甘肅金永高速SBS 改性瀝青混合料性能的研究

王 根 強(qiáng)

(1.蘭州理工大學(xué)，甘肅 蘭州 730000;2.甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)三公司，甘肅 蘭州 730000)

通過馬歇爾實驗確定瀝青混合料的級配和最佳瀝青用量，研究不同SBS含量的改性瀝青混合料性能。針對以上研究內(nèi)容，開展以下實驗。

1 粗集料

粗集料選擇金昌市二道溝玄武巖，細(xì)集料選擇機(jī)制砂，技術(shù)指標(biāo)滿足表1要求。

表1 粗集料的技術(shù)指標(biāo)

2 細(xì)集料

瀝青路面上面層采用石灰?guī)r軋制機(jī)制砂。機(jī)制砂采用1 cm～2 cm碎石軋制。采用(加工粗集料時產(chǎn)生的部分石屑加工時應(yīng)加設(shè)3 mm篩，將石屑分成3 mm～5 mm和0 mm～3 mm兩部分，其中0 mm～3 mm部分禁止用于瀝青混合料)經(jīng)專門設(shè)備加工的機(jī)制砂(采用新鮮的硬質(zhì)石灰?guī)r軋制)，細(xì)集料在加工過程中進(jìn)行了吸塵，石屑用量不宜超過機(jī)制砂用量;細(xì)集料中不得含有雜物如表2所示。

表2 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)

3 礦粉

本項目采用的礦粉由金昌水泥廠提供，各項指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，應(yīng)干燥、潔凈，堆放應(yīng)做好防潮、防水措施，結(jié)團(tuán)、結(jié)塊的礦粉不得使用;礦粉必須滿足JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定的技術(shù)性能要求，并滿足粒徑規(guī)格要求，其主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

4 基質(zhì)瀝青及改性瀝青

每車瀝青進(jìn)場時都具有供應(yīng)商或制造商提供的質(zhì)檢合格單，配備了10套保溫罐，400 t以上瀝青儲存能力，瀝青在貯運、使用及存放過程中有良好的防水措施，并應(yīng)避免雨水或加熱管道蒸汽進(jìn)入瀝青罐中。

表3 礦粉主要技術(shù)指標(biāo)

1)基質(zhì)瀝青。

本項目下面層使用的基質(zhì)瀝青技術(shù)性能均能滿足90號A級道路石油瀝青的技術(shù)要求，為了保證改性后數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，對取樣的基質(zhì)瀝青再一次進(jìn)行實驗，技術(shù)要求見表4。

表4 基質(zhì)瀝青技術(shù)要求(90號)

基質(zhì)瀝青使用期間，儲罐中的貯存溫度不宜低于130℃，并不得高于155℃，應(yīng)避免長時間存放。存放時間超過15 d的瀝青在使用前應(yīng)抽樣檢驗，不符合要求者不得使用。

2)改性瀝青。

SBS改性瀝青通過現(xiàn)場加工而成。

5 級配設(shè)計

混合料級配選擇AC-16，級配曲線見圖1。

6 確定最佳油石比

根據(jù)改性瀝青路面工程的經(jīng)驗及相關(guān)研究，空隙率一般在5%左右，在馬歇爾穩(wěn)定度試驗(擊實溫度165℃ ～170℃，擊實次數(shù)雙面各75次)目標(biāo)空隙率為5%時對應(yīng)的油石比是6.1%，由6.1%的油石比設(shè)計瀝青混合料，馬歇爾試驗配合比設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表5。

圖1 密級配瀝青混合料級配曲線圖

表5 SBS改性瀝青混合料馬歇爾實驗配合比設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

7 實驗結(jié)果

對其路用性能進(jìn)行測試，實驗結(jié)果見表6。

表6 瀝青混合料檢驗試驗結(jié)果

8 結(jié)語

通過對現(xiàn)場改性瀝青進(jìn)行瀝青混合料的拌合，并進(jìn)行混合料的性能研究，得出如下結(jié)論:

1)浸水馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強(qiáng)度比、車轍動穩(wěn)定度、低溫小梁破壞、四點疲勞試驗次數(shù)都隨著SBS改性劑添加量的增加而逐漸增加;

2)當(dāng)SBS改性劑添加量小于4%的時候，浸水馬歇爾穩(wěn)定度及低溫小梁破壞的性能研究不滿足規(guī)范要求;

3)結(jié)合現(xiàn)場SBS改性瀝青的性能研究以及混合料的性能分析，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，SBS改性劑摻量為5%比較合理。

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