于增義
摘 要:測試了高耐久高粘度改性瀝青及其混合料的技術(shù)性能,并與普通高粘度改性瀝青進行了對比,結(jié)果表明:與普通高粘度改性瀝青相比,高耐久高粘度改性瀝青稠度較大,延展性及耐老化性能較優(yōu)異,可提升OGFC混合料的高溫性能、抗飛散能力及低溫性能。
關(guān)鍵詞:高粘度改性瀝青;高耐久;高溫性能;抗飛散能力;低溫性能
1 引言
大孔隙開級配瀝青混合料(OGFC)的功能為排水、降噪及抗滑,其空隙率范圍為18~23%。OGFC的性能取決于瀝青結(jié)合料的品質(zhì)與礦料的組成結(jié)構(gòu),國內(nèi)外已研發(fā)了OGFC專用高粘度改性瀝青,提出了礦料組成設(shè)計方法,并已進行了工程應用。對于OGFC路面,其空隙率越大,排水效果越明顯;最大公稱粒徑越小,降噪效果更明顯。而空隙率增加、最大公稱粒徑的減少均使得OGFC的性能降低。為確保OGFC路面的耐久性,目前常用的OGFC空隙率為20%,最大公稱粒徑不小于9.5mm,路面厚度為4cm。
OGFC的耐久性主要是指瀝青結(jié)合料的耐久性,市場上常規(guī)應用的高粘度改性瀝青,能夠滿足中輕交通車輛荷載的使用要求,尤其適用城市高架道路。但對于交叉口、車輛小轉(zhuǎn)彎半徑區(qū)域以及重載道路,排水路面容易產(chǎn)生脫粒,車轍等一系列損壞。為此,研制了高耐久型高粘度改性瀝青,用以提高OGFC的耐久性、抗飛散性以及抗剪切扭轉(zhuǎn)性。同時在確保使用品質(zhì)的前提下,可將空隙率增大為23%、最大公稱粒徑降低為4.75mm。本文通過室內(nèi)試驗對高耐久高粘度改性瀝青及其混合料的性能進行了驗證,以期為該類瀝青材料在OGFC中的使用提供參考。
2 材料與試驗
2.1 試驗材料
試驗用瀝青為普通高粘度改性瀝青、高耐久高粘度改性瀝青;礦料為玄武巖集料與石灰?guī)r磨細的礦粉。
2.2 瀝青及混合料性能試驗
按照我國現(xiàn)行試驗規(guī)程,分別對普通、高耐久高粘度改性瀝青進行針入度、軟化點、5℃延度以及RTFOT老化等試驗。
分別采用上述兩種高粘度改性瀝青制備OGFC-13、OGFC-5混合料,進行車轍試驗、肯塔堡飛散試驗及低溫小梁彎曲試驗。其中,肯塔堡飛散試驗的溫度為5℃,即將試件置于5℃恒溫箱中20h后進行飛散試驗。
3 試驗結(jié)果與分析
3.1 瀝青技術(shù)性能
普通高粘度改性瀝青、高耐久高粘度改性瀝青性能測試結(jié)果見表1。
由表1可見,與普通高粘度改性瀝青相比,高耐久高粘度改性瀝青針入度較小,軟化點、延度較大,老化后質(zhì)量損失無差異,針入度比及延度較大。這表明,高耐久高粘度改性瀝青的稠度較大,延展性及耐熱氧老化性能較好。
3.2 混合料技術(shù)性能
3.2.1 高溫性能
不同空隙率的OGFC-13、OGFC-5高溫性能測試結(jié)果見圖1。分析圖1可以看出,與普通高粘度改性瀝青相比,采用高耐久高粘度改性瀝青,對于空隙率為20%的OGFC-13,其動穩(wěn)定度增加10904次·mm-1,增幅為225%;對于空隙率為23%的OGFC-5,其動穩(wěn)定度增加9000次·mm-1,增幅為600%。
另,根據(jù)我國現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范,OGFC混合料動穩(wěn)定度需不低于3000??障堵蕿?3%的OGFC-5,使用普通高粘度改性瀝青時,其動穩(wěn)定度僅為1500次·mm-1,無法達到規(guī)范要求,而使用高耐久高粘度改性瀝青時,動穩(wěn)定度為15750次·mm-1,明顯高于規(guī)范要求。
3.2.2 抗飛散性能
不同空隙率的OGFC-13、OGFC-5抗飛散性能測試結(jié)果見圖2。分析圖2可以看出,與普通高粘度改性瀝青相比,采用高耐久高粘度改性瀝青,對于空隙率為20%的OGFC-13,飛散損失率降低53%,降幅為48%;對于空隙率為23%的OGFC-5,飛散損失率降低6.7%,降幅為54%。
上述分析表明,與普通高粘度改性瀝青相比,高耐久高粘度改性瀝青提升了OGFC混合料的高溫性能、抗飛散能力及低溫性能,其中高溫性能的提升最為顯著。OGFC的空隙率較大(≥23%),公稱最大粒徑較?。ā?.75mm)時,使用高耐久高粘度改性瀝青可滿足使用需求,而使用普通高粘度改性瀝青則不能滿足。
4 結(jié)語
高耐久高粘度改性瀝青,與普通高粘度改性瀝青相比,具有更高的稠度,更好的延展性及抗老化性能,進而可提升OGFC混合料的高溫性能、抗飛散能力及低溫性能。目前高耐久高粘度改性瀝青技術(shù)試驗室研發(fā)階段已經(jīng)結(jié)束,后期還需進行工程應用,通過實體工程檢驗應用效果。
參考文獻:
[1] DGTJ08-2074-2010 道路排水性瀝青路面技術(shù)規(guī)程[S].上海:上海市建筑建材業(yè)市場管理總站,2010.
[2] 王仕峰,馬慶豐,李劍新.排水路面用高粘度改性瀝青的研究與應用進展[J].石油瀝青,2012,26(1):1~8.