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粉胶比对沥青混合料高温性能的影响l 引言沥青混合料是一种具有流变特性的材料,由沥青与填料矿粉所组成的沥青胶浆的性质随粉胶比的变化而变化,从而影响沥青混合料的高温稳定性。为了获得较好的高温稳定性,应确定沥青胶浆合适的粉胶比。1. 原材料基础沥青:克拉玛依AH-90沥青,其性质见表1。矿粉:石灰岩矿粉,矿粉的筛分结果见表2。选取粉胶比为0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6。表1 基础沥青性质项目规范要求实测值针入度(25)/mm8010089软化点/445448.1延度(15)/cm100100密度(15)/实测记录0.991RTHOT后质量损失,%5578.2表2矿粉筛分结果筛孔/mm1.180.60.30.150.075通过率/%10098.294.390.085.12. 旋转粘度试验采用布洛克菲尔德粘度计,试验方法为T06252000。试验结果见表3。表3粘度值表温度()90110135165粉胶比表观粘度06.6481.2140.3820.1020.62.4212.3160.7020.1540.82.4362.4080.9170.20113.8162.6471.1060.2251.25.6422.6681.3120.2731.44.3822.1090.4781.66.3323.4860.673表观粘度与粉胶比之间的关系见图1图1表观粘度与粉胶比关系图从试验结果可以看出,随粉胶比增大,抗剪强度增大。当粉胶比小于1.2时,变化并不剧烈,当粉胶比大于1.2时,抗剪强度急剧增大,说明过大的矿粉掺量严重影响了沥青的粘度。因此会影响沥青混合料的拌合和施工,所以从沥青的粘度方面考虑,粉胶比不宜大于1.2。3. 动态剪切流变试验(DSR)动态剪切流变试验采用动态剪切流变仪( DSR),在规定的试验角速度(10 r ad/ s)下,测定沥青材料的复数模量和相位角并计算车辙因子( /sin),用该指标来表征沥青结合料的粘性和弹性性状,车辙因子越大,沥青结合料的高温性能越好。动态剪切流变试验采用美国BOH LIN公司生产的C-VOR150型动态剪切流变仪,试验结果见表4。表4 DSR试验 /sin结果粉胶比 /sin kPa6070800.63.822.110.880.84.992.691.211.07.673.281.541.210.014.322.661.410.124.342.761.610.204.672.87在不同温度下抗车辙因子与粉胶比之间的关系见图2图2 粉胶比变化对车辙因子影响曲线从试验结果可知:在3种不同的温度下,抗车辙因子曲线表现出类似的变化规律。在粉胶比0.6到1.2的范围内,随粉胶比的增加, /sin显著增大,说明加入适当比例的矿粉有利于提高沥青混合料的高温稳定性。原苏联的研究结果认为,沥青与矿料相互作用后,沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列,在矿料表面形成一层扩散结构膜,从而形成一定量的结构沥青,使其具有较高的粘结力和稳定性。粉胶比的增加提高了结构沥青的比例,使沥青的粘度和强度有所增加,提高了沥青胶浆的高温稳定性。但当粉胶比大于1.2时,矿粉含量的增加对沥青胶浆高温性能的改善效果明显减弱。原因是随着矿粉数量的增加,结构沥青的比例不断增大,表现为高温稳定性的逐步增强,但当矿粉含量超过一定范围后,由于矿粉难以均匀分散于沥青中,使部分矿粒未被裹覆,反而使粘聚力降低。因此,粉胶比过大反而会破坏沥青胶浆的高温性质。4. 结论(1)加入适当比例的矿粉有利于提高沥青混合料的高温稳定性,但比例超过1.2后高温性能改善效果降低。(2)随粉胶比增大,抗剪强度增大,当粉胶比大于1.2时,沥青的粘度明显降低。 (3)为了提高沥青混合料的高温稳定性,同时兼顾施工性能,应加入适当比例矿粉,但粉胶比不宜超过1.2。参考文献:1张争奇,王永才.沥青胶浆对沥青混合料高低温性能的影响J.长安大学学报:自然科学版,2006,26(2):1-5.2姚爱玲,徐德龙,孙治军.矿渣粉作为填料的沥青混合料性能试验J.中国公路学报,2006,19(6):25-29.3邵显智,谭忆秋,邵敏华.几种矿粉指标对沥青胶浆的影响分析J.公路,2004,(5):122-124.4孙长新.沥青与矿料的热动力分析 J.中国公路学报,2005,18(4):16-20.
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