SBS改性沥青配合比和施工技术毕业论文.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流SBS改性沥青配合比和施工技术 毕业论文.精品文档.毕业论文SBS改性沥青配合比和施工技术系 别: 道桥系 专 业:道路桥梁工程技术(检测方向)班 级: 09161 姓 名: 学号: 12 指导教师: 职称: 教授 完成期限: 2012年3月1日6月8日 SBS改性沥青配合比和施工技术【摘 要】现代公路和道路发生许多变化,交通流量和行驶频度急剧增加,货运车的轴重不断增加,要求进一步提高路面的抗流动性,提高柔性和弹性,提高耐磨耗能力和延长使用寿命。对石油沥青改性,使其适应上述苛刻的使用要求,引起了人们的重视。聚合物改性沥青是一种技术含量和附加值
2、较高的新型优质筑路材料。它通过把聚合物掺入道路沥青中而改善使用性能,能显著延长路面寿命、降低噪声、提高行车舒适性和安全性,SBS沥青作为一种改性沥青胶结料,早在20世纪90年代就已出现,由于SBS是一种热塑性橡胶共聚物,使用量大,费用较高,由于受经济条件限制,所以在国内一直没有大面积推广。本文我们将主要讨论SBS改性沥青配合比以及施工技术方面的问题。【关键词】: SBS沥青混合料 配合比设计 技术要求 施工质量控制SBS modified asphalt mixture ratio and construction technologyModern roads and road happen
3、many changes, the traffic flow and driving frequency increase sharply, freight car of axle load increasing, asked for further improve the resistance of liquidity, improve the flexibility and elasticity, improve abrasion resistance ability and prolong service life. Asphalt modification for oil, makin
4、g it hard to adapt to the use of the above requirements, caused the peoples attention. Polymer modified asphalt is a high technology new high quality road materials. It through the polymer mixed with road asphalt and improve service performance, can significantly extend life, reduce noise, increase
5、comfort and safety, SBS asphalt, as a kind of modified asphalt cementing material, in the early 1990 s already appeared, because the SBS is a kind of thermoplastic.in China has not widespread. In this paper, we mainly discuss SBS modified asphalt construction technical .key words: SBS asphalt mixing
6、 ratio of design technical requirements construction quality control目录第一章、发展概况11.1 SBS改性沥青简介11.2 SBS改性沥青机理11.3 SBS改性沥青的特性21.4 SBS改性沥青的生产21.5改性沥青的技术标准3第二章、配合比设计52.1 材料选择与准备52.1.1 粗集料52.1.2 细集料52.1.3 填充料52.1.4 SBS改性沥青技术要求62.1.5 SBS改性沥青试验中应注意的问题72.2沥青混合料配合比设计72.2.1 级配72.2.2 粉胶比72.2.3 马歇尔试验混合料技术指标82.2.4
7、试验注意事项82.2.5 确定最佳沥青用量(或油石比)9第三章、SBS沥青混合料的施工133.1 运输的技术要求133.2 沥青拌合场储存的技术要求133.3泵送的技术要求133.4拌合、运输的技术要求143.5摊铺的技术要求143.6碾压与成型的技术要求153.7 SBS沥青混合料的质量控制16第四章、结论(或总结)18第一章 发展概况1.1 SBS改性沥青简介SBS改性沥青是在原有基质沥青(AH-70)的基础上,掺加2.5%、3.0%、4.0的SBS改性剂,改性后的沥青,与原沥青相比,其高温粘度增大,软化点升高。在良好的设计配合比和施工条件下,沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。在SBS
8、改性沥青生产过程中进行了大量的室内试验,生产后对其技术指标进行了现场实验,实验结果表明,外掺3.0%SBS的改性沥青,软化点、针入度等指标均满足改性沥青规范要求,可用SBS改性沥青做沥青混合料的配合比设计。1.2 SBS改性沥青机理沥青的化学组成结构与沥青胶体结构、物理性能、流变性能的关系相当复杂,沥青改性是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。 沥青与聚合物混合形成相容体系,改善了沥青的使用性能。根据沥青的改性原理,不论是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后分布在沥青中,还是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后形成连续相,沥青重组分分布在聚合物相中,都是因为聚合物的存在改善了沥青的高、低
9、温性能,并且后者在更大程度上反映了聚合物的特性,因此,聚合物吸附沥青中的油分形成连续的网状结构,是最大限度发挥聚合物改性作用的关键。 沥青经SBS改性后,没有改变自身及沥青分子的化学结构单元,改性过程以物理改性为;SBS易吸收沥青中的饱和分发生溶胀,溶胀后的SBS极性更接近胶质; SBS与沥青组挤的部分相容性改变了沥青组分分布,从而影响沥青的相态转变;沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀和聚合物粒子对沥青组分的良好吸附是对沥青进行聚合物改性、提高沥青性能的基础,沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程,这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间三维网状结构产生很大的影响,进而
10、影响其性能。1.3 SBS改性沥青的特性1.温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力 2.有较好的抗车辙能力,其弹性和韧性好 3.提高了路面的抗疲劳能力,特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力,可减少路面的永久变形 4.粘结能力特别强,能明显改善路面遇水后的抗拉能力,并极大地改善了沥青的水稳定性 5.提高了路面的抗滑能力 6.增强了路面的承载能力 7.减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象 8.减少因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏 1.4 SBS改性沥青的生产一般来说,沥青的SBS改性需要经过溶胀、剪切、发育三个过程。 对于SBS改性沥青体系来说,溶胀与相容存在密切关系,溶
11、胀大小直接影响了相容性的好坏,如果SBS在沥青中无限溶胀,则体系变成完全相容。溶胀行为与改性沥青生产、加工工艺和高温贮存稳定性等有密切的关系。 随着温度升高,溶胀速度明显加快,在高于SBS的PS玻璃化转变的熔融加工温度溶胀明显。剪切是整个改性过程中中关键的一步,往往剪切的效果会影响最终的结果。胶体磨是改性沥青设备的核心,它处于高温、高速运转的环境下,胶体磨的外层为夹套结构,设有循环保温系统,同时起减震和降低噪音的作用,胶体磨内部为带有一定数量齿槽的环状动盘和环状定盘磨刀,间隙可以调整,物料粒度的均匀性和胶溶效果由齿槽的深度、宽度及磨刀的数量、形成结构的特定工作区域来决定。改性沥青的生产最后都要
12、经过发育的过程,研磨后,沥青进入成品罐或者发育罐,温度控制在170-190,在搅拌器的作用下进行一定时间的发育过程。在这个过程中往往加入某种改性沥青稳定剂来提高改性沥青的储存稳定性。1.5改性沥青的技术标准公路沥青路面施工技术规范中聚合物改性沥青的技术要求如下表,改标准根据聚合物类型的不同分为三类,将每一类型的聚合物改性沥青又分为几个等级,每一个等级适用于不同的气候条件。聚合物改性沥青技术要求指 标单位SBS类(I类)SBR类(II类)EVA、PE类(III类)试验方法1 I-AI-BI-CI-DII-AII-BII-CIII-AIII-BIII-CIII-D针入度 25,100g,5s dm
13、m10080-10060-8030-6010080-10060-808060-8040-6030-40T 0604针入度指数PI 不小于-1.2-0.8-0.40-1.0-0.8-0.6-1.0-0.8-0.6-0.4T 0604延度 5,5cm/min不小于cm50403020605040T 0605软化点 TR&B 不小于 4550556045485048525660T 0606运动粘度1135,不大于Pas3T 0625T 0619闪点 不小于230230230T 0611溶解度 不小于 9999T 0607弹性恢复25 不小于55606575T 0662粘韧性 不小于Nm5T 0624
14、韧性 不小于Nm 2.5T 0624贮存稳定性2离析,48h软化点差,不大于2.5无改性剂明显析出、凝聚T 0661TFOT(或RTFOT)后残留物 质量变化 不大于1.0T 0610或T 0609 针入度比25不小于5055606550556050555860T 0604 延度 5 不小于cm30252015302010T 0605注: 1 表中135运动粘度可采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程 (JTJ 052-2000)中的“沥青布氏旋转粘度试验方法(布洛克菲尔德粘度计法)”进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和,或经证明适当提高泵送和拌和温度时能
15、保证改性沥青的质量,容易施工,可不要求测定。第二章、配合比设计为了使设计的混合料能够达到实施效果,需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以下要求,希望能够引起注意。2.1 材料选择与准备2.1.1 粗集料用于改性沥青混合料面层的粗集料,宜采用碎石或碎砾石,其粒径规格和质量要求均应符合公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)的规定 1.粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质,且具有一定硬度和强度。 2.粗集料应具有良好的颗粒形状,破碎砾石用于高速公路、一级公路时,应采用大砾石破碎,并至少应有两个以上的破碎面。 3、对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩(中性或基性火成岩
16、)。由于硬质岩石与沥青的粘接力存在着较大差异,粗集料与沥青的粘附性应不小于4级。对于35mm 石屑部分由于含量较低,并且该部分对沥青混合料形成嵌接结构有一定的作用,建议用硬质岩石屑(玄武岩)。2.1.2 细集料细集料包括人工砂、天然砂。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料,细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质,有适当的颗粒组成,并与改性沥青有良好的粘附性,天然砂由于质量变化大(大部分为中粗砂),形状较圆滑,与沥青的粘附性差,对沥青混合料影响较大。2.1.3 填充料用于改性沥青混合料面层的填料应洁净、干燥,其质量应符合公路沥青路面技术规范规定的技术要求。 1、改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石
17、(石灰岩、岩浆岩)等增水性石料经磨细得到的矿粉,矿粉要求干燥、洁净,不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉。 2、采用水泥、消石灰粉做填料时,其用量不宜超过矿料总量的2%。 3、对于沥青表面层混合料不推荐使用在混合料生产排回收粉,当塑性指数小于4且亲水系数小于0.8时,经过试验可以部分的使用,回收粉用量每盘不能超过矿粉总量的四分之一。2.1.4 SBS改性沥青技术要求技 术 指 标 SBS改性沥青针入度25,100g,5s(0.1mm) 最小 60针入度指数PI 最小1 0.2延度5,5cm/min(cm) 最小 30软化点,TR&B () 最小 55含蜡量(蒸馏法)() 最大 3运动粘度135
18、(Pa.s) 最大2 3闪点() 最小 230溶解度(%) 最小 99离析,软化点差() 最大3 2.5弹性恢复25(%) 最小 65旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)后残留物4 质量损失(%) 最大 1.0针入度比25() 最小 60延度5(cm) 最小 20注:1针入度指标PI由15、25、30等三个以上不同温度的针入度,按式1Gp=AT+K进行线行回归,再计算获得参数A后由下式求得,直线回归的相关系数R不得低于0.997。2表中135运动粘度可采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-93)中的“沥青粘度测定法(勃洛克菲尔德粘度计法)进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安
19、全条件的温度下易于泵送和拌和,或经试验证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量,容易施工,可不要求测定。有条件时应测定改性沥青在60时的动力粘度,用毛细管法测定。3改性沥青在现场制作后立即使用或贮存期间进行不间断的搅拌或泵送循环时,对离析试验指标可不作要求。4老化试验应采用旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)方法为准;允许采用薄膜加热试验(TFOT)代替,但必须在报告中注明,且不得作为仲裁结果。2.1.5 SBS改性沥青试验中应注意的问题1、试验样品的取样在施工过程中所用的改性沥青每车都必须检验。取样一定要均匀,具有代表性。对每份试样应加热后一次浇满所需的试模,不宜重复加热使用。试验浇模的温
20、度必须达到160以上,并且浇模和混合料的制备之前,必须充分搅拌均匀。2、做软化点试验时,必须按试验规程将试样加热至充分流到后,浇注试样环,不允许使用其他方法填满试样环,否则试验结果误差很大。2.2沥青混合料配合比设计改性沥青混合料的配合比设计,应遵循公路沥青路面施工技术规范中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺的三个阶段,确定矿料级配及最佳改性沥青用量。2.2.1 级配沥青混合料配合比设计级配应采用贝雷法进行设计,级配选择原则:AC-13I型混合料2.36mm以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤。2.2.2 粉胶比小于0.075mm含量的多少对沥青混合料体积指标
21、和路用性能影响很大,混合料级配中小于0.075mm的含量必须考虑粗集料本应含有的粉尘部分。要求矿粉含量不超过沥青含量,小于0.075mm部分与沥青含量之间的比值即粉料比应存在11.2之间,对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.55。2.2.3 马歇尔试验混合料技术指标为有效的提高沥青路面的性能,表面层沥青混合料一方面要满足泌水条件,另一方面,又要防止出现超密现象,因此,需要对沥青混合料的体积指标进行进一步的限制,见下表所示。试验项目 技术要求 备注击实次数 (次) 双面各75 沥青混合料的理论最大相对密度以实测法为准稳定度 (KN) 7.5 流值 (0.1mm) 2040 空隙率AV () 3-6
22、饱和度VFA () 7085 矿料间隙VMA () 根据最大粒径参照规范 击实温度 () 160 残留稳定度 () 80 车辙试验动稳定度 (次/mm) 2000 2.2.4试验注意事项改性沥青混和料的设计过程中以下问题上引起注意。2.2.4.1 混和料的拌合和击实温度应根据改性沥青路面施工技术规范和根据沥青胶结料的粘温关系曲线进行确定,进行室内配合比设计时的拌合、击实温度应与拌合厂拌合温度、现场碾压温度一致。建议温度见下表:改性沥青的试验和施工温度 温 度 密级配沥青混合料 拌合温度 不小于160 初压温度 不小于150 复压温度 不小于140 终压温度 不小于120 2.2.4.2 试验取
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