瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)和方案比選final

1、南京南站機(jī)場(chǎng)高速排水瀝青路面瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)和方案比選報(bào)告名稱：南軀高朋面工程瀝青膠結(jié)料趨和方案hw艮告承擔(dān)類型：技術(shù)咨詢承擔(dān)單位：輸部公路科學(xué)研究院天大學(xué)主要撰寫人：劉清泉 解建光 季天劍 唐國(guó)奇 曹東偉起止時(shí) 間： 2011.04 201105交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院南京航空航天大學(xué)2011年5月冃錄1對(duì)比背景分析31.1概述31.2兩種高粘度改性劑（公路院iiva與日本tps）簡(jiǎn)介41.2. 1日本的tps改性劑41.2.2 公路院 hva42膠結(jié)料試驗(yàn)52. 1瀝青試驗(yàn)52. 1. 1高粘度瀝青制備和各種瀝青指標(biāo)檢測(cè)52.1.2瀝青試驗(yàn)結(jié)果分析82. 2瀝青混合料試驗(yàn)162. 2. 1原

2、材料和配合比情況162.2.2混合料性能對(duì)比試驗(yàn)方案172. 2. 3混合料性能檢驗(yàn)173、經(jīng)濟(jì)性分析204膠結(jié)料試驗(yàn)和方案比選總結(jié)20南京南站機(jī)場(chǎng)高速排水瀝青路而瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)和方案比選報(bào)告1對(duì)比背景分析1.1概述日木在從歐洲引進(jìn)排水性瀝青路面時(shí)，由于沒有注意到與歐洲氣候條件的差 異，早期使用普通改性瀝青修筑的排水性瀝青路面出現(xiàn)了高溫車轍問題，后來(lái)研 究開發(fā)了高粘度改性瀝青；研究表明提高瀝青粘度對(duì)瀝青混合料的主要性能有顯 著影響。根據(jù)西部項(xiàng)目山區(qū)公路瀝青面層排水技術(shù)的研究和江蘇省交通廳科技項(xiàng) 目排水瀝青路面應(yīng)用技術(shù)硏究成果以及鹽通高速公路和寧杭二期高速公路施 工應(yīng)用中的檢測(cè)數(shù)據(jù)，瀝青膠結(jié)材料

3、性能直接影響排水性混合料的路用性能，特 別是瀝青動(dòng)力粘度和軟化點(diǎn)大小對(duì)排水瀝青混合料抗飛散損失、抗車轍病害等關(guān) 鍵性能的貢獻(xiàn)較大。而飛散損失及由此引發(fā)的坑槽等是排水瀝青路面最典型最主 要的破壞形式，車轍病害一旦發(fā)生，將造成橫向斷面排水的不均勻性，嚴(yán)重削弱 排水瀝青路面的優(yōu)良功能。在這些研究基礎(chǔ)上，高粘度瀝青方案成為我國(guó)排水瀝 青路面的主要膠結(jié)料技術(shù)方案。我國(guó)前期修建的排水瀝青路面工程多數(shù)采用了日本的高粘度改性劑，典型的 為日本大有公司的tps改性劑，如鹽通高速和寧杭高速二期，均采用了該方案。 但其價(jià)格昂貴，不利于排水路面在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用。且核心材料技術(shù)掌握在國(guó)外, 絕不是我國(guó)發(fā)展排水瀝青路面技

4、術(shù)的長(zhǎng)久之計(jì)。近年，交通部公路科學(xué)研究院加 強(qiáng)了這方面的科技攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新，基于專利技術(shù)開發(fā)了排水瀝青路面專用高粘 度添加劑(hva)o本報(bào)告結(jié)合施工單位提供的三種基質(zhì)瀝青、兩種添加劑(tps和hva),對(duì)南 京南站機(jī)場(chǎng)高速路面工程瀝青膠結(jié)料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)和方案比選，分析推薦性價(jià)比 相對(duì)最優(yōu)的瀝青膠結(jié)料方案。南京南站機(jī)場(chǎng)高速排水瀝青路而瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)和方案比選報(bào)告12兩種高粘度改性劑（公路院hva與日本tps）簡(jiǎn)介1.2.1日本的tps改性劑tps是本大有公司制造的一種高粘度改性劑，得益于近年在我國(guó)的宣傳推 廣和我國(guó)幾條大型排水瀝青路面工程的使用案例，包括國(guó)內(nèi)許多前些年的研究性 論文也多以tps

5、進(jìn)行的試驗(yàn)為依據(jù)，tps在我國(guó)排水瀝青路面添加劑材料中影響 較大，在國(guó)有品牌缺乏時(shí)，tps在前幾年甚至一度成為部分建設(shè)單位考慮的唯一 選擇。1.2.2公路院hva在我國(guó)近十年的排水瀝青路面研究應(yīng)用中，一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是：解決對(duì)進(jìn)口 高粘度瀝青改性劑材料的依賴，己經(jīng)成為我國(guó)排水瀝青路面推廣需要解決的重要 瓶頸和技術(shù)創(chuàng)新問題。交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院改性瀝青與鋪面工程技術(shù)研發(fā)部在對(duì)排水瀝青 路面十多年系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了學(xué)科交叉研究，融合高分子材料領(lǐng)域的最 新進(jìn)展，注重我國(guó)高溫多用氣候及重載交通特征，于2006年開發(fā)了排水瀝青路 面專用高粘度改性劑（hva）（國(guó)家發(fā)明專利，高溫重載道路排水性瀝青

6、混合料的 添加劑及其制備方法），經(jīng)過中試驗(yàn)證，己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)。近幾年，hva 在杭州市政、大廣高速、成都三環(huán)等排水瀝青路面工程中得到成功應(yīng)用，室內(nèi)檢 測(cè)指標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)情況都非常好，這將極大提升我國(guó)排水瀝青路面的技術(shù)集成度，促 進(jìn)排水瀝青路面適合我國(guó)國(guó)情我國(guó)的推廣應(yīng)用。兩種添加劑的外觀對(duì)比如下:南京南站機(jī)場(chǎng)高速排水瀝青路面瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)和方案比選報(bào)告圖1.1公路院hva （左）與日本大有tps改性劑（右，寧杭用）外觀對(duì)比由于在研發(fā)中加強(qiáng)了對(duì)我國(guó)高溫重載條件的針對(duì)性開發(fā)，前期，公路院的內(nèi) 部測(cè)試表明，在與國(guó)外同類產(chǎn)品的對(duì)比評(píng)價(jià)中，實(shí)現(xiàn)了在關(guān)鍵指標(biāo)上的超越。本項(xiàng)fi將使用國(guó)產(chǎn)高粘度改性劑hva制備

7、排水降噪瀝青路而高粘度瀝青和 排水瀝青混合料作為重要研究?jī)?nèi)容之一。在本項(xiàng)目試驗(yàn)中，使用項(xiàng)目使用的各種 原材料，基于南航、公路院多位試驗(yàn)人員的共同檢測(cè)，進(jìn)行了 hva與tps的全面 對(duì)比評(píng)價(jià)。2膠結(jié)料試驗(yàn)首先對(duì)施工單位送樣的三種基質(zhì)瀝青進(jìn)行全面的性能檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上，選擇交通部公路院hva與日本tps兩種改性劑進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)指 標(biāo)的對(duì)比評(píng)價(jià)，根據(jù)前述研究基礎(chǔ)和本項(xiàng)目特征，進(jìn)行重點(diǎn)指標(biāo)的對(duì)比分析。在瀝青試驗(yàn)部分，進(jìn)行兩種改性劑與項(xiàng)目上瀝青（70#和sbs瀝青）的配制、 全面性能驗(yàn)證，重點(diǎn)關(guān)注動(dòng)力粘度、軟化點(diǎn)等指標(biāo)。2.1瀝青試驗(yàn)2. 1. 1高粘度瀝青制備和各種瀝青指標(biāo)檢測(cè)施工單位向技術(shù)服務(wù)單位送樣

8、三種，第一次為70#瀝青和sbs改性瀝青（1）, 但在檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)sbs改性瀝青延度指標(biāo)不合格；在技術(shù)服務(wù)單位向業(yè)主報(bào)告 后，施工單位再次對(duì)sbs改性瀝青送樣，所檢驗(yàn)指標(biāo)較好。技術(shù)服務(wù)單位在鹽通高速和宇杭高速經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)70#瀝青采用12:88 （高 粘度改性劑：基質(zhì)瀝青）、對(duì)sbs改性瀝青采用8:92 （高粘度改性劑：基質(zhì)瀝青） 的方案進(jìn)行高粘度改性瀝青指標(biāo)的對(duì)比評(píng)價(jià)。對(duì)三種基質(zhì)瀝青及與tps、hva兩 種高粘度改性劑的配制對(duì)比情況見表2. io表2. 1三種基質(zhì)瀝青及與hva、tps兩種高粘度改性數(shù)據(jù)匯總瀝青種類劑摻加比例第一批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs (i-d)瀝 青第二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs (i

9、-d)瀝 青70-a瀝青sbs 改性sbs+8%tpssbs+8%hvasbs改 性sbs+8%tpssbs+8%hva70#70#+12%tps70#+12%hva檢測(cè)項(xiàng)目單位檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值針入度(25°c, 100g, 5s)0. lnim50.83633.544.741.440. 761.242.940.9延度(15°c, 5cm/min)cm/>100/延度(10°c, 5cm/min)cm/21.9/延度(5°c, 5cm/min)cm21.436.329.82& 437. 131.8/2&

10、amp; 921.0彈性恢復(fù)%95.099.099.095.797.599.0/97.39&0軟化點(diǎn)tr&b°c77.599.5102.089.595.0102. 552.586.096.0動(dòng)力粘度 (60°c)pa. s644793940187673764383970 萬(wàn) |>100 萬(wàn)242.925599268396布氏粘度(170°c)pa. s/1. 1791.0870. 4581. 1551.254/0. 6681.285布氏粘度(135°c)pa. s2. 111/2. 0932.3125. 157/粘韌性(25

11、6;c)x. m/37. 5830. 96/27. 8326. 92/12.816. 44韌性(25°c)n. m/31.3621. 5/1& 7523.71/10. 6812. 76貯存穩(wěn)定性，48h軟化點(diǎn)差°c2.40.415.613. 9/老化后殘留物質(zhì)量損失%-0. 27-0. 25-0. 35-0. 02-0. 15-0. 10-0. 30-0. 13-0. 22延度(10°c,5cm/min)cm/6.3/延度(5°c, 5cm/min)cm4.522.413.815.327.62&0/14.9& 5針入度比（25&#

12、176;c）%71.387.583.979.473.477.465.770.473.8抗車轍因子 g*|/sin(delta)原樣58 °ckpa& 7420.522.8/3. 0417.318.264 °c4.9111.813.5/1.389. 469. 7870 °c2. 927.218.5/0. 6525. 385. 5376 °c1.884. 875.61/3.243. 3382 °c1.283. 664. 03/2. 062. 1688 °c0.9653.013. 13/1.421.5294 °c/2. 5

13、22. 54/1. 111. 15老化后殘留物58 °ckpa/26.930. 7/23.826. 764 °c/15. 717.8/13. 314. 170 °c/9. 3710.6/7. 487. 5876 °c/5. 796.49/4. 234. 1582 °c/3. 744. 12/2.462. 3388 °c/2. 582. 66/1.491.3694 °c/1.931.83/注：使用tps或hva高粘度改性劑配制高粘度瀝青的制備方法如下：1）將基質(zhì)瀝青加熱到約180°c （基質(zhì)瀝青為普通瀝青時(shí)）或190

14、°c （基質(zhì)瀝青為改性瀝青時(shí)），然后加入設(shè)計(jì)摻量的tps或hva 改性劑，用玻璃棒攪拌均勻；2）將試樣杯放到高速剪切機(jī)下，調(diào)整轉(zhuǎn)速到5000轉(zhuǎn)/min,持續(xù)剪切l(wèi)omin,整個(gè)過程溫度控制在180 1909之間（改性瀝青溫度適當(dāng)提高510ec）： 3）關(guān)閉剪切機(jī)， 將改性瀝青放入180°c烘箱中發(fā)育20mino2.1.2瀝青試驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)2. 1. 1試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合前期交通部西部項(xiàng)目和江蘇省交通廳科技項(xiàng)目有 關(guān)研究成果，對(duì)兩種改性劑的對(duì)比做如下分析。2. 1. 2. 1動(dòng)力粘度關(guān)鍵指標(biāo)動(dòng)力粘度是評(píng)價(jià)高粘度改性劑的最關(guān)鍵指標(biāo)。同等條件下，瀝青膠結(jié)料動(dòng)力 粘度越大，排水瀝青混

15、合料的各主要性能指標(biāo)均會(huì)顯著提升。(1) 動(dòng)力粘度與飛散損失的關(guān)系13飛散損失是排水瀝青混合料最容易發(fā)牛的病害。飛散損失隨著動(dòng)力粘度的增 加而減少，按照20%的空隙率參數(shù)，飛散損失與動(dòng)力粘度的回歸關(guān)系見圖2-1所7140353025201510557911ln( n )圖2-1瀝青動(dòng)力粘丿艾與e散損失率趨勢(shì)飛散試驗(yàn)結(jié)果與動(dòng)力粘度的關(guān)系：l = -3.1261n + 48.9r2=0. 882根據(jù)研究的模型進(jìn)行模擬結(jié)果演算，如表2.2,根據(jù)動(dòng)力粘度模型演算排水 路面分散損失大小，來(lái)評(píng)價(jià)各種高粘改性劑改性的瀝青動(dòng)力粘度對(duì)瀝青混合料抗 飛散能力。表2. 2動(dòng)力粘度演算飛散損失結(jié)果匯總瀝青種類及高粘改

16、性比列演算飛散損 失率評(píng)價(jià)第一批鎮(zhèn) 江揚(yáng)子sbs(i-d)瀝 青sbs改性6447914.3sbs+8%hva> sbs+8%tps > sbs 改性sbs+8%tps3940188.6sbs+8%hva7673766. 5第二批鎮(zhèn) 江揚(yáng)子sbs(i-d)瀝 青sbs改性4383915.5sbs+8%hva > sbs+8%tps > sbs 改性sbs+8%tps7000006.8sbs+8%iiva10000005. 770-a重交 瀝青70-a24331.770-a+12%hva>70-a s+12%tps>70-a70-a+12%tps2559917

17、.270-a+12%hva2683969.8根據(jù)表2. 2演算結(jié)果，沒有摻加高粘改性劑的基質(zhì)瀝青混合料的抗飛散能力 很差，遠(yuǎn)高于建議控制標(biāo)準(zhǔn)“不大于20%”。說明摻加種高粘改性劑、提高瀝青 動(dòng)力粘度可大幅提高瀝青混合料抗飛散破壞能力。三種瀝青中，70-a重交瀝青的方案相對(duì)較低；第二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs (i-d) 瀝青+8%iiva的高粘改性的方案飛散損失最低，作為推薦方案；第一批鎮(zhèn)江揚(yáng)子 sbs (t-d)瀝青+8%hva模擬試驗(yàn)也較低，但其低溫延度不合格。模擬試驗(yàn)的各種瀝青方案中,hva高粘改性劑抗飛散性能均高于tps改性劑, 特別是對(duì)于普通重交瀝青的方案(絕對(duì)粘度不是特別高的情況)，hva高

18、粘改性 劑抗飛散能力超出tps近一倍。(2) 動(dòng)力粘度與強(qiáng)度的關(guān)系排水瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度隨著動(dòng)力粘度的增加而增大，20%空隙率的試 驗(yàn)回歸曲線見圖2-2所示。t±圖1-2瀝青動(dòng)力粘度與馬歇爾穩(wěn)定度趨勢(shì)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果與動(dòng)力粘度的關(guān)系：ms = 0.3921n “ + 2.35r2=0. 908根據(jù)上面的研究的模型進(jìn)行模擬結(jié)果演算，如表2. 3,根據(jù)動(dòng)力粘度模型演 算排水瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度大小，評(píng)價(jià)各種高粘改性劑改性的瀝青動(dòng)力粘 度對(duì)瀝青混合料力學(xué)性能。表2. 3動(dòng)力粘度演算馬歇爾穩(wěn)定度結(jié)果匯總瀝青種類及高粘改性比列演算馬歇爾 穩(wěn)定度kn評(píng)價(jià)第一批鎮(zhèn) 江揚(yáng)子sbs(i-d)瀝

19、主sbs改性644796. 69sbs+8%hva > sbs+8%tps > sbs 改性sbs+8%tps3940187. 40sbs+8%hva7673767. 66第二批鎮(zhèn) 江揚(yáng)子sbs(i-d)瀝 青sbs改性438396. 54sbs+8%1 iva > sbs+8%tps > sbs 改性sbs+8%tps7000007. 63sbs+8%iiva10000007. 7770-a重交 瀝青70-a2434. 5070-a +12%hva>70-a +12%tps>70-a70-a+12%tps255996. 3370-a+12%hva26839

20、67. 25根據(jù)表2. 3數(shù)據(jù)，摻加高粘改性劑、提高瀝青膠結(jié)料動(dòng)力粘度可以人幅度提 高瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度。模擬試驗(yàn)的各種瀝青方案中，使用hva高粘改性劑的馬歇爾強(qiáng)度均高于tps改性劑。(3) 動(dòng)力粘度與車轍的關(guān)系排水瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度隨著瀝青膠結(jié)料動(dòng)力粘度的增加而增大，基于大量試驗(yàn)回歸的關(guān)系曲線見圖2-3所示(混合料空隙率約20%)o10000100010000010023456logio (n)圖2-3瀝青動(dòng)力粘度與動(dòng)穩(wěn)定度趨勢(shì)車轍試驗(yàn)結(jié)果與動(dòng)力粘度的關(guān)系：logo(dvs) = 0.442厶ogo()+1.90r2=0. 894根據(jù)上面的回歸關(guān)系進(jìn)行模擬結(jié)果演算，如表2.4,

21、根據(jù)動(dòng)力粘度模型演算 排水瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度大小，來(lái)評(píng)價(jià)各種高粘改性劑改性的瀝青動(dòng)力粘度對(duì) 瀝青混合料抗車撤能力。表2. 4動(dòng)力粘度演算動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果匯總瀝青種類及高粘改性比列演算動(dòng)穩(wěn) 定度次/mm評(píng)價(jià)第一批鎮(zhèn) 江揚(yáng)子sbs(i-d)瀝 青sbs改性644798503sbs+8%hva>sbs+8%tps >sbs 改性sbs+8%tps39401818252sbs+8%hva76737624181第二批鎮(zhèn)sbs改性438397225sbs+8%hva > sbs+8%tps >sbs 改性江揚(yáng)子sbs (t-d)瀝 青sbs+8%tps70000023261sbs+8

22、%hva10000002704070-a重交 瀝青70-a24380770-a +12%hva>70-a +12%tps>70-a70-a+12%tps25599575870-a+12%h26839615522從表2. 4可以看岀提高瀝青動(dòng)力粘度，排水瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度 會(huì)大幅度提高。第二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs (i-d)瀝青摻加8%1iva高粘改性劑的抗車 轍性能方案最優(yōu)。研究表明，我國(guó)的炎熱氣候和重載條件比日木苛刻得多，可根據(jù)下表2. 5對(duì) 排水瀝青混合料高粘瀝青的動(dòng)力粘度進(jìn)行控制，以保證較好排水路面的路用性 能。根據(jù)觀測(cè)，江蘇地區(qū)路面最高溫度可達(dá)65°c以上，貨

23、車荷載在0. 9mpa也十 分常見，因此，從良好的抗車轍性能考慮，排水瀝青路面膠結(jié)料動(dòng)力粘度宜控制 在20萬(wàn)pa. s以上。在同等基質(zhì)瀝青條件下，同等摻量下的hva動(dòng)力粘度指標(biāo)遠(yuǎn) 大于tps改性劑，是更適合我國(guó)高溫重載道路的排水路面專用添加劑。表2. 5 高溫和重載對(duì)pac瀝青混合料60°c動(dòng)力粘度要求的最低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)考慮 荷載設(shè)計(jì)要求的動(dòng) 穩(wěn)定度(次/mm)車轍試驗(yàn)溫度(可反映該地區(qū)夏季路面溫度)(pa. s)55°c60 °c62. 5°c65 °c67. 5°cp=0. 7mpa40006575268015411210925222

24、058250009977406718211616579433474260001402957186115460233116470666p二0. 8mpa4000862235148709651432802892865000130855333910769321743443900360001839874998151422305724617262p=0. 9mpa40001130846096930691879073793885000171606995314123628515757573760002412898357198585400947809518p=l. ompa400014830604531220

25、562464344975555000225059174018522637397475506060003164312899226043752582810616562. 1.2.2軟化點(diǎn)瀝青軟化點(diǎn)值越高，排水路面混合料高溫失穩(wěn)可承受的溫度更高。瀝青軟化 點(diǎn)與路用性能的抗車撤能力、抗飛散有較好的一致性。作為排水路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 主要防止車撤、飛散病害，所以瀝青軟化點(diǎn)要適當(dāng)?shù)母撸欣谂潘访娴穆酚?性能。同時(shí)，在高粘度改性劑方案下，瀝青軟化點(diǎn)與瀝青動(dòng)力粘度有較好的相關(guān) 性。表2. 6的數(shù)據(jù)表明，基質(zhì)瀝青在添加高粘改性劑后，瀝青軟化點(diǎn)不同程度的 提高，同等摻量下，hva方案顯著高于tps的方案。表2.

26、6各種瀝青的軟化點(diǎn)結(jié)果匯總瀝青種類劑摻加 比例第一批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs(i-d) 瀝青第二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs(i-d) 瀝青70a瀝肓sbs改 性sbs+8%tpssbs+8%1ivasbs改 性sbs+8%tpssbs+8%hva70-a70-a+l2%tps70-a+l2%iiva檢測(cè) 項(xiàng)目單位檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值軟化點(diǎn)tr&b°c77. 599.5102. 089. 595. 0102. 552.586.096. 0評(píng)價(jià)sbs+8%hva>sbs+8%tps>sbs改性sbs+8%hva>sbs+8%tps>sbs改性

27、70-a+12%hva>70-a+12%tps>70-a2. 1.2.3粘韌性粘韌性試驗(yàn)用以評(píng)價(jià)聚合物改性瀝青性能，它用來(lái)測(cè)定瀝青在規(guī)定溫度條件 下拉伸時(shí)與金屬半球的粘韌性和韌性。根木表2. 7數(shù)據(jù)，采用合格的第二批sbs 瀝青和70-a瀝青，hva方案的粘韌性均優(yōu)于tps方案，說明hva高粘度改性瀝青的 粘韌性和握裹性優(yōu)良。表2. 7各種瀝青的粘韌性結(jié)果匯總瀝青種類劑摻加 比例第一批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs(i-d) 瀝青第二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs(i-d) 瀝青70-a瀝青sbs改 性sbs+8%tpssbs+8%hvasbs改 性sbs+8%tpssbs+8%hva70-a70-a+12%t

28、ps70-a+12%hva檢測(cè)單位檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值項(xiàng)目粘韌性(25*0n. m/37. 5830. 96/27. 8326. 92/12.816.44韌性(25 °c)n. m/31.3621.5/7523.71/10. 6812. 76評(píng)價(jià)sbs+8%tps>sbs+8%hvasbs+8%hva>sbs+8%tps70-a+12%hva>70-a+12%tps2. 1.2.4 dsr 試驗(yàn)多數(shù)研究已經(jīng)證明，瀝青混臺(tái)料的疲勞損傷、疲勞壽命與循環(huán)加載過程中的 能量損失具有比例關(guān)系。在shrp瀝青分級(jí)的pg標(biāo)準(zhǔn)中，dsr主要用于評(píng)價(jià)

29、旋轉(zhuǎn)薄 膜烘箱老化前后的高溫性能和壓力老化后瀝青的疲勞性能(中溫性能)。應(yīng)用dsr 的測(cè)定結(jié)果，既能夠反映瀝青的高溫特性，同吋也能夠反映瀝青的疲勞特性。采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(dsr)評(píng)價(jià)瀝青的高溫性能。試驗(yàn)條件采用應(yīng)變控制模 式(12%),25mm圓盤，盤間距為looomm, 10rad/s,測(cè)試溫度分別為58°c、64°c、 709、76°c、82°c、88°c,測(cè)試復(fù)合模量g*和相位角,計(jì)算車轍因子g*/sin 6 , 作為高溫評(píng)價(jià)指標(biāo)。表2. 8各種瀝青的dsr結(jié)果匯總瀝青種類劑摻加比例第一批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs(i-d)瀝青70-a瀝青sbs改

30、性sbs+8%tpssbs+8%hva1 70-a 170-a+12%tps70-a+l2%hva檢測(cè)項(xiàng)目單位檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值抗車轍因 子 kpa原樣 老化后 殘留物58 °c& 7420.522.83. 0417.318.2()rc4.9111.813.51.389.469. 787or2. 927.21& 50. 6525. 385. 5376 r1.884.875.61/3. 243. 3382 °c1.283. 664.03/2. 062. 1688 °c0. 9653.013. 13/1.421.5294 °

31、c/2. 522. 54/1. 111. 15老化后殘留物(>rc/26.930.7/13.314. 170°c/15.717,8/7.487. 5876 °c/9. 3710.6/4.234. 15826c/5. 796. 49/2.462. 3388 x/3. 744. 12/1.491.3694 °c/2. 582. 66/f/評(píng)價(jià)sbs+8%hva>sbs+8%tps70-a+l2%hva>70-a+12%tps從表2. 8對(duì)比可見，高粘度瀝青可以大幅度提高普通瀝青或sbs改性瀝青的 高溫性能和耐疲勞性能，而i1va的方案又高于tps的方

32、案，特別是對(duì)于sbs改性 瀝青添加高粘度改性劑進(jìn)行復(fù)合改性的方案，表明使用hva的抗老化、抗疲勞性 能更為優(yōu)良。2. 1.4.5老化指標(biāo)從表2.1數(shù)據(jù)可以看出，老化后針入度比hva總體上高于tps方案，而質(zhì)量 損失總體上低于tps方案。而對(duì)于延度指標(biāo)，無(wú)論老化前后，hva方案均高于tps, 這與hva方案粘度相對(duì)較大、軟化點(diǎn)相對(duì)較高有一定關(guān)系，但不足以反映耐老化 性能；同時(shí)，考慮到本項(xiàng)冃地處江蘇，低溫抗裂性能如延度指標(biāo)不作為對(duì)比重點(diǎn)。 而在表2. 1瀝青彈性恢復(fù)的對(duì)比數(shù)據(jù)中，iwa高粘改性劑改性的瀝青低溫可恢復(fù) 能力比tps高粘改性劑性的瀝青的能力稍強(qiáng)，說明其粘彈性性能更優(yōu)。2. 1.4.6施

33、工性能布氏粘度表征了瀝青的表觀粘度，可用以評(píng)價(jià)各種瀝青適合的施工溫度。對(duì) 現(xiàn)場(chǎng)施工難易程度在普通瀝青混合料上表現(xiàn)明顯，但在排水路面的大空隙率來(lái)說 影響相對(duì)較小。通過表2. 9的匯總數(shù)據(jù)對(duì)比可知，對(duì)135°c布氏粘度，tps高粘 改性劑改性的瀝青比hva高粘改性劑改性的瀝青?。坏珜?duì)170°c布氏粘度，hva 改性與tps改性平均是相當(dāng)?shù)?，且均小于技術(shù)指南中不大于3pa.s的要求。 考慮到排水瀝青混合料攤鋪溫度一般在175°c左右，兩種添加劑的施工性能和可 壓實(shí)性均不存在問題，這也可以從后續(xù)的混合料成型試驗(yàn)得到驗(yàn)證。表2. 9各種瀝青的布氏粘度結(jié)果匯總瀝青種類劑摻加比

34、例第一批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs （i-d）瀝青第二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs （i-d）瀝青70-a瀝青sbs改性sbs+8%tpssbs+8%hvasbs改性sbs+8%tpssbs+8%i1va70-a70-a+12%tps70-a+12%hva檢測(cè)項(xiàng)冃單位檢測(cè) 值檢測(cè)值檢測(cè) 值檢測(cè) 值檢測(cè)值檢測(cè) 值檢測(cè) 值檢測(cè)值檢測(cè)值布氏粘度（170°c）pa. s/1. 1791.0870. 4581. 1551.254/0. 6681.285布氏粘度（135*0pa. s2. 111/2. 0932.3125. 157/2. 1. 3關(guān)于動(dòng)力粘度指標(biāo)過高問題的驗(yàn)證和分析前述第二批sbs改性瀝青添加8%兩種高

35、粘度添加劑后，出現(xiàn)大于100萬(wàn)pa. s 的情況，這在此前所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中尚未遇到。為確認(rèn)此試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，采用 hva添加劑進(jìn)行了不同摻量的動(dòng)力粘度測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果如下表。表2. 10不同摻量11va添加劑配制的高粘瀝青動(dòng)力粘度匯總編號(hào)sbs改性sbs+8%hvasbs+6%hvasbs+4%hvasbs+2%hva檢測(cè)項(xiàng)目單位檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值檢測(cè)值動(dòng)力粘度(60°c)pa. s43839. 2>100 萬(wàn)15132201153460647823從該表可以看出，在第二批sbs改性瀝青的基礎(chǔ)上，即便是添加2%的hva添 加劑，其動(dòng)力粘度指標(biāo)仍然達(dá)到近65萬(wàn)pa.s,可見h

36、va添加劑在增加瀝青絕對(duì) 粘度方面的效率很高(單位摻量下提高動(dòng)力粘度的幅度)根據(jù)技術(shù)服務(wù)單位此前項(xiàng)目的數(shù)據(jù)積累，鹽通高速多在10萬(wàn)pa.s左右，寧 杭高速多在50萬(wàn)pa. s左右。更大的粘度意味著排水瀝青混合料強(qiáng)度的進(jìn)一步提 升，排水路面最需要的抗飛散和抗車轍性能也將顯著提升。動(dòng)力粘度過大可能帶來(lái)的不利問題主要是施工可行性，如運(yùn)動(dòng)粘度是否也過 大、不利于壓實(shí)的關(guān)鍵問題，但從2. 1.4.6反映的數(shù)據(jù)看，該指標(biāo)也都在可接受 的范圍，后續(xù)還可以通過成型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。但需要特別說明的是，這是基于第二批sbs改性瀝青的數(shù)據(jù)，而該樣品是施 工單位在第一次sbs瀝青不合格的基礎(chǔ)上提供的替換樣品。對(duì)其批量供

37、應(yīng)是否能 夠保持性能穩(wěn)定，尚需要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。2. 2瀝青混合料試驗(yàn)2. 2. 1原材料和配合比情況在前述瀝青指標(biāo)對(duì)比和高粘度添加劑性能對(duì)比基礎(chǔ)上，綜合性價(jià)比，選擇第 二批鎮(zhèn)江揚(yáng)子sbs (i-d)瀝青作為基質(zhì)瀝青，添加8%hva排水路面專用添加劑 進(jìn)行復(fù)合改性，作為本項(xiàng)目的膠結(jié)料方案。粗細(xì)集料選用項(xiàng)目已經(jīng)采購(gòu)的玄武巖，填料為石灰?guī)r礦粉，其各項(xiàng)指標(biāo)均滿 足規(guī)范和技術(shù)指南的各項(xiàng)要求。具體指標(biāo)另見配合比報(bào)告。在選擇的原材料基礎(chǔ)上，進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，最終選擇的級(jí)配如下表，確定的最佳油石比為4.5% （其中，hva:sbs改性瀝青二8:92）。表2. 10目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)推薦級(jí)配表油石比空隙率級(jí)配0. 0

38、750. 150. 300. 601. 182. 364. 759.513.216.0推薦級(jí)配s25.96.67.610. 112. 315. 117.355.094.41002. 2.2混合料性能對(duì)比試驗(yàn)方案根據(jù)選擇的原材料和配合比，分別使用hua和tps兩種添加劑方案，進(jìn)行排 水瀝青混合料的性能驗(yàn)證?；旌狭显囼?yàn)中，添加劑采用模擬施工的干投方案，如 hva,在實(shí)驗(yàn)室拌制hva干投瀝青混合料主要流程為：先將hva高粘度添加劑和 熱集料干拌45s,以使hva均勻分散在礦料中；然后將瀝青按照預(yù)定用量加入， 拌和90s；最后加入礦粉，再拌和90s；拌合完成后，在同等條件下制備對(duì)比試 件組，再進(jìn)行混合

39、料的各種性能驗(yàn)證。性能上重點(diǎn)驗(yàn)證排水瀝青混合料水穩(wěn)性、 高溫穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)飛散和浸水飛散等指標(biāo)。室內(nèi)試驗(yàn)溫度控制按照表2. 11進(jìn)行。表2.11排水性瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)溫度礦料加熱溫度180 190°c瀝青加熱溫度160"170°c瀝青混合料拌和溫度180°c擊實(shí)和車轍成型溫度165°c析漏試驗(yàn)溫度185°c2. 2. 3混合料性能檢驗(yàn)按照2. 3. 2方案進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)兩種添加劑在同等條件下進(jìn)行混合料各性能指標(biāo)試驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果匯總于表2. 12o表2.12排水瀝青混合料目標(biāo)配比的性能檢驗(yàn)項(xiàng)目sbs (t-d) +8%hvasbs (t-d) +8%tps技術(shù)要求油石比，4.54.5/析漏率，0. 571.05w0. 8空隙率，22.623.619'25聯(lián)通空隙率，16.620.4/滲水系數(shù),cm/s0. 850. 90$0. 15滲水系數(shù)ml/15s9668772900馬歇爾強(qiáng)度,kn5. 965. 70m4. 0浸水馬歇爾強(qiáng)度,kn5. 865. 68/殘留穩(wěn)定度98.397. 1280tsr, %89.893.2m7