特立尼達湖瀝青路用性能試驗研究
陸疆
摘要:山西省作為能源重化工基地,山陵重丘區較多,在荷載較大的新建高速公路表面層、中面層、長大陡坡路段及高速公路大中修加鋪層中使用TLA改性瀝青,可以提高瀝青面層高溫抗車轍性能,增強低溫抗裂性能,減少水損壞。減輕重交通瀝青路面的早期破壞,延長瀝青路面使用壽命,具有良好的經濟效益和社會效益。文章主要針時特立尼達湖瀝青混合料的路用性能進行研究。 關鍵詞:瀝青公路;路用性能;試驗研究 特立尼達湖瀝青(TLA)摻加到石油瀝青中作為瀝青改性劑,得到TLA改性瀝青,TLA與基質瀝青有較好的混融性,由瀝青質、樹脂、油分和部分不溶的灰分組成,正是由于這些礦物質具有堅硬特點和穩定結構,從而使特立尼達湖瀝青具有了獨特的特點和性能。TLA改性瀝青具有良好的高溫穩定性及低溫性能,相對于SBS等改性瀝青具有更為出色的錄用性能:耐老化、耐高溫、抗水損害、黏附力強。而且,其與基質瀝青配合好,生產工藝簡便易行。TLA改性瀝青有以上突出的優點,但缺乏TLA改性瀝青路用性能的系統的研究以及施工工藝研究。 1瀝青混合料試驗 1.1配合比設計指標 (1)穩定度≥8 kN。 (2)流值20-40(0.1mm)。 (3)空隙率3%~5%。 1.2油石比計算方法 TLA湖瀝青中含有一定量的灰分,這些灰分不僅使TLA湖瀝青具有了區別于其他改性瀝青的特點,也使其油石比計算方法有了特殊性。以下以1:3的摻量舉例說明: TLA中的成分:CS2可溶分(瀝青分) 54% 灰分36% 其他(主要是結晶水)10% 一份TLA改性瀝青中實有瀝青:75%+25%×54%=88.5%,也就是說為了能使瀝青真正達到l,實際需要加入TLA改性瀝青I/0.885=1.13份(當TLA摻量變為20%時,實際需要摻入的瀝青為1.10份,依此類推計算)。 例如:設計油石為4.7%,實際需要加入的TLA改性瀝青油石比為4.7%×1.13=5.3%,其中:基質瀝青5.3%×75%=4.0%,TLA天然瀝青5.3%×25%=1.3%,有效瀝青成分1.3%×54%=0.7%,灰分1.3%×36%=0.5%,實際瀝青用置為4.0%+0.7%=4.7%,同時在礦粉中扣除0.5%的用量即可。 1.3試驗方案及試驗結果 按照JTJ052--2000《瀝青及瀝青混合料試驗規程》進行混合料最馬歇爾試驗,普通瀝青混合料拌和溫度為160℃,成型溫度為145℃~155℃,改性瀝青拌和溫度為170℃,成型溫度為155℃~160℃。 1.3.1試驗方案一 以中海70#和90#重交通石油瀝青為基質瀝青,TLA湖瀝青摻量為25%。采用AC-20、AC-13混合料進行馬歇爾試驗見表1。 由試驗數據可以看出: (1)中海AH-70#瀝青用TLA改性后,AC-20混合料的馬歇爾穩定度從7.85 kN提高到10.28 kN。提高31%。 (2)采用中海90#改性瀝青的AC-20瀝青混合料穩定度為10.17kN,略低于中海70#改性瀝青的10.28 kN。 (3)采用中海90#改性瀝青的AC-13瀝青混合料穩定度達到10.87 kN,高出AC-20約7%。 1.3.2試驗方案二 以中海90#重交通瀝青為基質瀝青。采用AC--20、AC-16兩種級配,摻25%、20%特立尼達湖瀝青,進行馬歇爾試驗見表2。 由試驗數據可以看出: (1)相同級配條件下,中海AH-90#瀝青用TLA改性后,穩定度提高,空隙率降低,但TLA湖瀝青摻量對檢測結果不會產生太大影響。 (2)TLA湖瀝青摻量相同的條件下,AC-20級配與AC-16相比,穩定度相當,流值、飽和度小,密度大,最佳油石比大。