聚烯烴/乙烯共聚物干法改性OGFC瀝青混合料路用性能研究

Highway Engineering道路工程聚烯烴/乙烯共聚物干法改性OGFC瀝青混合料路用性能研究劉永明,林汀2(1.江西省交通工程質(zhì)量檢測中心,江西南昌330038:2江西省交通運輸技術(shù)創(chuàng )新中心,江西南昌33003摘要:OGFC是一種具有透水、防滑、降噪等功能的開(kāi)級配混合料。以聚烯烴/乙烯共聚物新型改性劑為研究對象,在分析和闡述共聚物改性機理的基礎上,采用干法拌合工藝,通過(guò)窒內對比試驗,對不同OCFC瀝青混合料力學(xué)性能進(jìn)行研究。結果表明,在0CFC中加入聚烯烴/乙烯共聚物可有效提高混合料的抗車(chē)轍能力、殘留穩定度以及抗裂性能。本研究可為聚烯烴/乙烯共聚物干法改性OGFC瀝青混合料的工程應用提供理論依據和試驗數據。關(guān)鍵詞:瀝青混合料;OGFC;聚烯烴/乙烯共聚物;路用性能中圖分類(lèi)號:U416.217文獻標識碼:B文章編號:1002-4786(2013)01-0045-03Experimental Study on Pavement Performance of Polyolefin/EthyleneCopolymer Modified OGFC Hot Mixtures AsphaltLIU Yong-ming, LIN Ting(Jiangxi Provincal Traffic Engineering Quality Inspection Center, Nanchang 330038, China: 2 Jiangxi Provincal TransportationTechnological Innovation Center, Nanchang 330038, China)Abstract: Open graded friction course(OGFC) is an asphalt mixture with interconnecting voids that provideimproved surface drainage during rainfall and reducing traffic noise. Based on the aggregate grade of OGFC as-halt mixture the mechanical properties of polyolefin/ethylene copolymer modified hot mixtures asphalt(dry pro-cess)are studied by experimental tests. The test results indicate that the performance of anti-rutting, anti-cracking and water stability for modified asphalt mixture are greatly improved. The study can give a reference for theapplication of copolymer modified OGFC asphalt mixtureKey words: asphalt mixture; open graded friction course; polyolefin or ethylene copolymer; road performance0引言能、減少雨天濺水而設計,其設計空隙率高達20%OGFC( Open Graded Friction Courses)是一種具左右,降水時(shí)路表水可通過(guò)結構層連通的空隙滲入有連通空隙的開(kāi)級配抗滑磨耗層瀝青混合料。它結構內部并排走,有效地降低了表面積水所引起的起源于歐洲,在德國稱(chēng)為大空隙或排水性路面,英水霧、濺水及眩光,增加路面表面粗糙度。由于國稱(chēng)為大空隙率瀝青碎石,美國稱(chēng)為開(kāi)級配瀝青磨OGFC具有空隙率大、表面粗糙、雨天抗滑、減少耗層(oGFC)。OGFC主要是為提高路面的抗滑性水膜滑溜、提高雨季夜晚行車(chē)標線(xiàn)的識別能力和降筆者深刻感到,只要注意施工中服務(wù)「2]鄧學(xué)軍.路基路面工程[M]的細節,并能夠認真對待,減少參考文獻北京:人民交通出版社,2008水泥混凝土路面早期斷裂并不是[孫忠義,王建華.公路工程「31JTGF30-2003,公路水泥混不可能的,會(huì )有更多高質(zhì)量的水試驗工程師手冊[M].北京:人中國煤化工規范S]」泥混凝土公路為經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展交通出版社,2003.CNMHG62013年1月第1期|45道路工程 Highway Engineering低行車(chē)噪音等特點(diǎn),越來(lái)越受道路工作者的關(guān)注表2碎石性能指標國外發(fā)達國家自上個(gè)世紀中葉就開(kāi)始對OGFC進(jìn)行兩種規格碎石(mm)的數值技術(shù)指標研究,20世紀70年代末以來(lái),已經(jīng)在國外高等級公95-164.75-9.5路上得到了較多的應用,荷蘭60%的高速公路為排<0075mm含量(%)水性瀝青混凝土路面,日本真正實(shí)施于1987年毛體積相對密度2.7321993年成立了排水性鋪裝研究會(huì ),1996年日本道路表觀(guān)相對密度2.7752.761協(xié)會(huì )編制出版了《排水性鋪裝技術(shù)指南》,用于指導吸水率(%)0.39施工叫。高黏度瀝青是OCFC混合料的核心材料,因針片狀顆粒含量(%)此在試驗研究過(guò)程中不可避免地要涉及到高黏瀝壓碎值(%)105青種類(lèi)的選擇,排水瀝青混凝土路面的經(jīng)濟性也洛杉磯磨耗損失(%)154受到高黏瀝青種類(lèi)選擇的支配堅固性(%)本文針對OGFC混合料的組成特點(diǎn),在最佳瀝軟石含量(%)04青用量條件下,以聚烯烴/乙烯共聚物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)RK300)為主要原料,輔助于合適的增容劑、分散1.3RK300物理性能與作用機理劑和特種添加劑,通過(guò)現代化工合成工藝制成高相參照工業(yè)化產(chǎn)品質(zhì)量的檢測指標和方法,本文容、高分散的顆粒狀改性劑四,對不同高黏瀝青結對聚烯烴/乙烯共聚物進(jìn)行了物理性能檢測,結果合料以及是否摻加RK300的混合料的路用性能迸行如表3所示。對比研究,分析瀝青混合料和RK300的加入對瀝青表3RK300物理性能指標混合料的性能影響。技術(shù)參數數值1原材料熔點(diǎn)C120-1501.1瀝青密度/(g/cm3)0.96-0.98試驗采用埃索70號基質(zhì)瀝青,摻加高聚物HRK-011改性劑進(jìn)行改性,埃索70基質(zhì)瀝青摻加聚合物(%)高聚物改性劑TPS進(jìn)行改性,其技術(shù)指標見(jiàn)表1。填料(%)表1高黏瀝青性能指標外觀(guān)/色澤黑色顆粒狀埃索70#埃索70#項目改性瀝青改性瀝青RK300應用了“快速分散相容技術(shù)”,在一般熱(HRK-011)(TPS)拌瀝青混合料的溫度下即超過(guò)其熔點(diǎn)并達到“微米針入度(25℃,100g,5s)/0.1mm47.646.3級分散”,在骨料表面形成“島型高分子分散膜”,并延度(5℃,5 cm/min)cm50.748.5與骨料形成良好的結合。若加入熱瀝青濕拌,則軟化點(diǎn)859部分熔化了的成分,與瀝青中低分子組分發(fā)生化學(xué)反應,結成大分子量組分,從而提高了瀝青的粘度密度(15℃)(g/m3)1.0291029和稠度,瀝青軟化點(diǎn)也隨之提高,可有效改善瀝青黏韌性(25℃)(N·m)20.9217.9混合料的韌性和抗剝落能力。另一部分未完全熔韌性(25℃)/(N·m)11.3210.13化的成分在瀝青中以微米級的微粒形式分散(如圖1旋轉薄膜加熱質(zhì)量損失(%)006所示),形成網(wǎng)絡(luò )結構,從而起到加筋增強、增韌試驗(163℃,針入度比(%)84.2作用,提高瀝青混合料的模量。通過(guò)干拌、濕拌過(guò)程75min)延度5℃cm31,330.4RK300均可增強瀝青與骨料的粘合力、提高瀝青粘稠度和軟化點(diǎn),并在混合料中形成均勻的高分子網(wǎng)1.2礦料格加筋,從而增強瀝青混合料的韌性,改善了瀝青試驗原材料采用深圳生產(chǎn)的輝綠巖集料,性能混合料的耐中國煤化工和施工條件等指標見(jiàn)表2。因素的綜合CNMHG施工方法。交通標準化Highway Engineering道路工程比不摻加RK300強度增加了1.39kN,在一定程度上改善了瀝青混合料路用性能。3室內路用性能試驗參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE202011),采用車(chē)轍試驗的動(dòng)穩定度來(lái)評價(jià)混合料的高溫穩定性,試驗溫度為60℃,試驗輪壓07MPa,在不浸水的條件下進(jìn)行車(chē)轍試驗。采用浸水馬歇爾殘留穩定度和凍融劈裂強度比來(lái)評價(jià)混合料的水穩定性。同時(shí)在低溫條件下進(jìn)行小梁彎曲注:圖中白色亮點(diǎn)為RK300微粒試驗,評價(jià)混合料的低溫彎曲性能。試驗結果見(jiàn)圖1RK300顯微鏡成像圖表6。2配合比設計表6OGFC瀝青混合料室內試驗匯總試驗結果2.1級配設計檢驗項目為分析RK300的摻加對混合料性能的影響,針HRK-011HRK-O11不加RK300不加RK300摻加RK300摻加RK300對摻加RK300與否設計了2種級配,如表4所示。動(dòng)穩定度DS/(次/m)101611350011374表4碎石性能指標通過(guò)下列篩孔(mm)的瀝青質(zhì)量百分率(%)殘留穩定度89.1類(lèi)型1613.29.54.752.361.18060.30.150.75凍融劈殘留裂強度比86492.391.6RK3o10096561921015.51988615.748摻加破壞應變286429733486335110096561820.2146113846.05.648從表6中結果可以看出,對相同級配不同結合2.2最佳瀝青用量及馬歇爾試驗結果料的混合料性能來(lái)說(shuō),HRK-01結合料的各項路針對設計的2種級配,分別采用埃索70號改性用性能試驗結果要明顯優(yōu)于TPS結合料。而在不同瀝青(HRK-011)和埃索70號改性瀝青(TPS)高黏度的油石比瀝青混合料中摻加RK300的油石比為改性瀝青結合料拌制OGFC混合料,確定最佳瀝青47%,HRK-01瀝青混合料的路用性能與TPS相比用量后等量降低油石比。最終確定的不摻加RK300表現出明顯的差異。那么,RK300其作用原理:是和摻加RK300兩種級配的最佳油石比分別為50%和將RK300加入高溫的石料中,吸熱軟化,在攪拌過(guò)4.7%。兩種級配在最佳瀝青用量下的馬歇爾體積程中,由于受到石料的剪切作用,RK300以離散的指標如表5所示。狀態(tài)均勻分布在瀝青混合料中,以薄膜的形式粘表5馬歇爾試驗結果附在石料表面,形成了粗集料表面瀝青膜加高聚級配類(lèi)型瀝青種類(lèi)油石比空隙率穩定度物膜加瀝青膜的三層膜結構,加上高溫條件,膜之間的相互滲透成為可能。冷卻過(guò)程中,混合料中K-0116.72不加RK300的高聚物與瀝青相互滲透,形成瀝青合金化,基質(zhì)506.94瀝青得到很好的改性。冷卻后,高聚物不同程度的HRK-01I4.7192摻加RK300交織起來(lái),在石料骨架內搭橋,起到加筋、填隙作TPS4.719792用中由表4及表5中結果可以看出,摻加RK300后,4結語(yǔ)等量降低了原設計的油石比,最佳油石比反而減對于OGFC混合料,RK300的加入將有助于提小了0.3%,而空隙率相對減小0.9%,原因是加入高混合料的綜合路用性能,因此在實(shí)際施工中,用的RK30等量降低瀝青用量,使得自由瀝青的數量來(lái)改善混合中國煤化工FC混合料由于減少,但是,空隙率符合設計要求,反觀(guān)穩定度,空隙率大而HCNMHG013年1月道路工程 Highway Engineering西銅高速公路橡臉路面設計李克,趙勝林,王鵬(陜西省公路勘察設計院,陜西西安710068)摘要:為了落實(shí)科學(xué)發(fā)展和可持續發(fā)展的要求,發(fā)展低碳經(jīng)濟政策,西銅髙速公路工程鋪筑了橡膠瀝青路面,萩得了良好的效果。關(guān)鍵詞:高速公路;橡膠瀝青路面;設計與施工中圖分類(lèi)號:U416218文獻標識碼:A文章編號:1002-4786(2013)01-0048-03Rubber Pavement Design for Xitong ExpresswayLI Ke, ZHAO Sheng-lin, WANG Peng(Shaanxi Provincial Highway Survey and Design Institute, Xi'an 710068, China)Abstract: In order to implement the requirements of scientific development and sustainable development, inaccordance with policy of low carbon economy, the expressway from Xi' an to Tongchuan is paved with rubber as-phalt pavement, which obtains good resultsKey words: expressway; rubber asphalt pavement; design and construction1工程概況度22cm的瀝青混凝土層結構,上面層為4cm細粒式新建的西安至銅川高速公路全線(xiàn)采用高速公路瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13。瀝青瑪蹄脂碎石具有較標準,其中起點(diǎn)為涇陽(yáng)立交段為雙向八車(chē)道高速公好的高溫穩定性、良好的耐久性和表面特征及低溫路;涇陽(yáng)立交一銅川為雙向六車(chē)道高速公路。項目抗裂性。但其對粗、細集料質(zhì)量及加工工藝要求于2009年開(kāi)工建設,在西銅高速公路建設期間,按高,施工監控較復雜、造價(jià)高,而且其后期養護成照交通運輸部、陜西省交通運輸廳關(guān)于建設綠色低本也高。在項目建設期間,按照省廳節約辦交通、碳交通的要求,以及本項目試驗段鋪設橡膠瀝青路低碳綠色辦交通的理念,對橡膠瀝青作為上面層進(jìn)面的使用效果及項目進(jìn)展情況,經(jīng)過(guò)專(zhuān)題研究、比行了比選、論證選論證后將西銅高速公路上面層采用橡膠瀝青路橡膠瀝青是將廢舊的汽車(chē)輪胎回收,加工成橡面,已于2011年底建成通車(chē),目前運營(yíng)情況良好。膠粉,再將橡膠粉和某些添加劑均勻的摻加到基質(zhì)橡膠瀝青路面與SBS瀝青路面的對比分析瀝青里,并在一定的溫度條件下(180℃以上)與瀝西安至銅川高速公路施工圖設計原路面為總厚青充分的熔脹反應得到的改性瀝青膠結材料。由于心·心心·心······心·心···心心·心心心心心心心·心心心·心·心·心心…·心心··心·△·心參考文獻[4] Mallick R.B., Kandhal P.S., Cooley Jr LA.and[]屈殿功,鞏濤,張宵鵬.OGFC排水性瀝青混凝 Watson D.E. Design, construction, and performance of土路面施工技術(shù)門(mén)J公路,2004,(1):22-26new-generation open-graded friction courses[R]. Na-[2]歐陽(yáng)春發(fā),王仕峰,張勇,朱玉堂.高溫貯存 tional Center for Asphalt Technolog., Auburn,AL穩定的聚合物改性瀝青材料制備方法P中國專(zhuān)利:2000ZL2003l01081084,2003-10-23作者簡(jiǎn)介:劉里千君研究方向為公路3]JTGE20-201,公路瀝青及瀝青混合料試驗路基、路面使中國煤化工規程S收稿日期:201YHaCNMHG48|交通標準化