改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)论文.doc
《改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)论文.doc(15页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)-论文改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)摘 要改性沥青在高等级公路、城市干路和机场跑道等的应用,显著的提高了路面的使用性能,延长了路面的使用寿命,大大降低了养护费用,收到良好的社会和经济效益。它具有良好的高温稳定性、低温抗裂性;较好的抗车辙能力,以减轻高温时的塑性变形;改善了沥青的水稳定性;提高路面的抗滑能力;增强路面的承载能力;增强了沥青的耐久性,抗疲劳,抗老化;提高沥青与矿料的粘附性,以防止水分在其界面处侵入导致沥青剥落等。因此,它在国内以及国外的高等级公路得到广泛应用,已成为不可逆转的趋势。本文
2、重点介绍改性沥青的种类及选择,改性沥青混合料配合比设计、施工工艺及质量控制技术。关键词:改性沥青 ; 配合比设计 ; 施工工艺 ; 质量控制技术 AbstractThe modified asphalt has been used in the first-class highway, the city main route and the runway and so on the application, the remarkable enhancement operational performance of pavement, lengthenes the road pavement s
3、ervice life, reduced the maintenance cost greatly, receives the good social and the economic efficiency. It has the good high temperature stability, the the asphalt water stability; Enhances the pavement anti-skid capability; Enhances pavement bearing capacity; Strengthened the asphalt durability, a
4、nti-weary, anti-aging; Enhances the asphalt and the mineral aggregate coherence, preventes the moisture content causes asphalt flaking in its contact surface place invasion and so on. Therefore, it obtains the widespread application in domestic as well as the overseas first-class highway, has become
5、 the irreversible tendency. This article key introduces mainly asphalt type and choice, modified bituminous mixture ratio design, construction craft and quality control technology.Key Word: Modified asphalt;Mixture ratio design;Construction craft;Quality control technolog目 录1 改性沥青的种类及选择11.1 聚合物改性沥青的
6、分类11.2 改性剂的选择11.2.1改性剂选择的原则22 配合比设计321 原材料要求32.1.1 粗集料32.1.2 细集料32.1.3 填充料42.1.4 改性沥青技术要求52.1.5 纤维稳定剂62.1.6 改性沥青试验中应注意的问题62.2 改性沥青混合料配合比设计62.2.1 级配72.2.2粉料比72.2.3混合料技术指标82.2.4注意事项83 施工工艺103.1 材料质量控制103.2 改性沥青制作103.3 改性沥青混合料拌和113.4 改性沥青混合料运输123.5 改性沥青混合料的摊铺133.6 改性沥青混合料的压实143.7 接缝施工163.7.1 接缝施工特点163.
7、7.2 纵缝施工163.7.3 横向接缝174 质量控制技术184.1质量控制的基本原则184.2. 施工质量管理内容184.2.1 施工前质量管理184.2.2 施工过程中质量管理195 结论与建议20参考文献. 21致谢 1279改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)第一章 改性沥青的种类及选择1.1 聚合物改性沥青的分类从40年代欧洲开始使用改性沥青以来,己有60多年历史。从广义划分,根据不同目的所采取的改性沥青及改性沥青混合料技术可汇总于图2-1。改性沥青及混合料技术 表2-1掺加改性剂改善力学性能高温稳定性聚合物橡胶类:SBR、CR、EPDM耐疲劳性热塑性橡
8、胶类:SBS低温抗裂性树脂类:PE、EVA改善粘附类抗剥落剂:金属皂有机胺消石灰等改善老化类抗老化剂:受阻胺受阻酚等物理改性矿物填料:碳黑硫磺石棉木质素纤维玻璃纤维格栅塑料格栅土工布废橡胶粉沥青工艺氧化沥青泡沫沥青掺加特立尼达多巴哥沥青从狭义来分,改性沥青一般是指聚合物改性沥青。用于改性的聚合物种类很多,一般将其分为3类:1橡胶类:如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、乙丙橡胶(EPDM)等。其中SBR是世界上应用最广泛的改性剂之一。2塑性橡胶类:即热塑性弹性体,如苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SBS) ,苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯(S工S)等嵌段共聚物。3树
9、脂类:热塑性树脂,如聚乙烯(PE)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、无规聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酞胺等;热固性树脂,如环氧树脂(EP)等。1.2 改性剂的选择1.2.1改性剂选择的原则a根据不同的气择候条件选择,不同地区的气候条件有很大的不同,我国“八五”国家科技攻关专题(道路沥青及沥青混合料路用性能的研究)已经按照气温、雨量等指标。提出了我国沥青路面使用性能的气候分区,而且对不同的气候区提出了非改性沥青的技术要求。对改性沥青也是一样的,不同的改性剂在改性效果上有很大的差别。不同等级的技术要求实际卜是根据不同的气候分区进行选择的。从不同改性剂的标准可以看出,不同的改性沥青类型在指
10、标本身就有明显的区别。对南方夏季炎热地区,高温稳定性要求较高,SBS、 PE,、EVA等等的改性效果较好;而对低温寒冷地区,抗裂性能的要求较高,SBS、SBR的改性效果较好。b根据不同的荷载条件选择 不同的道路所承受的汽车荷载不一样,对旅游道路等主要供轻型车行驶的道路,产生车辙的可能性较小,主要考虑行车舒适和气候因素,对抗裂性能的要求是重点,可选择SBS、SBR等;对以载重汽车为对象的高速公路、一级公路,尤其是重车比例大、超载车多的某些干线公路,如运煤干线公路,主要的目的是抵抗车辙、拥包等永久性变形,则可考虑采用SBS、 PE、EVA等改性剂。c根据现有的加工能力选择改性沥青的加工是非常重要的
11、,根据改性剂的种类,可以用直接加入法,也可以采用预混法。大部分改性剂,包括SBR胶乳都可以用预混法制作改性沥青,不过由于改性剂品种的不同,有些可以采用简单的搅拌方式加工改性沥青,如某些EVA,日本的APAO等;对许多改性剂,如SBS, PE, EVA等,必须采用高速剪切、胶体磨、混炼等特殊的加工方式,才能使改性剂达到分散均匀的目的。使用者必须根据实际情况选择适宜的加工方式和改性剂。由于现在用于加工改性沥青的设备比较配套,而且技术比较成熟,所以选用SBS, PE等都比较好。 第二章 配合比设计为了使设计的混合料能够达到实施效果,需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以
12、下几点要求.21 原材料要求2.1.1 粗集料用于改性沥青混合料面层的粗集料,宜采用碎石或碎砾石,其粒径和质量要求应符合公路沥青路面施工技术规范JTG F40 粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质,且具有一定的硬度和强度.粗集料应具有良好的颗粒形状,破碎砾石用于高速公路、一级公路,应采用大砾石破碎,并至少应有两个以上的破碎面;酸性石料用于铺筑路面时,应按公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)的方法检验其与改性沥青的粘附性,如果不符和要求则需采取必要的抗剥落措施(例如掺加沥青重量4%左右的沥青抗剥落剂,以改善沥青和石料,特别是酸性石料的粘附性)。一般认为橡胶类和热塑性橡胶类
13、改性沥青与酸性石料的粘附性都很好,但树脂类改性沥青对某些酸性石料的粘附性改善并不明显。对于抗滑表层集料应选择硬质岩(中性或基性火成岩)。由于硬质岩石与沥青的粘接力存在着较大差异,粗集料与沥青粘接力小于4级。对于3-5mm石屑部分由于含量低,并且该部分对沥青混合料形成衔接结构有一定的作用,建议用硬质岩石屑。2.1.2 细集料细集料包括人工砂、天然砂。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料,细集料、无风化、无有害杂质,有适宜的颗粒组成,其规格和组成应符合公路沥青路面施工技术规范的规定,有利于与改性沥青有良好的粘附性,天然砂由于质量变化大(大部分为中粗砂),形状较圆滑,与沥青的粘附性差,对于高改性沥青论
14、文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)速公路、一级公路沥青混合料,天然砂的含量不宜超过20%,可用0-3mm石屑粉代替天然砂。a天然砂与人工砂、石屑使用性能的差别天然砂与人工砂、石屑用于沥青混合料时,使用性能有很大的差别。由于天然砂经过亿万年的风化、搬运,一般比较坚硬,尤其是海砂,大部分是石英颗粒,往往有良好的耐久性。但是天然砂与沥青粘附性较差,但其颗粒形状基本近于球形,故对于高温抗车辙性能极为不利。相反,石屑由于是破碎石料的下脚料,基本上是石料中最为薄弱的部分首先变成石屑剥落下来,其扁平颗粒的含量特别大,其强度较差。所以,对于石屑应有限制的使用。但由于石屑经破碎获得,表面特别
15、粗糙,对于马歇尔稳定度效果特别名显,所以缺乏机制砂(人工砂)时可考虑用质量好的石屑代替天然砂使用。机制砂是细集料的首选材料。其理由是因为机制砂采用坚硬岩石反复破碎制成,有良好的棱角性和嵌挤性能,对提高沥青混合料高温稳定性有好处。有专家建议我国SMA路面细集料的质量技术要求,在原基础上再增加一项细集料棱角性要求,即棱角性不小于45%。关于棱角性定义,美国全国碎石协会“细集料棱角性试验方法”(AASHTO TP33)规定为:通过2.36mm筛孔集料的未压实空隙率。2.1.3 填充料(JTG F40-2004)用于改性沥青混合料面层填料应洁净、干燥,其质量应符合公路沥青路面施工技术规范的规定外还特别
16、强调:改性沥青混合料的填料必须为石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等增水性石料经磨细得到矿粉,矿粉中不应含有泥土等杂质。采用水泥、消石灰粉作填料时,其用量不宜超过矿料总量的2%。采用沥青混合料拌和厂的回收粉尘作填料时,回收粉尘必须干净、无杂质,塑性指数应小于4且用量不得超过填料总量的50%。使用要点:少量使用消石灰粉、水泥对改善混合料水稳定性有明显的好处,还能减缓沥青的老化,提高混合料耐久性。但是,由于在使用消石灰粉、水泥后会与水分、空气发生反应,变为极性氧化物,进而形成水泥石和碳酸钙,掺如过多,会使沥青混合料变脆,所以要限制使用,规范规定其用量不宜超过矿料总量的2%。在沥青混合料生产过程中将排除大
17、量的粉尘,充分利用这些粉尘不仅有利于保护环境,而且有利于降低生产成本,但回收粉尘的质量往往难以达到规定要求。为此,JTG F40-2004采用回收粉尘作为填料作了严格规定,要求必须有充分的试验依据方可使用。改性沥青混合料对矿粉要求见下表2-2 。改性沥青混合料矿粉质量要求(G)项目单位高速公路一级公路其它等级路试验方法表观密度,不小于t/m32.52.453 5 2含水量,不大于11烘干法粒度范围.100100.外观无团结颗粒亲水系数塑性指数加热安定性实测记录2.1.4 改性沥青技术要求针入度 25 0C,100g,延度 5oC 5cm/min(cm) 最小30软化点 TRB(oC)最小55含
18、蜡量(蒸馏法)(%)最大 3运动粘度 135 oC(Pa.s) 最大 2 3闪点 (oC) 最小230 溶解度 (%)最小 99 离析,软化点差(oC)最大 3 2.5弹性恢复 25 oC(%) 最小 65旋转薄膜烘箱 (RTFOT)后残留物 4质量损失(%)最大 1.0针入度比 25 oC(%) 最小 60注:1针入度指数PI由 15 oC、25 oC 、30 oC等三个以上不同温度的针入度,按式1Gp=aT+K 进行线形回归,再计算获得参数A后由下式求得,直线回归的相关系数R不得低于0.997。PI=(20-500A)/(1+50A)2表中135 oC的运动粘度可采用公路工程沥青及沥青混合
19、料试验规程(JTJ052-2000)中的“沥青粘度测定法(勃洛克菲尔德粘度计法)”进行测定。若不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件温度下易于泵送和拌和,或经试验证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量,容易施工,可不要求测定。有条件时应测定改性沥青60 oC时的运动粘度,用毛细管法测定。3改性沥青在现场制作后立即使用或在贮存期间不断搅拌或泵送循环时,对离析试验指标可不作要求。4老化试验应采用旋转薄膜烘箱试验(FTFOT)方法为准;允许采用薄膜烘箱加热试验(TFOT)代替,但必须在报告中注明,且不得作为仲裁结果。2.1.5 纤维稳定剂用于SMA的纤维稳定剂包括木质素纤维、矿物纤维、聚
20、合物化学纤维等,以改善沥青混合料性能,吸附沥青,减少析漏。木质素纤维的质量,应符合表2-2的技术要求其他纤维品种的质量可参照国内外相关的技术要求执行,其长度不宜大于6mm。纤维能承受250oC以上的环境温度不变质,且对环境不造成公害,不危害身体健康。2.1.6 改性沥青试验中应注意的问题a试验样品的取样在施工过程中所有的改性沥青每车都必须检验。取样一定要均匀,具有代表性。对每份试样应加热后一次浇满所需的试模,不宜重复加热使用。试验浇改性沥青论文(改性沥青混合料配合比设计+施工工艺+质量控制技术)模的温度必须达到160oC以上,并且浇模和混合料的制备之前,必须充分搅拌均匀。b做软化点试验时,必须
21、按试验规程将试样加热至充分流动后,浇注试样环,不允许使用其他方法填满试样环,否则试验结果误差很大。2.2 改性沥青混合料配合比设计改性沥青混合料的配合比设计,应遵循公路沥青路面施工技术规范中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个阶段,确定矿料级配及最佳沥青用量。2.2.1 级配沥青混合料配合比设计级配应采用贝雷法进行设计,级配选择原则:AC-13I型混合料2.36mm以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤。我国沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配建议范围表筛孔()规格(按公称最大粒径分)191001610013.24.75203222362.36152618281.1
22、8142414260.6122012220.31011101610180.158158160.075812812适用的层厚27402030选择初试级配时以这些标准级配为基础,以.通过率为变化点2.2.2粉料比小于0.075mm含量的多少对沥青混合料体积指标和路用性能影响很大,混合料级配中小于0.075mm的含量必须考虑粗集料本应含有的粉尘部分。要求矿粉含量不超过沥青含量,小于0.075mm部分与沥青含量之间的比值即粉料比应存在1-1.2之间,对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.5-5%。2.2.3混合料技术指标为有效的提高沥青路面的性能,表面层沥青混合料一方面要满足泌水条件,另一方面,又要防止出现
23、超密现象。因此,需要对沥青混合料的体积指标进行进一步限制,如下表24所示:改性沥青混合料技术指标 表2-4试验项目技术要求备注击实次数(次)双面各75沥青混合料的理论最大相对密度以实测法为准稳定度(KN)7.5流值(0.1mm)20-40空隙率AV(%)36饱和度VFA(%)70-85矿 初压温度不小于150 oC复压温度不小于140 oC终压温度不小于120 oCb试验取样和拌合时要保证沥青胶结料的均匀性,应将制备好的胶结料拌合均匀后进行取样和混合料制备。c混合料体积指标的测定要统一,对于密级配沥青混合料试件密度的测定应统一采用表干法。d改性沥青混合料的水稳定性应符合以下两个指标要求,达不到
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 改性沥青 论文 混合 配合 设计 施工工艺 质量 控制 技术
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2652397.html