不小于 99.5 99.58 99.90 T 06071993密度（15） g/cm3 实测记录 1.024 1.016 T 06031993质量变化 % 不大于0.8 -0.2 -0.1 T 06091993TFOT后残留物（163，5h）针入度比 % 不小于 61 69 69 T 060420003延度（10） cm 不小于 6 8 9 T 060519932.2 湖沥青性能试验对特立尼达湖沥青按照公路沥青路面施工
8、技术规范 （JTG F40-2004）附录 4.6.4 表 4-4 要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表 2-2，检测结果表明，除灰分外，对该样品所检测项目均符合特立尼达湖沥青质量技术要求。表 2-2 试验用特立尼达湖沥青检测结果检 测 项 目 单位 湖沥青技术要求 试验结果 试验方法针入度（25，100g，5s）0.1mm 05 3 T 0604软化点（环球法） 不小于 90 100.0 T 0606密度（25） g/cm3 实测记录 1.363 T 0603灰分 % 3338 31.8 T 0614TFOT后残留针入度比 % 不小于 50 67 T 06042.3 粗、细集料性能
9、试验粗集料为 10mm20mm、10mm15mm、5mm10mm（粗）和 5mm10mm（细）石灰岩，试验检测项目及结果见表 2-3。试验检测结果表明，对各规格粗集料所检测项目均符合公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）关于高速公路沥青混合料表面层及中面层用粗集料质量技术要求。表 2-3 试验用粗集料检测结果试验结果检 测 项 目 单位 标准要求 10mm20mm5mm10mm细10mm15mm5mm10mm细试验方法集料压碎值 % 不大于 26 17.6 - 15.4 - T 0316洛杉矶磨耗损失 % 不大于 28 19.8 17.8 T 0317表观相对密度 - 不小于2
10、.602.726 2.779 2.818 2.838毛体积相对密度 - 实测记录 2.695 2.731 2.784 2.783吸水率 % 不大于 2.0 0.4 0.6 0.4 0.7T 0304对沥青的粘附性 - 不小于 4 4 - 5 - T 0616细集料为石屑，试验检测项目及结果见表 2-4。试验检测结果表明，所用石屑砂当量指标不合格，除此之外，对该样品所检项目均符合公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）关于高速公路沥青混合料用细集料质量技术要求。表 2-4 试验用细集料检测结果4检 测 项 目 单位 标准要求 试验结果 试验方法表观相对密度 不小于2.50 2.74
11、2 T 0328毛体积相对密度 2.662 T 0330砂当量 % 不小于60 53 T 0334棱角性（流动时间） s 不小于30 32 T 03452.4 填料性能试验矿粉为石灰岩矿粉，试验检测项目及结果见表 2-5。试验检测结果表明，对矿粉所检测项目均符合公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）关于高速公路沥青混合料用矿粉质量技术要求。表 2-5 试验用矿粉检测结果检 测 项 目 单位 标准要求 试验结果 试验方法表观密度 t/m3 不小于2.50 2.738 T 0352粒度范围 0.6mm0.15mm0.075mm%1009010075100100.095.388.1T
12、 0351外观 无团粒结块 无团粒结块 -亲水系数 1 0.9 T 03533 湖沥青改性沥青掺配比例研究3.1 湖沥青改性沥青室内制备工艺由于特立尼达湖沥青的特殊性质，其改性沥青的生产宜由有经验的工程技术人员现场操作，具体制备工艺为：分别预热基质沥青和湖沥青到150160，将基质沥青和湖沥青按设计比例拌和，并升温至 170后，充分搅拌 3040 分钟，使其混合均匀即可。特立尼达湖沥青密度较大且含有 30%左右的灰分，与普通沥青在加热混熔搅拌时容易产生沉淀。为防止湖沥青改性沥青离析分层，在进行室内试验时，宜采取小样配伍、随用随制的原则，并在试验前充分搅拌使其混合均匀。因此，在实际应用过程中，湖
13、沥青改性沥青的熔化罐、熔混罐、成品罐均应采用卧式搅拌，且搅拌轴必须是水平方向。3.2 不同掺配比例下湖沥青改性沥青性能试验为配伍出性能优越的湖沥青改性沥青，实验室内对委托方提供的两种 70号 A级道路石油沥青分别与湖沥青制备改性沥青，掺配比例分别选择内掺 25%和内掺 30%，制备工艺参照上节所述。5实验室对上述四种湖沥青改性沥青按照公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）附录 4.6.4表 4-5要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表 3-1和表 3-2。检测结果表明：（1）内掺湖沥青对两种普通沥青具有类似的改性效果。普通沥青在内掺湖沥青进行改性之后，其针入度下降、软化点
14、上升、粘度升高，高温性能得到一定程度的改善。（2）随着湖沥青内掺比例的提高，普通沥青改性效果更加明显。在试验范围内，湖沥青掺量的增加能够进一步提高普通沥青的高温性能。（3）试验结果表明，两种 TLA湖沥青改性沥青同掺量下的性能相近，结合我院长期工程质量控制经验，考虑到湖沥青改性沥青的粘度指标以及含蜡量指标对普通沥青性能的影响，建议采用内掺 25%和 30%湖沥青的中油-湖沥青改性沥青作为备选沥青，进行沥青混合料配合比设计及后续的性能验证试验。表 3-1 25%内掺湖沥青改性沥青检测结果试验结果检 测 项 目 单位中海-湖沥青 中油-湖沥青试验方法针入度（25,100g,5s） 0.1mm 43 42 T 0604粘度 135 Pas 0.612 0.725 T 0625闪点 300 296 T 0611灰分 % 7.61 7.82 T 0614TFOT后残留针入度比 % 63 63 T 0604软化点（环球法） 49.8 49.5 T 0606表 3-2 30%内掺湖沥青改性沥青检测结果试验结果检 测 项 目 单位中海-湖沥青 中油-湖沥青试
