沥青与沥青混合料课件

Superpave胶结料试验仪器及目的 Superpave胶结料试验仪器及目的
Superpave胶结料试验仪器 动态剪切流变仪（DSR DSR） 旋转粘度仪（RV RV） 弯曲粱流变仪（BBR BBR） 直接拉伸试验仪（DTT DTT） 旋转薄膜烘箱（RTFOT RTFOT） 压力老化容器（PAV PAV） 目的 测量高温和中等温度性质 测量高温性质 测量低温性质
评价改性沥青的新增指标——离析试验 评价改性沥青的新增指标——离析试验 由于聚合物改性沥青在停止搅拌、冷却过程中， 由于聚合物改性沥青在停止搅拌、冷却过程中， 聚合物会从沥青中离析， 聚合物会从沥青中离析，所以当聚合物改性沥青 在生产后不能立即使用，应进行离析试验， 在生产后不能立即使用，应进行离析试验，以评 价改性剂与基质沥青的相容性。 价改性剂与基质沥青的相容性。 离析试验方法：将热沥青倒入一盛样管， 离析试验方法：将热沥青倒入一盛样管，封闭 的烘箱中静止放置48h， 后，在163 ℃的烘箱中静止放置48h，取出后在冰 箱中冷却 将盛样管分成三等份， 冷却， 箱中冷却，将盛样管分成三等份，测试上下两部 分沥青的软化点，一般规定软化点差应小于2.5 分沥青的软化点，一般规定软化点差应小于2.5 ℃。
第4章
SHRP沥青胶结料评价方法 SHRP沥青胶结料评价方法
2012-3-26
19
SHRP(Strategic Highway Research Program)， ， 美国公路战略研究计划 Superpave （ Superior Performance Asphalt Pavement，高性能沥青路面 ） 是 SHRP的研究成 ， 高性能沥青路面） 的研究成 果之一。 果之一。
评价改性沥青的新增指标——粘韧性 评价改性沥青的新增指标——粘韧性
国外的研究表明, 国外的研究表明,沥青粘韧性试 验是评价橡胶类改性沥青效果的一 种比较好的方法. 种比较好的方法. 沥青粘韧性试验是测定沥青在 规定温度下高速拉伸时与金属半球 的粘韧性及韧性. 的粘韧性及韧性. 一般试验温度为 25 ℃,拉伸速度为500mm/min. 拉伸速度为500mm/min. 试验时, 试验时,一开始表现出需要较大 的荷重, 的荷重,后来则有一较长时间的变 形段, 形段,一般将总的功称作粘韧性 (toughness),将后期较长时间变形 (toughness),将后期较长时间变形 的部分称作韧性(tenacity). 的部分称作韧性(tenacity).
弯曲梁流变仪
试验目的：测量沥青在低温下的劲度，评 价沥青的低温性能 评价指标：m值、蠕变劲度S(t) 评价指标：m值、蠕变劲度S(t) 评价标准：S 评价标准：S ≤300kPa m≥0.30
直接拉伸试验仪
试验目的：测量沥青胶结料低温最大拉应 变，评价沥青的低温性能 评价指标：破坏应变 评价标准： 破坏应变≥ 1.0% 破坏应变≥
三、技术标准（JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范） F40公路沥青路面施工技术规范）
评价改性沥青的新增指标——粘度（ 评价改性沥青的新增指标——粘度（135 ℃） 粘度
在新修订的道路石油沥青技术要求 和聚合物改性沥青技术要求中均规定了 绝对粘度的测试。 绝对粘度的测试。 普通沥青中要求测试60 时的粘度， 普通沥青中要求测试60 ℃时的粘度， 这是为保证普通沥青铺筑的路面在高温 时应具有一定的抗车辙能力。 时应具有一定的抗车辙能力。而改性沥 青中要求测试135 时的粘度， 青中要求测试135 ℃时的粘度，这是为 保证改性沥青混合料易于摊铺。 保证改性沥青混合料易于摊铺。 粘度一般均采用BROOKFIELD旋 粘度一般均采用BROOKFIELD旋 转粘度计。 转粘度计。
第3章
改性沥青
2012-3-26
1
改性沥青—— 指掺加橡胶 树脂等高分子聚合物、天然沥青、 改性沥青 ——指掺加橡胶、 树脂等高分子聚合物 、 天然沥青 、 指掺加橡胶、 磨 细的橡胶 粉 ， 或者其他材料等外掺剂 （ 改性剂 ） 制成的沥 细的橡胶粉 或者其他材料等外掺剂（改性剂） 青结合料，从而使沥青或沥青混合料的性能得以改善。 青结合料，从而使沥青或沥青混合料的性能得以改善。 改性剂—— 指在 改性剂 ——指在 沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工的 指在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工的 有机或无机材料 可熔融、 分散在沥青中， 有机或 无机材料 ， 可熔融 、 分散在沥青中 ， 改善或提高沥青 无机材料， 路面性能（ 沥青发生反应或裹覆在集料表面上 路面性能（ 与沥青发生反应或裹覆在集料表面上）的材料。 反应或裹覆在集料表面上） 材料。
改性沥青选择
低温地区，宜采用针入度较大的沥青，选用低 温性能好的改性剂（如SBR等）； 高温地区，宜采用针入度较小的沥青，选用塑 料类（PE、EVA）或SBS等改性剂； 高低温性能均有要求的地区，可选用SBS或复合 改性剂。
二、技术性质
温度敏感性：针入度指数 ，针入度粘度指数PVN，粘温指数 温度敏感性：针入度指数PI，针入度粘度指数 ， VTS及沥青等级指数 等 及沥青等级指数CI等 及沥青等级指数 高温稳定性：软化点（当量软化点） 高温稳定性：软化点（当量软化点） 低温柔韧性：当量脆点T1.2、低温延度（5℃，5cm/ min ） 低温柔韧性：当量脆点 、低温延度（ ℃ 弹性：弹性恢复（ ℃ 弹性：弹性恢复（15℃，30 min ，10cm，5cm/ min ） ， 粘韧性： 测力延度（ ℃ 粘韧性： 测力延度（10℃，5cm/ min ） 耐久性 ： 残留针入度比 （ 25℃ ， 100g， 5s ） 、 低温残留延度 ℃ ， 残留弹性恢复（ ℃ （10℃，5cm/ min ）、残留弹性恢复（15℃，30 min ，10cm， ℃ ， 5cm/min ） 存储稳定性 SBS：采用软化点差来表征离析程度 ： EVA、PE：观察法 、 ： 施工性能： 施工性能：闪点 工作度：高温粘度（ 工作度：高温粘度（泵送性）
1．SBS
可改善高温与低温 苯乙烯和丁二烯为单体， 以 苯乙烯和丁二烯为单体 ， 采用阴离子聚合制得的线型或星 型嵌段共聚物结构 结构： 型嵌段共聚物结构： 硬段（ 聚苯乙烯段 塑料段） 硬段（S段）—聚苯乙烯段（塑料段） 软段（ 聚丁二烯段 橡胶段 软段（B段）—聚丁二烯段（橡胶段） 玻璃化温度有两个 有两个： 玻璃化温度有两个： Tg1—－80℃（聚丁二烯） 80℃ 聚丁二烯） Tg2—+80～+100℃（聚苯乙烯） 80～ 100℃ 聚苯乙烯） 在温度超过SBS端基聚苯乙烯的玻璃化温度 在温度超过SBS端基聚苯乙烯的玻璃化温度（Tg2）时原有结 端基聚苯乙烯的玻璃化温度（ 构消失，有利于沥青的拌和与施工，而在常温下“硬段” 构消失，有利于沥青的拌和与施工，而在常温下“硬段”处 于玻璃态，起物理交联作用， 于玻璃态，起物理交联作用，产生高拉伸强度和高温下的抗 拉伸能力， 软段”处于高弹态， 拉伸能力，“软段”处于高弹态，具有较好的弹性和抗疲劳 性能。 性能。
4．EVA 主要改善高温， 主要改善高温，低温适当改善 乙烯支链上引入醋酸基团 EVA改性沥青的性能与 EVA的分子量以及乙酸乙 EVA 改性沥青的性能与EVA 的分子量以及乙酸乙 VA）的含量有关。 烯（VA）的含量有关。 EVA含量越高 ， 基团越大， 则似胶物的比例越大， EVA 含量越高， 基团越大 ， 则似胶物的比例越大 ， 对低温改性越好，且越易于加工。 对低温改性越好，且越易于加工。 EVA<5 则近于PE EVA<5%则近于PE 常用EVA为19% 28% 常用EVA为19%、28%
Superpave沥青胶结料规范标准 Superpave沥青胶结料规范标准
疲劳裂缝
—已经过RFTO和PAV老化的沥青胶结料的G*sinδ最大为 已经过RFTO和PAV老化的沥青胶结料的G*sinδ最大为 5000kPa(DSR) 5000kPa(DSR)
35
30
C1-3-9
25
20
15 G1-2-2 10
5
M11-3
0 0.05 0 -0.05 -0.1 -0.15 -0.2 -0.25 -0.3 -0.35
-5
四、生产技术
作业1 任选一） 作业1（任选一）
沥青应用现状及其发展趋势 改性沥青改性机理及其应用
不少于2000 不少于2000字 2000字
3．PE 1）类型 LDPE， HDPE，再生聚乙烯，回收聚乙烯 LDPE， HDPE，再生聚乙烯，回收聚乙烯 LM，柔性、伸长率、耐冲击性能好，结晶度小，溶解度 LM，柔性、伸长率、耐冲击性能好，结晶度小，溶解度 参数较宽，外观乳白色圆柱状颗粒 2）性能 粘度增加，高温性能好。 指标变化：针入度减小 软化点增加 延度减小 对多蜡沥青较好
பைடு நூலகம்
评价SBS改性沥青的新增指标 评价SBS改性沥青的新增指标——弹性恢复 改性沥青的新增指标——弹性恢复 对SBS等热塑性橡胶改性沥青，弹性恢复能力 SBS等热塑性橡胶改性沥青 等热塑性橡胶改性沥青， 强是特别显著的特点。由于弹性恢复性能好， 强是特别显著的特点。由于弹性恢复性能好，路 面在荷载作用下产生的变形，能在荷载通过后迅 面在荷载作用下产生的变形， 速恢复，从而留下的残余变形小。 速恢复，从而留下的残余变形小。 弹性恢复指标最早是由ASTM D6084标准提出 弹性恢复指标最早是由ASTM D6084标准提出 采用延度试验所用的试模， 的。采用延度试验所用的试模，但中间部分换为 直线侧模。试验时在规定温度下以5cm/min速度 直线侧模。试验时在规定温度下以5cm/min速度 拉伸至10cm时停止 用剪刀将试样剪成两部分， 时停止， 拉伸至10cm时停止，用剪刀将试样剪成两部分， 在水中保持1h，再对接，测量出对接后的长度， 在水中保持1h，再对接，测量出对接后的长度， 计算出恢复率。 计算出恢复率。
模拟硬化（耐久性）特性
动态剪切流变仪
试验目的：用来测试沥青胶结料粘弹性 特征，评价沥青的高温性能和疲劳性能 主要参数：复数剪切参数G*、相位角δ 主要参数：复数剪切参数G*、相位角δ 评价指标：G*/sinδ G*×sinδ 评价指标：G*/sinδ、 G*×sinδ 评价标准： G*/sinδ≥ 1.0kPa(原样) G*/sinδ 1.0kPa(原样) G*/sinδ G*/sinδ≥ 2.2kPa(RTFO) G*×sinδ≤ 5000kPa(PAV) G*×sinδ