SBS高黏改性沥青混合料在市政排水路面中的性能研究

河南建材201812023
年第4期SB S 高黏改性沥青混合料在市政排水路面中的性能研究
南斌
兰州新区城市发展投资有限公司(730300)
摘要:为了提高市政道路中排水沥青路面的使用性能,将掺加聚酯纤维的SB S 高黏改性沥青应用于排水沥青路面,根据工程经验并通过析漏试验和飞散试验来进行SB S 高黏改性沥青混合料配合比设计,探究排水沥青混合料的路用性能。

试验结果表明,SB S 高黏改性沥青混合料具有良好的高温稳定性、水稳定性及渗水性能,在排水路面具有广阔的应用前景。

关键词:高黏改性沥青;排水排水路面;配合比设计;性能研究
0前言
排水沥青路面,也被称为多空隙沥青路面,采用大空隙沥青混合料作表层,降雨进入排水功能层,并通过层内排水装置将雨水横向排出,消除了雨天给行车带来不利影响的路表水膜,提高了行车安全性,大幅度降低了交通噪声,因此在国内外市政道路中得到了广泛应用。

因排水沥青路面空隙较
大,需采用高黏沥青来保证排水路面路用性能[1-3]。

为了进一步提高排水路面的使用性能,可以将掺加
聚酯纤维的SB S 高改性沥青应用于市政排水道路中,通过析漏试验和飞散试验确定SBS 高黏改性沥青混合料最佳沥青用量,并进一步通过试验探究排水沥青混合料的路用性能[4]。

1原材料性能
1.1S B S 高黏改性沥青
SBS 高黏改性沥青主要性能指标结果见表1。

表1S B S 高黏改性沥青的主要技术指标
1.2高黏添加剂
排水沥青混合料空隙率很大,因此需要增加沥青膜的厚度来改善路面的水稳定性和耐老化性能,
采用适合交通及气候特点的高黏添加剂对沥青进行改性,以便满足排水沥青路面的高温稳定性、抗水损害性、抗飞散性、低温抗裂性和耐久性等要求。

本研究所采用的高黏度添加剂的掺量为沥青质量的8%。

1.3聚酯纤维
排水路面适当掺加聚酯纤维,可以改善沥青路面的性能,起到加筋和桥接作用,并提高了路面的高温抗车辙能力、低温抗裂能力,改善了抗疲劳能力和水稳定性能力。

本研究的聚酯纤维掺量为混合料总质量的0.2%。

2矿料级配组成设计
2.1确定矿料级配
排水路面的空隙率主要取决于矿料级配组成、沥青含量及混合料的压实方式,其中集料级配组成是控制混合料空隙率大小最主要的影响因素[5]。

以
级配空隙率范围为参考指标,并结合国内外排水路面矿料级配设计经验,根据空隙率与关键筛孔2.36m m 质量通过率的经验公式,调试其他筛孔的质量通过率,选定三组初选级配方见表2。

表2初选矿料的级配组成
2.2初估油石比
通过相关计算,可以得到三组级配的初估油石比5.6%、5.0%和4.4%。

根据马歇尔击实试验成型马歇尔试件测定,空隙率分别为11.9%、10.3%和18.5%。

由于级配3的空隙率最接近设计空隙率中的数值,因此选择级配3为沥青混合料的最佳级配
试验结果
规范要求5340~600.14≥078≥6028≥2087≥75257≥2302.2≤2.599.5≥992≤2.5-0.28±1.072≥6516
≥15
测试指标
针入度(25℃,100g ,5s )/0.1m m 延度(5cm /m i n ,15℃)/cm
软化点/℃延度(5℃,5cm /m i n )/cm 弹性恢复(25℃)%
闪点/℃
旋转黏度(135℃)/Pa ·s
溶解度/%
贮存稳定性离析,48h 软化点差/℃
TFO T 后残留物质量变化/%
针入度比(25℃)%
延度(5℃)/cm
筛孔尺寸/m m 1613.29.5 4.752.36 1.180.60.30.150.075级配范围100
90~10040~71
10~30
9~20
7~17
6~14
5~12
4~93~6
初选级配11009858.52317.5151311.59.57.5初选级配21009252.51711.5
9
7
5.5 3.5
1.5初选级配3
10090.951.815.111.99.3 6.7 4.9 4.7
3.8
试
验研究
22
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方案。

3最佳沥青用量的确定
3.1析漏试验
选取级配3为试验级配,纤维掺量为0.8%,分别以4.0%、4.5%、5.0%、5.5%和6.0%的油石比拌和沥青混合料进行试验。

试验结果(如图1所示)。

从图1可以看出,油石比越大,析漏损失越高,因此排水性沥青混合料的最大沥青用量为4.79%。

图1析漏试验油石比、析漏损失关系
3.2飞散试验
选取级配3为试验级配,纤维掺量为0.8%,分别以4.0%、4.5%、5.0%、5.5%和6.0%的油石比拌和沥青混合料进行试验,试验结果(如图2所示)。

从图2可以看出,油石比越小,飞散损失越高,因此排水性沥青混合料的最小沥青用量为4.28%。

图2飞散试验油石比、飞散损失关系
因此,综合考虑马歇尔试验、飞散试验及析漏试验结果,取最大沥青用量与最小沥青用量的均值4.5%作为最佳沥青用量。

4S B S高黏改性沥青混合料路用性能
利用上述已确定的最佳沥青用量和最佳矿料级配进行混合料路用性能检验,主要对SBS高黏改性沥青混合料的马歇尔稳定度、高温稳定性、水稳定性和渗水性能进行试验研究,由于排水路面所在地区为河南郑州地区,并无低温气候,因此不进行低温抗裂性试验研究。

4.1高温稳定性
目前,国内评价沥青混合料的高温稳定性普遍
采用马歇尔稳定度试验和高温车辙试验,这两种试
验均能客观有效反映混合料的高温稳定性[6-7]。

文章
采用马歇尔稳定度试验和60℃车辙试验来表征
SBS高黏改性沥青混合料的高温稳定性,试验结果
见表3。

试验结果表明,排水沥青路面的SBS高黏
改性沥青混合料具有优异的高温稳定性。

表3S B S高黏改性沥青混合料高温稳定性试验结果
4.2水稳定性
采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价
SBS高黏改性沥青混合料的水稳定性,这两种试验
均能客观有效反映混合料的水稳定性。

文章采用浸
水马歇尔试验和冻融劈裂试验来表征SBS高黏改
性沥青混合料的水温稳定性,试验结果见表4。

通过
两种试验结果表明,SBS高黏改性沥青混合料具有
优异的抗水损害性。

表4S B S高黏改性沥青混合料水稳定性试验结果
4.3渗水性能
采用透水系数试验和渗水系数试验评价SB S
高黏改性沥青混合料的渗水性能,这两种试验均能
客观有效反映混合料的渗水性能[8]。

文章采用透水
系数试验来表征SBS高黏改性沥青混合料的渗水
性能,渗水系数为2.94m L/m i n,大于规范要求的2
m L/m i n,这表明SBS高黏改性沥青混合料具有优异
的渗水性能。

5结语
排水路面SBS高黏改性沥青混合料配合比设
计,根据工程经验,并通过控制目标空隙率、关键筛
孔的通过率来调整和确定矿料级配,利用析漏试验
和飞散试验确定最佳沥青含量,从而确定排水路面
SBS高黏改性沥青混合料配合比。

文章将掺加聚酯纤维的SB S高黏改性沥青应
试验马歇尔稳定度试验车辙试验
最佳油石比
/%
马歇尔
稳定度/kN
规范要求
动稳定度
次/m m
规范要求
4.79%10.84≥4.08473≥6000
试验马歇尔稳定度试验冻融劈裂试验
最佳油
石比
%
马歇尔
稳定度/kN
残留
稳定
度
规范
要求
冻融劈裂
强度/M Pa
冻融劈裂
抗拉强比
%
技术
要求
0.5h48h不冻冻融
4.79%10.429.5791.84≥850.5430.47387.11≥80
试
验
研
究
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用到排水路面,通过相关路用性能试验结果表明, SBS高黏改性沥青混合料在排水路面中具有优异的路用性能。

文章通过渗水性能试验结果表明,SBS高黏高性能改性沥青混合料在排水路面中具有优异的渗水性能。

参考文献:
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通科技,2021(6):44-48.
[3]郭会明,魏星,谭恒程,等.排水沥青混合料设计及其性能研
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[5]郑海兵,刘二国,陈建斌,等.排水式树脂沥青混合料
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[8]T G/T3350-03-2020.排水沥青路面设计与施工技术规
范[S].北京:人民交通出版社,2020.
作者简介:南斌,男,1996年出生,汉族,本科,助理工程师,研究方向为市政道路工程。

季冻区废旧橡胶改性沥青混合料低温性能研究综述
刘庆春1朱春凤*1李强2
1吉林建筑大学土木工程学院(130118)2长春市沥青混凝土有限公司(130031)
摘要:由于季冻区的气候特点,造就了季冻区道路路面的一系列的病害,文章针对季冻区道路路面的病害特点,综述了废旧橡胶改性沥青混合料的研究成果,对废旧橡胶改性沥青混合料的高温稳定性能,低温抗裂性能,水稳定性能和抗疲劳性能进行了介绍,最后提出应用废旧橡胶改性沥青混合料可以有效改善季冻区道路存在的问题,并且可以有效的改善废旧轮胎堆积问题和环境污染问题,并进一步提出提高其应用于季冻区道路路面性能的方法。

关键词:道路工程;橡胶改性沥青;低温性能;高温性能
0引言
我国地域广阔,各区域环境各不相同,不同环
境的气候的特点也各不相同,造就了不同的道路的
病害。

季冻区气候特点即夏季炎热,冬季严寒,昼夜
温差较大。

也正因为季冻区这种特殊气候特点,相
比较其他地区而言,其病害特点有:裂缝严重扩张,
沥青路面的变形,沥青路面出现翻浆和冻胀等。

针
对上述病害特点,除了采取行政手段,限制超载车
辆减少对沥青路面的伤害外,还需在选择合适的沥
青混合料,提高沥青混合料的路用性能主面下功夫,
此外,最好还要兼具经济效益。

大量的研究表明[1-4],废旧橡胶改性沥青混合料不仅能提高沥青路面的
高温稳定性,而且还可以提高沥青路面的低温抗裂
性能和水稳定性能,与此同时,废旧橡胶改性沥青
混合料的应用,极大的缓解了废旧橡胶轮胎的堆积
占地问题和环境污染问题。

文章针对季冻区沥青路面的病害特点,进行综
述对比说明了橡胶改性沥青混合料的高温性能,低温抗裂性能和冻融性能应用于季冻区的优越性和适应性,最后提出应用橡胶改性沥青混合料可以有效改善季冻区道路存在的问题,并进一步提出提高其应用于季冻区道路路面的性能的方向。

1高温稳定性能
由于季冻区夏季炎热多雨,气温最高时可达40℃,此季节沥青路面常出现车辙病害,车辙的形成是因为温度过高,沥青混合料不稳定,当汽车行驶在沥青路面时,形成车辙。

同时因为车轮的反复碾压导致沥青路面层的厚度变薄,由此降低了表面层的整体强度,也易诱发形成水损、剥落等其他病害,与此同时,当车辙积累较多时,则可能形成路面坑洼,开裂等情况,所以季冻区沥青路面对沥青混合料的高温稳定性能要求较高。

对于高温稳定性能评价方法有很多,包括马歇尔试验,车辙试验,三轴试验等。

目前我国应用较多的还是车辙试验,因其应用广泛,影响很大,易于实现。

车辙试验的具体步骤:将制好的沥青混合料,利
试验研究
24。