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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流温拌沥青混合料添加剂Sasobit对道路石油沥青技术指标的影响.精品文档.温拌沥青混合料添加剂Sasobit对道路石油沥青技术指标的影响第35卷,第6期2010年12月公路工程HighwayEngineeringVo1.35.No.6Dec.,2010日l拌沥青混合料添加剂Sasobit对道路石油沥青技术指标的影响朱沅峰,曾梦澜,(1.湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;吴盛华,吴超凡2.湖南省交通科学研究院,湖南长沙410015)摘要】通过实验室试验,探讨温拌沥青混合料添加剂Sasobit对道路石油沥青主要技术指标的影响.试验与分析
2、显示,Sasobit可以增加沥青的稠度,当掺量等于大于基质沥青质量的2%时,沥青的标号将从70#降低一个等级成为50.沥青针人度指数随添加剂掺量的增加先增大到某个最大值然后减小,常用的3%掺量可以显着改善沥青对温度的敏感性.沥青当量软化点随添加剂掺量的增加先增大然后大体维持在常量,常用的3%掺量可以使沥青当量软化点较基质沥青提高约l0.但是,沥青延度随添加剂掺量的增加持续降低,2%的Sasobit可以使沥青1O延度从28.5am降低到12.0am,以致不能满足规范要求.【关键词道路工程;温拌沥青混合料;添加剂;Sasobit;道路石油沥青;技术指标中图分类号U416.217文献标识码A文章编号
3、16740610(2010)06004203InfluencesofWarmZHUYuanfeng,MixAsphaltAdditiveSasobitonPropertiesofPavingAsphaltZENGMenglan,WUShenghua,WUChaofan,(1.CollegeofCivilEngineering,HunanUniversity,Changsha,Hunan410082China;2.HunanInsti-tuteofTransportation,Changsha,Hunan410015,China)AbstractThispaperdiscussestheinfl
4、uencesofwarmmixasphalt(WMA)additiveSasobitonpropertiesofasphaltthroughlaboratorytests.TestsandanalysesindicatethatSasobitcanincreasetheconsistencyofasphalt.Whenadditivecontentisequaltoormorethan2%bymassofasphalt.theasphahmaydegradefromPenetration70to50.Penetrationindexincreases,reachesamaximumvalue,
5、andthendecreaseswithincreasingadditivecontent.Acommon3%contentcansignificantlyimprovethetemperaturesusceptibilityofasphalt.Theequivalentsofteningpointincreasesandthenremainsatnearlyaconstantwithincreasingadditivecontent.Acommon3%contentcanincreasethesofteningpointby10.However.theductilitydecreaseswi
6、thincreasingadditivecontent.A2%contentcanmakethe10ductilitydecreasefrom28.5amto12.0am,belowtherequirementofthespecification.Keywordsroadengineering;warmmixasphalt;additive;Sasobit;pavingpetroleumasphalt;technicalproperty沥青作为沥青路面的主要建筑材料,其性质是直接决定沥青路面的服务性能和使用寿命的主要因素之一.传统热拌沥青混合料(HotMixAsphalt,HMA)生产过程是将
7、沥青和集料在约160的高温下进行拌和,拌和后HMA温度不低于150,摊铺和碾压时的温度通常不低于140.因此,在生产和施工过程中,HMA不仅要消耗大量的能源,而且还会排放大量的废气和粉尘,严重影响周边的环境质量和人员的身体健康.温拌沥青混合料(WarmMixAsphalt,WMA)起收稿日期20100415基金项目】湖南省科技计划(2007FJ4056);湖南省交通厅2007年度科技进步与创新项目(200719)作者简介朱沅峰(1983一),男,湖南双峰人,硕士研究生,主要从事沥青及沥青混合料研究.第6期朱沅峰,等:温拌沥青混合料添加剂Sasobit对道路石油沥青技术指标的影响43源于欧洲,是
8、国际上20世纪90年代后期发展起来的新技术,其目的是通过降低沥青混合料的拌和与压实温度,达到降低沥青混合料生产过程中的能源消耗与CO等气体及粉尘排放量,同时保证温拌沥青混合料具有与热拌沥青混合料基本相同的使用性能和施工和易性.实现沥青混合料温拌的方法分若干类,其中一类是使用添加剂.温拌沥青混合料添加剂又有多种,其中一种是Sasobit.添加剂的使用多少会影响沥青混合料的使用性能,不同添加剂分别对沥青混合料使用性能的影响已多有研究.但是,这些添加剂对沥青性质的影响尚不明了.本文试图通过实验室试验,探讨Sasobit对道路石油沥青结合料主要技术指标的影响.这些指标包括直接试验的沥青针入度,软化点及
9、延度,即所谓评价沥青使用性能的3大指标,间接分析的指标有沥青针入度指数和当量软化点.1试验用材料及沥青试样准备试验用基质沥青采用中海泰州产70A级道路石油沥青,按照JTGF402004公路沥青路面施工技术规范表4.2.12道路石油沥青技术要求各项指标,实验室先对基质沥青进行了试验,试验分别按照JTJ522000公路工程沥青及沥青混合试验规程相关方法进行.表1所示为试验结果,各项主要指标均满足规范要求.试验用Sasobit添加剂是南非SasolWax公司的表170撑A级道路石油沥青技术指标TableITechnicalPropertiesofPenetration70GradeAAsphalt产
10、品,它是FischerTropseh(FT)过程从煤气化中生产的长链脂肪族烃,也被称为FT固体石蜡,是一种细结晶体,可以薄片或粉末的形式存在.使用时,可以直接将Sasobit加人热沥青中,经过简单的机械搅拌即可.Sasobit的融点大约是99cI=,在超过120oC时,可以完全溶解于沥青胶结料中,使胶结料的粘度降低,从而使沥青混合料的拌和与压实能在较低的温度下完成.掺Sasobit的沥青试样按照JTJ052规程T0602方法准备,沥青先在120oC条件下加热1h,然后加入沥青质量1%,2%,3%,4%及5%的Sasobit,再搅拌30min备用.试样准备过程中严格控制沥青加热次数不超过2次,以
11、防止沥青过度老化.为了探讨Sasobit对道路石油沥青技术指标的影响,实验室对基质沥青及掺1%,2%,3%,4%及5%Sasobit沥青共6种沥青分别进行了沥青针入度,软化点及延度等指标的试验,并利用试验数据分别进行了针入度指数和当量软化点等指标的分析.2Sasobit对沥青针入度与针入度指数的影响针人度(Penetrion)是沥青的稠度指标,反映沥青在一定条件下的软硬程度,一般认为针入度测定的是等温条件下的粘度.针入度是评价沥青使用性能沥青的主要指标之一,同时是沥青针入度等级划分的基础.本文的研究,针入度试验按照JTJ052规程T0604方法,在15,25及30qC这3个温度下进行,Saso
12、bit掺量与试验的沥青针人度的关系见图1.由图1可见,Sasobit可以减小沥青的针入度,增加沥青的稠度.随着Sasobit掺量的增加,3个温度下沥青针人度均近似线性减小.由图1还可见,当Sasobit掺量等于大于2%时,25针人度值已不能满足JTGF40中70道路石油沥青技术要求.以25针入度作为分级指标,Sasobit掺量超过2%的沥青已经不再是7O,而变成50了.针入度指数(PenetrationIndex,PI)表示沥青对温度的敏感性,是评价沥青质量的核心指标.针人度指数分析按照JTJ052规程T0604方法,利用l5,25和30这3个温度下的针人度试验结果进行,Sasobit掺量与分
13、析的沥青针入度指数的关系示于图2.由图2可见,随着Sasobit掺量的增加,沥青针入度指数先增大,达到最大,然后减小.温度44公路工程35卷敏感性相应从大,到小,再到大.当掺量在常用的3%左右时,沥青针入度指数最高,对温度的敏感性最低,Sasobit可以显着改善沥青的温度敏感性能.害昌0<盎143图叵互亘囹012345Sasobi掺量/%图1Sasobit掺量与沥青针入度关系Figure1RelationshipbetweenSasobitContentandPenetrationoftheAsphMt0.60.40.2羹o.o一0.2<蠡一0.40.60-8一1.O图2Sasob
14、it掺量与沥青针入度指数关系Figure2RelationshipbetweenSasobitContentandPenetrationIndexoftheAsphalt3Sasobit对沥青软化点的影响软化点(SofteningPoint)是一个等粘温度,表示沥青试样以一定的温升速度升温,在一定的剪切应力作用下试样产生相同剪切变形时的温度.软化点也是评价沥青使用性能沥青的主要指标之一,反映了沥青适用温度范围的上限.本文的研究,软化点试验按照JTJ052规程T0606方法进行,Sasobit掺量与沥青软化点(环球法)的关系,见图3.由图3可见,Sasobit可以提高沥青的软化点,增强抵抗永久变
15、形的能力.由图3还可见,随着Sasobit掺量的增加,沥青软化点持续提高.当掺量在常用的3%左右时,沥青软化点较基质沥青的提高约27.传统环球法软化点试验适用于普通含蜡量较低的沥青,对含蜡量较高的沥青,测量的表观软化点有可能高估实际的软化点.定义为针人度800(0.1mm)对应的温度的当量软化点,可以较好地反映较高含蜡量沥青的实际软化点.考虑到sa.sobit实际上是一种蜡,本文的研究也对6种沥青的当量软化点进行了分析.当量软化点分析按照JTJ052规程10604方法,利用15,25和30c【=这3个温度下的针入度试验结果进行回归分析,Sasobit掺量与分析的沥青当量软化点的关系也示于图3.
16、由图3可见,与试验的软化点(环球法)不同,随着Sasobit掺量的增加,当量软化点先增大,然后大体维持在常量.当掺量在常用的3%左右时,沥青当量软化点较基质沥青的提高约l0.l20lOO芝8o墓o4020O97.0Sasobalt惨量/%图3Sasobit掺量与沥青软化点关系Figure3RelationshipsbetweenSasobitContentandSofteningPointsoftheAsphalt4Sasobit对沥青延度的影响延度(Ductility)是评定沥青塑性的指标,一般认为,沥青延度与粘结能力,进而与使用性能密切相关.延度同样是评价沥青使用性能沥青的主要指标之一,反
17、映了沥青抵抗开裂,尤其是低温开裂的能力.延度反映沥青的柔韧性,一般认为,沥青的延度,尤其是低温延度大,材料抵抗低温开裂性能好.本文的研究,延度试验按照JTJ052规程T0605方法,在10及l5这2个温度下进行,Sasobit掺量与试验的沥青延度的关系示于图4(其中100cm表示>100em).由图4可见,一般地,Sasobit可以降低沥青的延度,减弱柔韧性和抵抗低温开裂的能力.当掺量等于大于2%时,沥青1O延度已不能满足120Ef100E80蠢.2O0I9.912.Ol0079.4目61.7012345Sasobit掺量/%图4Sasobit掺量与沥青延度关系Figure4Relati
18、onshipsbetweenSasobitContentandDuctilityoftheAsphalt(下转第53页)5I=-=,11】,j岳臣oo9j,2r柏加蚰加0唧一8皿皿.0田掺呵一叫第6期崔晨,等:正交异性钢桥面铺装的力学分析53(上接第44页)JTGF40规范中7OA级道路石油沥青延度大于15cm的要求;当掺量达到4%时,沥青15延度已不能满足JTGF40规范中70#A级道路石油沥青延度大于100cm的要求.5结语温拌沥青混合料添加剂Sasobit可以增加沥青的稠度,以25针入度作为分级指标,当Sasobit掺量等于大于基质沥青质量的2%时,所试验道路石油沥青的标号将从70降低一
19、个等级成为50.Sasobit可以显着影响沥青对温度的敏感性,沥青针人度指数随添加剂掺量的增加先增大到某个最大值然后减小,常用的3%掺量可以使沥青针入度指数达到最高,对温度的敏感性最低,改善沥青的使用性能.Sasobit可以在一定程度上提高沥青的软化点,当量软化点比传统环球法软化点更客观地反映掺Sasobit沥青实际的等粘温度,沥青当量软化点随添加剂掺量的增加先增大然后大体维持在常量,常用的3%掺量可以使沥青当量软化点较基质沥青提高约l0,有利材料的高温稳定性.Sasobit会降低沥青的延度,尤其是较低温度下的延度,沥青延度随添加剂掺量的增加持续降低,当Sasobit掺量等于大于2%时,所试验
20、沥青10延度从28.5cm降低到12.0cm以下,以致不能满足规范要求.234567891O参考文献徐世法,颜彬,季节,等.高节能低排放型温拌沥青混合料的技术现状与应用前景J.公路,2005,(7):195198.张锐,黄晓明,赵永利,等.加入新型添加剂的沥青混合料使用性能研究J.公路交通科技,2006,23(11):2730.张智强,严世祥,周进川,等.温拌沥青混合料技术探讨J.重庆建筑大学,2007,29(6):113116.左锋,叶奋.国外温拌沥青混合料技术与性能评价J.中外公路,2007,27(6):164168.夏漾,曾梦澜,朱沅峰,等.掺Sasobit的改性沥青与温拌沥青混合料使用
21、性能研究J.公路工程,2009,34(2):2225.Hurley,G.C,andB.D.Prowel1.EvaluationofSasobitforUseinWarmMixAsphaltR.NCATRepo05-06,NationalCenterforAsphaltTechnology,AuburnUniversity,Auburn,Alabama,2006.JTGF402004,公路沥青路面施工技术规范S.JTJ0522000.公路工程沥青及沥青混合料试验规程S.沈金安,李福普.评价沥青质量的核心指标一沥青感温性J.石油沥青,1997,11(2):1222.沈金安.道路沥青的当量软化点及当量脆点指标J.公路交通科技,1997,14(1):4652.