目前解决车辙的主要措施:
-采用高模改性沥青
-在沥青混合料中添加抗车辙剂
-采角高强度、棱角性好的集料,骨架嵌挤的混合料级配类型等
以上方法在抗车辙和提高沥青混合料的高温性能方面有一定的效果,但成本增加较多。
仅靠上面层采用高模改性沥青或添加抗车辙剂并不能有效地阻止路面车辙的产生。同时提高中、下面层沥青混合料的劲度模量将有利于减少车辙深度的扩大。
在欧州为了解决路面车辙问题,除采用较好的矿料级配外,在沥青方面主要采用了以下两个方法:一是降低沥青用量以增加矿料的内摩擦角,二是使用较硬的沥青增加沥青的粘度以达到提高沥青混合料的抗变形能力。
二、硬质沥青国内外应用情况
1、国外应用情况
-20世纪80年代前期,法国在中、下面层的沥青混合料中使用针入度为35-45(0.1mm)的沥青,沥青用量4.5%,抗车辙效果很好;
-1986年,英国改建一些重载交通道路时用50号沥青取代100号,沥青碎石的劲度增加3倍,劲度的增加可令基层底部产生的应变减少,而底部正是疲劳开裂最可能发生的地方;
-80年代末期,法国将硬质沥青应用于新建高速公路中,一般在基层上做高模量面层以减少路面结构层厚度,面层材料为超薄的硬质沥青混凝土层(BBTM);
-芬兰将硬质沥青用于上面层,提高沥青路面抵抗永久变形的能力。
2、国内应用情况
-2004年安徽庐桐高速桥面铺装7km;
-2005年广东省325国道开平段3km;
-2006年江苏省沿海高速公路连云港段试验路3km。
-2007年湖南省醴潭高速公路试验路将修筑3km;
-2007年河北省沿海高速公路秦皇岛段试验路将修筑3km;
-2008年河北省大广高速公路试验路计划修筑3km。
目前,在广东、福建、浙江、江西、湖南、四川等地方,硬质沥青的使用越来越多。
三、国内外硬质沥青技术标准
1、国内硬质沥青标准
| 指标 | 单位 | 30号 | 50号 | 试验方法 | ||
| 针入度(25℃,100g,5s) | dmm | A级 | B级 | A级 | B级 | T0604 |
| 针入度指数 | - | -1.5—1.0 | T0604 | |||
| 延度(10℃,5cm/min) | cm | ≥10 | ≥8 | ≥15 | ≥10 | T0605 |
| 延度(15℃,5cm/min) | cm | ≥50 | ≥80 | T0605 | ||
| 软化点 | ℃ | ≥55 | ≥53 | ≥49 | ≥46 | T0606 |
| 60℃动力粘度 | Pa.s | ≥260 | ≥200 | T0620 | ||
| 闪点 | ℃ | ≥260 | T0611 | |||
| 溶解度 | % | ≥99.5 | T0607 | |||
| 蜡含量 | % | ≤2.2 | ≤3.0 | ≤2.2 | ≤3.0 | T0615 |
| RTFOT后残留物性质 | ||||||
| 质量变化 | % | ≤±0.8 | T0610 | |||
| 针入度比(25℃) | % | ≥65 | ≥62 | ≥63 | ≥60 | T0604 |
| 延度(10℃,5cm/min) | cm | - | - | ≥4 | ≥2 | T0605 |
| 指 标 | 单位 | 20/30 | 30/45 | 35/50 | 40/60 | 50/70 | 试验方法 | |
| 针入度(25℃,100g,5s) | dmm | 20-30 | 30-45 | 35-50 | 40-60 | 50-70 | EN1426 | |
| 软化点 | ℃ | 55-63 | 52-60 | 50-68 | 48-56 | 46-54 | EN1427 | |
| 开口闪点 不小于 | ℃ | 240 | 230 | EN22592 | ||||
| 溶解度 不小于 | % | 99.0 | EN12592 | |||||
| RTFOT后残留物性质 | ||||||||
| 质量变化 不大于 | % | ±0.5 | EN12607-1 | |||||
| 针入度比(25℃) 不小于 | % | 55 | 53 | 53 | 50 | 50 | ||
| 老化后软化点 不小于 | ℃ | 57 | 54 | 52 | 49 | 48 | EN1427 | |
-两个标准都是按针入度分级;
-将软化点和60℃粘度作为高温性能的重要指标,要求相近;
-老化性能,都以针入度比作为评价指标,但JTGF40增加了老化后的低温延度,要求更为严格;
-JTGF40标准要求蜡含量很低,从原油特性上就了石蜡基原油作为硬质沥青的可能性。
3、粘度对比
| 沥青型号 | 单位 | 试验温度 | ||
| 60℃ | 135℃ | 165℃ | ||
| 硬质沥青AH-30 | Pa.s | 1610 | 1.098 | 0.237 |
| 重交沥青AH-70 | Pa.s | 246 | 0.528 | 0.12 |
| SBS改性沥青 | Pa.s | 1080 | 0.917 | 0.232 |
硬质沥青的高温粘度大、与石料的粘附性好,沥青混合料劲度模量高,其混合料整体抗高温变形能力强。
4、SHRP性能对比
| 沥青型号 | 30号 | 50号 | AH-90 | SBS改性 | 规范要求 | |
| 原样沥青 | ||||||
| 针入度(25℃,100g,5s) | 36 | 49 | 92 | 79 | ||
| 动态剪切流变G*/sinδ kPa | ℃ | - | 3.086 | 1.253 | 3.32 | ≥1.0 |
| 70℃ | 2.665 | 1.529 | 0.76 | 1. | ||
| 76℃ | 1.351 | 0.767 | - | 0.86 | ||
| 82℃ | 0.7 | - | - | - | ||
| RTOFT后残留物 | ||||||
| 动态剪切流变G*/sinδ kPa | ℃ | - | 5.735 | 2.297 | - | ≥2.2 |
| 70℃ | 4.15 | 2.879 | 1.56 | 3. | ||
| 76℃ | 2.301 | 1.462 | - | 1.73 | ||
| 82℃ | 1.14 | - | - | - | ||
| PAV后残留物 | ||||||
| 动态剪切流变G*/sinδ kPa | 22℃ | - | 5056 | 1231 | 1160 | ≤5000 |
| 25℃ | - | 3057 | 960 | 803 | ||
| 28℃ | 2632 | 1862 | - | - | ||
| 31℃ | 1713 | 1301 | - | - | ||
| BBR s值,60s,Mpa | -12℃ | 282 | 115 | 54 | 32 | ≤300 |
| -18℃ | 350 | 310 | 1 | 144 | ||
| BBR m值,60s | -12℃ | 0.314 | 0.372 | 0.414 | 0.567 | ≥0.3 |
| -18℃ | 0.292 | 0.325 | 0.323 | 0.383 | ||
| PG性能等级 | PG76-22 | PG70-22 | PG-28 | PG70-28 | ||
-低温性能,30号和50号硬质沥青低温等级均为-22℃,90号道路沥青为-28℃,SBS改性沥青为-28℃ ,可见硬质沥青具有较好的低温性能,仅比90号道路沥青和改性沥青低一个等级。硬质沥青-22℃的低温性能可用于非极端低温地区是道路铺设。
5、混合料性能
-硬质沥青及其混合料具有优良的高温性能、水稳性和抗疲劳性能。
-硬质沥青高温路用性能不亚于普通改性沥青,他的高温稳定性优良,在炎热地区可以用于上、中、下面层沥青材料,在重载道路和长纵坡路段,作为中、下面层沥青材料,对减少沥青路面的车辙和降低工程造价而言,硬质沥青是非常好的选择。下载本文