改性瀝青灌縫膠組成材料
近年來,中國公路建設發展迅猛,截至2017年底,中國公路通車總裏程達到477.35萬(wan) km。瀝青路而憑借優(you) 越的性能和行車舒適性,占據中國公路總裏程的90%以上,但隨著中國越來越多的瀝青路而進入養(yang) 護期,其病害及其處治問題也引起人們(men) 的高度重視。瀝青路而常見病害主要有裂縫、車轍、擁包和坑槽等,而裂縫是更早出現、普遍存在,且無法避免的一種病害。 瀝青路而進行及時合理的修補養(yang) 護能夠有效阻比裂縫進一步惡化,延長路而的使用壽命。美國SHRP計劃研究表明:在眾(zhong) 多養(yang) 護方式中灌縫處理是更常使用且性價(jia) 比更高的一種方式。目前常用的灌縫材料主要有熱用瀝青類、冷用瀝青類和專(zhuan) 用材料類,其中熱用瀝青灌縫膠因其製備簡單、造價(jia) 低等優(you) 點更為(wei) 常用。但是從(cong) 路而現場應用效果看,中國國產(chan) 瀝青路而灌縫材料的品質還不穩定,高溫流淌、低溫開裂、瓢附性差和柔韌性小等問題突出,更終導致路而裂縫修補失效。與(yu) 之對照,國外產(chan) 品應用效果較好,但受價(jia) 格昂貴、施工複雜等因素製約,使之推廣應用受到一定限製。 2.1基質瀝青 基質瀝青品種較多,不同標號的瀝青,其組分存在較大差異。考慮聚合物改性劑與(yu) 瀝青的相容性,結合岩改瀝青性能的研究成果,該文采用中石油昆侖(lun) 牌90#道路石油瀝青作為(wei) 基質瀝青。依據JTU E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》對90-基質瀝青進行相關(guan) 指標測試,試驗結果見表1. 2.2岩瀝青 岩瀝青具有較強的抗車轍、抗水損和抗老化能力等特點,且存儲(chu) 、運輸方便,施工簡單。目前世界上具有代表性的岩瀝青主要包括北美岩瀝青、布敦岩瀝青、新疆岩瀝青、青川岩瀝青,分別產(chan) 自美國猶他州、南太平洋的印度尼西亞(ya) 布敦島、準噶爾盆地西北邊緣的低山風蝕丘陵區、四川北秦嶺支脈九龍山一帶。因產(chan) 源不同,4種岩瀝青的成分與(yu) 性能存在一定差異,但均具有良好的高溫穩定性、抗老化性及耐久性。可見,其路用性能方而的特點對改善灌縫膠的高溫性能具有明顯優(you) 勢。 為(wei) 確定岩瀝青與(yu) 道路石油瀝青的匹配性,基質瀝青選取90#道路石油瀝青,4種岩瀝青的摻量均為(wei) 6%(質量百分比),試驗編號依次為(wei) 1#(90#+6%北美岩瀝青)、2# (90# +6%布敦岩瀝青)、3# (90#+6%新疆岩瀝青)、4# (90#+6%青川岩瀝青)。采用外摻法製備岩改瀝青,對比分析針入度、延度、軟化點基本性能指標(表2),重點通過評價(jia) 其高溫性能與(yu) 相容性對岩瀝青種類進行初選。 由表2可以看出:從(cong) 針入度和延度指標來看2#>1#>3#>4#,但延度相差不大;從(cong) 軟化點來看,其大小順序為(wei) 4#>1#>3#>2#。青川岩瀝青與(yu) 新疆岩瀝青相對於(yu) 國外的北美岩瀝青和布敦岩瀝青的優(you) 勢在於(yu) 瀝青含量較高,礦物雜質相對較少,軟化點較高,但針入度和延度略低。在改善瀝青高溫性能方而,青川岩瀝青更具有優(you) 勢,而新疆岩瀝青對瀝青的高溫性能改善稍差。因此,試驗選用青川岩瀝青對高溫型複合改性瀝青灌縫膠進行組配研究。 2.3其他助劑與(yu) 改性劑 為(wei) 了更好地促進高溫型複合改性瀝青灌縫膠各組分材料的分散與(yu) 相容。試驗選用了60目廢舊橡膠粉、SBS和相容劑3種改性助劑,它們(men) 在體(ti) 係中發揮各自的重要作用。其中,合適粒徑的橡膠瀝青具有良好可塑性,可明顯改善瀝青的低溫性能,延緩瀝青路而的反射裂縫,冬季存在柔韌性,延長路而使用壽命等特點;相容劑采用糠醛抽出油,其芳烴含量高,可促進 SBS和SBR等改性劑在瀝青中的溶解,增加其延展性;SBS具有較高的彈性和高低溫性能,在瀝青中熔融後可以形成穩定的網狀結構,從(cong) 而使瀝青的力學性能發生改變,但其在瀝青中的相容性較差,易產(chan) 生離析現象。自製改性劑X與(yu) Y的作用分別為(wei) 增加灌縫膠與(yu) 路而瓢附界而的瓢彈性和調節灌封膠的塑性與(yu) 柔韌性。
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