天然岩沥青、改性沥青及沥青混合料性能评价.doc

1、1天然岩沥青、改性沥青及沥青混合料性能评价摘要：本文就天然岩沥青改性沥青及沥青混合料性能评价的一些课题做一简要的陈述，论述了天然岩沥青改性沥青性能评价、天然岩沥青改性沥青技术要求、天然岩沥青改性沥青混合料性能评价、确定基质沥青及适宜天然岩沥青掺量等四个方面的内容，仅供交流学习。 关键词：天然岩沥青；改性沥青；混合料性能；评价 中图分类号： 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）02- 不同改性沥青，使用性能差异较大，不同沥青-改性剂的组合，其性能有较大的差异。改性沥青的应用应结合工程实际情况选择适宜的改性沥青。根据当地的气候和交通条件，选择适当的基质沥青。如希望提高高温性能的

2、路段，基质沥青的标号宜为当地同类公路使用的沥青标号；如希望提高低温性能的路段，基质沥青的标号宜为针人度大一个等级（软一些）的沥青。同时，对每一类改性沥青的路用性能，采用不同的评价指标，但要针对改性沥青的特点及改性目的，选择有代表性的试验指标作为重点评价指标。采用天然岩沥青作为改性剂主要是用来提高沥青路面的高温稳定性，所以，以高温性能评价指标作为主要评价指标，同时兼顾到低温性能。下面，仅就天然岩沥青改性沥青及沥青混合料性能评价的一些课题做一简要的陈述。 1.天然岩沥青改性沥青性能评价 作为改性剂的天然岩沥青主要技术指标满足表 1 要求。本论文所用2的岩沥青的指标是多少 试验严格按照公路工程沥青及

3、沥青混合料试验规程 （JTJ052-2000）有关试验方法进行室内试验。室内试验制作改性沥青的工艺尽可能与生产现场的实际加工工艺一致，经改性的沥青能够模拟实际生产时的情况。使用国产天然岩沥青资源，使经济、实用的天然岩沥青改性剂得到广泛应用，促进改性沥青在高等级公路路面中的应用，特别是能促进天然岩沥青在面广量大的干线公路网中得到广泛应用，提高路面使用性能。天然岩沥青在国外路面工程有较多应用，长期的工程实践表明天然沥青通常就有较好的抗车辙性能、抗水损坏能力、抗老化性能和较高的强度。岩沥青常年与自然环境共存，性能非常稳定，国外研究认为其性能主要有以下几个特点：岩沥青软化点高，一般在 150以上，用其

4、改性可显著提高沥青路面的高温稳定性；天然岩沥青含氮量高，且氮以官能团形式存在，可显著提高沥青路面的抗水损坏能力；天然岩沥青抗老化能力强，抗微生物侵蚀作用很强，耐候性好，沥青路面更耐久；岩沥青是固体颗粒状材料，改性工艺简单，施工方便；岩沥青是一种天然高聚物，与基质沥青相容性好，稳定无离析。 2.天然岩沥青改性沥青技术要求 通过上述沥青胶结料试验结果可初步提出天然岩沥青改性的技术要求，供施工质量控制，并与 50#硬质沥青进行各项性能指标比较，见表2-5。但是，50#硬质沥青生产工艺复杂，设备要求高，生产成本较高，社会需求较少，沥青厂商一般较少生产，价格较贵。按照目前公路建设的投资政策，如何在节省投

5、资条件下，将公路路面质量搞的更好，还需3进一步研究。引进国产天然岩沥青改性剂，为今后高等级路面质量的提高、工程成本的降低提供借鉴，开拓思路。 3.天然岩沥青改性沥青混合料性能评价 由于沥青路面的车辙主要由中面层沥青混合料的高温稳定性不足造成的，考虑到掺加天然岩沥青改性剂的主要目的是提高沥青混合料的高温稳定性，为了兼顾考察沥青混合料的低温抗裂性能，所以采用与实体工程中面层相同的集料及级配（Sup-20 级配组成见表 3，级配曲线见图1，沥青用量为 4.4%）进行了车辙试验（60）和低温弯曲试验（-10） 。车辙试验结果见表 4。 从表 4 可知，随着岩沥青掺量的增加，混合料的动稳定度值也在不断增

6、大，即高温性能在增长。与不掺岩沥青的混合料相比，三种基质沥青掺 5%岩沥青后的混合料动稳定度增幅分别达 72.6%、74.2%和 42.7%。由此可见，掺加不同剂量岩沥青后，混合料的高温性能有较大提高，改性效果比较明显。 从表 5 可知，随着岩沥青掺量的增加，混合料的弯曲劲度模量值逐渐增大，弯拉应变逐渐减小，即改性后的沥青有逐渐变硬的趋势。与不掺岩沥青的混合料相比，三种基质沥青掺 8%岩沥青后的混合料弯拉应变分别为各基质沥青的 92.0%、93.9%和 88.9%。由此可见，掺加不同剂量岩沥青后，对混合料的低温性能没有明显影。 经过天然岩沥青改性后，沥青混合料的动稳定度有了大幅度提高，也就是说

7、，普通沥青经过改性后，其抗高温性能得到了较好地改善，能4够在沥青混合料承受高温及重型荷载作用的同时，具有良好的稳定性能，防止沥青路面产生变形。也就是说路面使用寿命、抗疲劳开裂强度、恶劣环境和繁重交通条件下的正常使用能力都得到不同程度的改观。天然岩沥青通常具有较好的抗车辙性能、抗水损坏能力和抗老化性能，同时改性工艺简单，性能稳定，在国外得到广泛应用，近年来我国的路面工程应用也逐渐增多。 4.确定基质沥青及适宜天然岩沥青掺量 根据沥青及沥青混合料试验的各项数据显示，泰普克 70#基质沥青较软，老化后性能不理想，选择其作为基质沥青进行改性更具有现实意义，同时，泰普克 70#基质沥青与 CEI 天然岩

8、沥青的配伍性较好，改性效果更好，掺量在 8%左右沥青胶结料的综合性能较好；从高温稳定性试验（车辙试验）结果可知，综合比较分析三种基质沥青四种掺量下动稳定度满足有关要求适宜的掺量约为 7.0%，其中泰普克 70#在四种掺量下，动稳定度平稳增加且增幅较大；低温弯曲试验结果表明三种基质沥青四种掺量情况下，弯曲应变均能满足要求，没有明显区别。 通过泰普克 70#、泰州中海 70#、SK-90#三种基质沥青分别掺加0%、5%、8%、11%的天然岩沥青改性剂沥青胶结料试验、动稳定度试验和低温小梁弯曲试验，经综合经济技术分析，初步建议天然岩沥青的掺量为 7%左右为宜；考虑到施工变异性，为确保沥青混合料性能满足要求，建议实际生产时掺量按 7.5%控制。 对沥青路面中、上面层采用天然岩沥青提高沥青混凝土路面性能的关键技术进行研究；研究天然岩沥青与工程已选用的进口基质沥青和国5产泰州沥青的的匹配性，探索天然岩沥青改性沥青混合料配合比设计方法；研究天然岩沥青改性沥青与集料的粘附性，判断是否需采用抗剥落措施；优化集料嵌挤型级配，探索天然岩沥青改性沥青修建中、上面层的施工控制要素，提高中、上面层抗高温变形性能。因此，可以探索在高等级公路的路面中使用国产的天然岩沥青改性沥青，提高沥青混凝土路面的使用性能，降低工程成本，以产生较大的社会和经济效益。