瀝青與瀝青混合料課程設(shè)計(jì)

1、SBS 改性瀝青混合料改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能研究水穩(wěn)定性能研究學(xué)學(xué) 校：重慶交通大學(xué)校：重慶交通大學(xué)學(xué)學(xué) 院：土木建筑學(xué)院院：土木建筑學(xué)院專專 業(yè)：業(yè)：10 級(jí)材料科學(xué)與工程級(jí)材料科學(xué)與工程班班 級(jí)：二班級(jí)：二班學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào):姓姓 名：名：指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：二零一三年六月二零一三年六月2目目 錄錄1.背景背景32.SBS 瀝青混合料水穩(wěn)定性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀瀝青混合料水穩(wěn)定性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀32.1改性瀝青混合料在國內(nèi)的發(fā)展 32.2 改性瀝青混合料在國外的發(fā)展42.3 國內(nèi)外瀝青混合料水穩(wěn)定性能研究現(xiàn)狀63.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 84.實(shí)施方案實(shí)施方案 94.1 原材料的選擇94.2 SBS 改性瀝

2、青的制備 104.3 礦料級(jí)配的設(shè)計(jì) 114.4 確定瀝青混合料的最佳瀝青用量124.5 水穩(wěn)定性能研究 135. 結(jié)論結(jié)論175.1 結(jié)果預(yù)測 176.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)173SBS 改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能研究改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能研究1. 背景背景自 80 年代改革開放以來，國內(nèi)公路的投資與建設(shè)蓬勃發(fā)展，特別是高速公路的發(fā)展尤為迅速。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，瀝青混凝土路面已經(jīng)占到竣工的高速公路交通網(wǎng)的 80%以上。瀝青路面在使用期間，長期經(jīng)受浸水、低溫、高溫等不同環(huán)境的考驗(yàn)。瀝青路面在水或凍融循環(huán)的作用下，由于汽車車輪動(dòng)態(tài)荷載的沖擊作用，進(jìn)入瀝青路面空隙中的水不斷產(chǎn)生水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作

3、用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，包裹在集料表面的瀝青膜逐漸被水膜取代，使瀝青粘附性降低，使瀝青混合料出現(xiàn)掉料、松散，繼而在瀝青路面上形成坑槽、推擠變形等損害現(xiàn)象1。大量研究表明將 SBS 均勻分散在瀝青中，能大幅度降低瀝青的溫度敏感性。一方面使瀝青的軟化點(diǎn)提高，在夏季高溫季節(jié)不軟化，從而提高路面的高溫抗推移和抗車轍能力；另一方面使瀝青的脆點(diǎn)降低，在寒冷季節(jié)不發(fā)脆，具有柔韌性，減少路面裂縫。SBS 改性瀝青與石料粘結(jié)力好，具有優(yōu)良的抗水損害性能和較高的彈性與強(qiáng)度，變形恢復(fù)性能好，從而能有效地延長瀝青路面的使用壽命，提高其服務(wù)水平。2.SBS 瀝青混合料水穩(wěn)定性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀瀝青混合料水穩(wěn)定性

4、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1改性瀝青混合料在國內(nèi)的發(fā)展改性瀝青混合料在國內(nèi)的發(fā)展我國改性瀝青技術(shù)雖起步較晚，但試驗(yàn)研究范圍相當(dāng)廣，從改性劑品種到制備工藝、評(píng)價(jià)手段以及改性機(jī)理等方面都做了不少研究，鋪筑了大量的試驗(yàn)路，取得了一定的成績。隨著我國高速公路的發(fā)展以及交通重載化的形成，路面車轍、松散、裂縫等病害越來越嚴(yán)重，在高等級(jí)道路上使用改性瀝青及其混合料技術(shù)的必要性越來越被人們認(rèn)識(shí)和接受，改性瀝青的加工工藝也有了很大的進(jìn)步，從最初簡單機(jī)械攪拌，到今天的高速剪切和膠體磨，我國的改性瀝青加工工藝日趨成熟。1960 年以前，瀝青路面僅用于城市道路和專用道路，瀝青材料主要是煤瀝青和進(jìn)口原油提煉的石油瀝青。隨著大慶

5、油田的開發(fā)，1964 年在低等級(jí)公路上采用渣油（多蠟液體石油瀝青）試鋪表面處治獲得成功，隨即在全國范圍內(nèi)得到推廣。20 世紀(jì)70 年代初，我國開始著手改性瀝青的研究，直到 20 世紀(jì) 80 年代由于技術(shù)力量、試驗(yàn)條件、科研經(jīng)費(fèi)等原因，這些研究一直處于探索階段，與國外先進(jìn)技術(shù)相比有很大差距。20 世紀(jì) 80 年代末，我國改性瀝青的應(yīng)用僅限4于鋪筑試驗(yàn)路段，即使是最新研發(fā)的橡膠粉改性技術(shù)，也僅僅在參與研究的公路部門內(nèi)小規(guī)模地推廣使用。直到首都機(jī)場高速公路首次引進(jìn)奧地利NOVOPHALT 改性瀝青技術(shù)才使得我國掀起了改性瀝青熱，相繼在青藏高速公路、八達(dá)嶺高速公路、廈門國際機(jī)場、北京東西長安街等都使用

6、了改性瀝青，掀開了我國改性瀝青研究與運(yùn)用的新篇章2。我國改性瀝青及改性瀝青混合料技術(shù)的研究主要在一些科研院所和大專院校進(jìn)行。在 SBS 改性機(jī)理研究方面，2000-2002 年重慶交通大學(xué)梁乃興教授等采用 DSC 研究 SBS 改性瀝青中高聚物 SBS 和瀝青的相互作用，當(dāng)瀝青被 SBS 改性后，瀝青的飽和分減少，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量增加，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)由溶凝膠型向凝膠型方向轉(zhuǎn)化，瀝青的溫度穩(wěn)定性增加3-5。2003 年，同濟(jì)大學(xué)的黃衛(wèi)東教授通過各種測試方法從微觀角度對 SBS 改性瀝青的結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)存穩(wěn)定性作了較系統(tǒng)的分析，認(rèn)為 SBS 改性瀝青的流變性能與基質(zhì)瀝青的流變性能不同，與改性劑粒子在瀝青

7、組分中的分布狀態(tài)有很大關(guān)系；同一時(shí)期，上海交通大學(xué)王仕峰，張玉軍等學(xué)者采用紅外光譜、凝膠滲透色譜、動(dòng)態(tài)黏彈儀對 SBS 改性瀝青的老化進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn) SBS 改性瀝青老化時(shí)主要發(fā)生吸氧反應(yīng)，羰基和亞礬基增加；老化后的瀝青軟化點(diǎn)升高，針入度減小，低溫延度降低6。2004 年，劉祖廣，王仕峰，王迪珍通過對 SBS 改性瀝青動(dòng)態(tài)黏彈性能的測試、結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)：隨著 SBS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，SBS 顆粒相互碰撞凝聚的機(jī)會(huì)增多，改性瀝青的針人度減小，軟化點(diǎn)升高，低溫延度和彈性恢復(fù)率增大，導(dǎo)致貯存穩(wěn)定性下降。當(dāng) SBS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過 7時(shí) SBS 顆粒在局部形成了連續(xù)相使軟化點(diǎn)大幅度上升7。2005

8、2007 西安交通大學(xué)的張爭奇教授等人用銀紋絞結(jié)理論對改性瀝青的改性機(jī)理進(jìn)行分析，認(rèn)為 SBS 改性瀝青的高低溫性能改善效果明顯，改性后瀝青的各種指標(biāo)都有較大的變化；同濟(jì)大學(xué)任傳軍，施惠生等同過粘附性、馬歇爾穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度等試驗(yàn)，研究了 SBS 改性瀝青耐海水及硫酸鹽溶液侵蝕性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)海水、硫酸鹽溶液對混合料的水穩(wěn)定性有一定的影響，但影響程度不盡相同，硫酸鹽溶液的影響大于人工海水，使用 SBS 改性瀝青可以明顯改善混合料的水穩(wěn)定性，同時(shí)若再摻入短纖維改善性能會(huì)更好，基本上可以消除海水和硫酸鹽溶液對混合料水穩(wěn)定性的影響8。2007 年馮新軍，郝培文，薛航通過對不同類型的 SBS 按照相同

9、的加工工藝制備 SBS 改性瀝青，通過技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)來分析 SBS 類型對 SBS 改性瀝青性能的影響，發(fā)現(xiàn)星型 SBS的改性效果并不一定優(yōu)于線型 SBS，但嵌段比為 30/70SBS 的改性效果優(yōu)于嵌段比為 40/60SBS 的；相容性好的 SBS 改性瀝青形成了兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)，5而相容性差的 SBS 改性瀝青形成的是瀝青相為連續(xù)相，SBS 相為分散相的單相連續(xù)結(jié)構(gòu)9。20082009 年，中國石油大學(xué)的張玉貞教授通過調(diào)配不同組分的基質(zhì)瀝青，系統(tǒng)地研究了基質(zhì)瀝青成分對改性瀝青性能的影響；袁萬杰、陳忠達(dá)、孫長新研究了不同 SBS 摻量對低摻量 SBS 改性瀝青路用性能的影響，發(fā)現(xiàn) SBS 改性劑的

10、摻量為 2%-3%時(shí)對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性改善效果最好，SBS 改性劑摻量為 2%時(shí)對瀝青混合料的水穩(wěn)定性改善最顯著，隨著摻量的繼續(xù)增加，對水穩(wěn)定性能的提高逐漸變緩10。除此之外，溫貴安博士采用硫磺為交聯(lián)劑，試圖通過 SBS 在瀝青中的交聯(lián)作用實(shí)現(xiàn)反應(yīng)共混改性的目的。為了保證 SBS 改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，也有研究者研制開發(fā)了各種相容劑、穩(wěn)定劑或偶聯(lián)劑，使 SBS 改性瀝青更加適宜于工廠化生產(chǎn)11； 20102011，欒自勝，雷軍旗，屈仆等對不同的 SBS 改性瀝青進(jìn)行 BBR 試驗(yàn)測其勁度模量和勁度模量變化率，并計(jì)算低溫等級(jí)溫度，發(fā)現(xiàn)中間組分含量高的基質(zhì)瀝青改性后低溫性能較好，而飽和分含量

11、太高的基質(zhì)瀝青改性后低溫性能有所降低，并且一般線型SBS 改性瀝青低溫性能優(yōu)于星型 SBS 改性瀝青，具體改性效果優(yōu)劣要視SBS 對瀝青輕組分的吸附和 SBS 自身的變形能力而定12；林江濤，樊亮通過聚合物改性離析試驗(yàn)，分析試驗(yàn)條件對改性瀝青離析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)離析試驗(yàn)測定的進(jìn)程對 SBS 改性瀝青的離析有影響。在試驗(yàn)規(guī)程中描述離析試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)明確表述瀝青澆灌入盛樣管后是趁熱立即封口并即刻放入 163烘箱靜置 48 h，還是在室溫下放置一段時(shí)間后再行封口放人烘箱 13。2012 年，林先焰，陳金國，孟令峰通過對 SBS 改性瀝青進(jìn)行離析試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)剪切流變測試對瀝青的熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性進(jìn)行分析，認(rèn)為

12、僅根據(jù)改性瀝青離析試驗(yàn)上、下部軟化點(diǎn)差小于 2.5，來評(píng) SBS 價(jià)改性瀝青的熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性是不全面的，應(yīng)該用動(dòng)力穩(wěn)定度、高溫穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定性三方面來全面評(píng)價(jià) SBS 改性瀝青的熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性14。在 SBS 改性瀝青評(píng)價(jià)指標(biāo)和試驗(yàn)手段方面，由于改性瀝青應(yīng)用歷史相對較短，同時(shí)也受到研究測試手段的限制，目前對改性瀝青試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)基本上還是沿用基質(zhì)瀝青的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法。大量試驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，如果簡單套用普通基質(zhì)瀝青的一些試驗(yàn)方法或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來衡量改性瀝青的路用性能，往往不能充分反映出改性瀝青的優(yōu)良性能?，F(xiàn)行評(píng)價(jià)改性瀝青的方法有四大類：(1)采用瀝青性能指標(biāo)的變化程度來衡量，如針入度、軟化點(diǎn)

13、、延度、粘度、脆點(diǎn)的變化程度。變化值越大，改性效果越好。對于廣大工程技術(shù)人員來說，這些指標(biāo)測定方法簡單，意義明確，容易接受，所以是目前生6產(chǎn)上最常用的方法。(2)針對改性瀝青的特點(diǎn)開發(fā)的試驗(yàn)方法，如彈性恢復(fù)試驗(yàn)、測力延度試驗(yàn)、粘韌性試驗(yàn)、沖擊板試驗(yàn)、離析試驗(yàn)等。(3)美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃(SHRP)提出的瀝青結(jié)合料性能規(guī)范。SHRP規(guī)范既適用于普通瀝青，也適用于改性瀝青。如動(dòng)態(tài)流變剪切(DSR)、彎曲流變儀(BBR)、直接拉伸試驗(yàn)(DDT)、測力延度、扭轉(zhuǎn)回彈等。(4)一些化學(xué)分析方法，如凝膠滲透色譜（GPC）、差示掃描量熱(DSC)、紅外光譜(IR)、核磁共振(NMR)等也應(yīng)用于改性瀝青的研

14、究中15。2.2 改性瀝青混合料在國外的發(fā)展改性瀝青混合料在國外的發(fā)展國外很早以前就開始利用各種改性劑對瀝青進(jìn)行改性。早在 1823 年，就已有關(guān)于天然橡膠改性瀝青專利的報(bào)道；1873 年英國公布了橡膠改性瀝青專利，但因當(dāng)時(shí)汽車數(shù)量較少，這一技術(shù)沒有得到足夠的重視。法國在1902 年修筑了摻有橡膠的瀝青路面。1910 年又發(fā)明了在瀝青中添加煤油等輕油來改善瀝青的使用性能。約在 1936 年，荷蘭人從阿姆斯特丹至海牙鋪筑了一條橡膠瀝青路面，在使用坦克等重型機(jī)械的苛刻條件下，經(jīng)受了第二次世界大戰(zhàn)繁重的軍事運(yùn)輸，卻意外地良好，引起人們廣泛的興趣和較高的評(píng)價(jià)16。1937 年，英國也鋪筑了摻有橡膠的碾

15、壓式瀝青混凝土作表面磨耗層，在其它一些路段瀝青表面層中，采用磨細(xì)的顆粒輪胎橡膠屑在瀝青中呈分散狀態(tài)，而不是與瀝青融合在一起，這種磨耗層使用了 22年，到 1959 年仍處于良好狀態(tài)。二十世紀(jì)五十年代到六十年代，日本、美國、荷等國家也紛紛開始了膠粉改性瀝青和丁苯橡膠改性瀝青的研究工作，并鋪設(shè)了試驗(yàn)路段。1960 年，國外已成功地運(yùn)用丁苯合成橡膠（SBR）改性瀝青，并按一定的比例摻和在混合料中使用；在 1970 年，國外開始大量運(yùn)用熱塑性樹脂（EVA，EEA，PE ） ；1988 年，由于高性能面層、重載交通和橋面、瀝青再生等功能的需要，SBS 優(yōu)良的改性效果為國際公認(rèn)，逐漸替代 EVA 等成為主

16、導(dǎo)改性材料17。在 SBS 改性瀝青的研究方面，1991 年，瑞典國家實(shí)驗(yàn)與研究中心將改性瀝青在 70環(huán)境下放置 6 個(gè)月模擬了 15下使用 15 年的狀況，發(fā)現(xiàn)改性劑分子量下降，證實(shí)了改性劑發(fā)生了降解，并且這些變化主要發(fā)生在開始的三個(gè)月中。1992 年，Linde 和 Johansson 將 SBS 改性瀝青置于200的環(huán)境中進(jìn)行不同程度的老化，并采用傅里葉紅外光譜技術(shù)分析SBS 改性瀝青老化前后結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn) SBS 改性瀝青在老化過程中主要發(fā)生吸氧反應(yīng)，SBS 中丁二烯的碳碳雙鍵含量下降，低溫性能下降。71998 年，Gorden 和 Stephen 通過旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱和壓力老化實(shí)驗(yàn)分別

17、模擬了SBS 改性瀝青的短期和長期老化過程，認(rèn)為長期老化對瀝青結(jié)合料的性能影響不大，不能用短期老化后的性能預(yù)測混合料長期老化后的性能18。1999 年，Lux 等在研究 SBS 改性瀝青時(shí)，認(rèn)為 SBS 存在熱可塑交聯(lián)的聚苯乙烯區(qū)域和彈性優(yōu)良的聚丁二烯區(qū)域，使瀝青呈現(xiàn)出高彈性的特點(diǎn)，在高溫下不軟化、低溫下不發(fā)脆。當(dāng) SBS 分散到基質(zhì)瀝青中時(shí)，在飽和分和芳香分的作用下發(fā)生溶脹，無法達(dá)到分子水平的相容，這種溶脹作用破壞原來的膠體結(jié)構(gòu)而建立新的膠體結(jié)構(gòu)體系，在瀝青中形成彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有效地限制了基質(zhì)瀝青的流動(dòng)，從而提高了瀝青的內(nèi)聚力、柔韌性、彈性和粘性，其研究還認(rèn)為改性瀝青中 SBS

18、 含量增加會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性降低，線型 SBS 改性瀝青的穩(wěn)定性優(yōu)于星型 SBS 改性瀝青，但星型結(jié)構(gòu)的 SBS 改性瀝青的軟化點(diǎn)提高幅度更大19。2000 年，瑞典的Xiaohu LU 采用紅外光譜、流變學(xué)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析等手段對 SBS 類嵌段共聚物改性瀝青的老化進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)老化使瀝青的溫度敏感性得到改善，指出 SBS 改性瀝青體系流變性能的改變是因?yàn)?SBS 高分子的降解和瀝青的老化20。 2003 年，Gordon 用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR）研究了不同基質(zhì)瀝青和不同 SBS 摻量在不同溫度和頻率下的流變性能，并對 SBS改性瀝青老化后的流變特性作了分析21。2006 年，Hernande

19、z 等利用不同結(jié)構(gòu)與組成的 SBS 對瀝青改性，通過對其機(jī)械性能與流變性的研究，發(fā)現(xiàn) PS 段的相對分子質(zhì)量大于 10000 的且分子量在 20 萬左右的 SBS 改性效果最佳22。 2007 年，Wang Q，Liao M 等將 SBS 改性使其端基分別含氨基、羧基和羥基等極性基團(tuán)，其中氨基和羧基可有效提高改性瀝青的相容性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性23。同一時(shí)期，Chen 等在 SBS 改性瀝青中加入二硫化物，發(fā)現(xiàn)硝基取代的二芳基二硫化物的改性效果最好，即提高了共混體系的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，又改善了瀝青的低溫性能和高溫性能24。2010 年，Kim 研究了溫拌 SBS 改性瀝青，他認(rèn)為溫拌 SBS 改性瀝青可以減

20、輕瀝青的老化程度，并且采用溫拌技術(shù)并不影響瀝青的其他性能，且對環(huán)境非常友好25。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 查閱資料，了解國內(nèi)外 SBS 改性瀝青的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，了解 SBS 改性瀝青的水穩(wěn)定性能。（2） 根據(jù)路段氣候條件與交通狀況合理選擇原材料，并對原材料進(jìn)行試驗(yàn)。（3） 根據(jù)試驗(yàn)的要求進(jìn)行礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)。8（4） 對 8 種不同的 AC-13C 型瀝青混合料分別進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)，分別測其最大破壞荷載和穩(wěn)定度，計(jì)算凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比和殘留穩(wěn)定度。4.實(shí)施方案實(shí)施方案4.1 原材料的選擇原材料的選擇4.1.1 基質(zhì)瀝青為了分析不同種類，不同標(biāo)號(hào)的瀝青對 SBS 改性瀝青

21、混合料水穩(wěn)定性能的影響，本試驗(yàn)選用了五種基質(zhì)瀝青：盤錦 50 號(hào)基質(zhì)瀝青，盤錦 90號(hào)基質(zhì)瀝青，盤錦 110 號(hào)基質(zhì)瀝青，茂名 50 號(hào)基質(zhì)瀝青，殼牌 50 號(hào)基質(zhì)瀝青。4.1.2SBS 改性劑SBS 作為苯乙烯（S）和丁二烯（B）的嵌段共聚物，其性質(zhì)主要受聚合方式（線型和星型）的影響，研究采用了線型和星型兩種不同結(jié)構(gòu)類型：阿托菲納生產(chǎn)的 Finaprene 401（星型） ，F(xiàn)inaprene 503（線型） 。RR4.1.3 粗集料、細(xì)集料SBS 改性瀝青混合料的內(nèi)摩擦角越大，集料之間的嵌擠作用就越強(qiáng)，就越不容易松散。集料嵌擠作用的好壞很大程度上取決于集料石質(zhì)的堅(jiān)韌性，集料的顆粒形狀和棱角

22、性，同時(shí)，若 SBS 改性瀝青混合料作上面層時(shí)，對集料的抗壓碎能力也有很高的要求。因此粗集料必須采用錘擊式或者錐破式碎石機(jī)破碎的、堅(jiān)硬的，粗糙的，有棱角的優(yōu)質(zhì)石料，并嚴(yán)格控制集料針片狀含量；其質(zhì)量要滿足表 3-126。而細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要滿足表 3-226。表 3-1 粗集料技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目壓碎值%與瀝青的粘附性等級(jí)級(jí)洛杉磯磨耗值%針片狀顆粒含量%0.075顆粒含量%表觀相對密度毛體積相對密度規(guī)范要求264281512.60試驗(yàn)結(jié)果表 3-2 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目堅(jiān)固性%砂當(dāng)量%0.075含量%表觀相對密度規(guī)范要求126032.50試驗(yàn)結(jié)果4.1.4

23、 礦粉9礦粉在瀝青混合料中的作用是吸附瀝青。瀝青依靠礦粉非常大的表面積與礦粉粘附，形成薄的瀝青膜。粗、細(xì)集料通過瀝青礦粉的結(jié)合料結(jié)合成為一個(gè)整體。礦粉要適量，少了不足以形成足夠的比表面吸附瀝青，瀝青太多，混合料高溫抗車轍能力降低。礦料的質(zhì)量非常重要，要求礦粉與瀝青有良好的粘附性；因此瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。本試驗(yàn)采用的礦粉均為干燥、潔凈的石灰?guī)r礦粉。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要滿足表 3-326。表 3-3 礦粉技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目親水系數(shù)%含水量%表觀相對密度規(guī)范要求112.50試驗(yàn)結(jié)果4.2SBS 改性瀝青的制備改性瀝青的制備根據(jù)，

24、余劍英，羅小鋒，朱夢良等學(xué)者的試驗(yàn)研究，他們將基質(zhì)瀝青加熱到 1705，按比例摻入 SBS，利用高速剪切攪拌機(jī)恒溫剪切分散2h，然后加入穩(wěn)定劑和其他助劑，繼續(xù)高速攪拌 30min，然后低速攪拌30min，這樣獲得的 SBS 改性瀝青均勻穩(wěn)定27,28。因此筆者也采用這種方法，且 SBS 改性劑的摻量為 5%，制得的改性瀝青要滿足表 3-4 的質(zhì)量要求，若不滿足則改變 SBS 改性劑的摻量重新制備。表 3-4 SBS 改性瀝青技術(shù)指標(biāo) 檢測項(xiàng)目技術(shù)要求改性瀝青一改性瀝青二改性瀝青三改性瀝青四改性瀝青五改性瀝青六改性瀝青七改性瀝青八針入度(25)0.160針入度指數(shù) PI-0.2延度(5 ，5 )

25、30軟化點(diǎn)55彈性回復(fù)(25)6510薄膜烘箱加熱試驗(yàn)(163 ，5 h)質(zhì)量損失%1.0針入度比%60老化后延度比(5，)20注：改性瀝青一為：用 Finaprene 401（星型）改性盤錦 A-50 瀝青。改性瀝青二為：R用 Finaprene 401（星型）改性盤錦 A-70 瀝青。改性瀝青三為：用RFinaprene 401（星型）改性盤錦 A-90 瀝青。改性瀝青四為：用 Finaprene 503（線RR型）改性盤錦 A-50 瀝青。改性瀝青五為：用 Finaprene 503（線型）改性盤錦 A-70R瀝青。改性瀝青六為：用 Finaprene 503（線型）改性盤錦 A-90

26、瀝青。改性瀝青七R為：用 Finaprene 503（線型）改性茂名 A-70 瀝青。改性瀝青八為：用RFinaprene 503（線型）改性殼牌 A-70 瀝青。R4.3 礦料配合比設(shè)計(jì)礦料配合比設(shè)計(jì)（1）本試驗(yàn)采用密級(jí)配AC-13C型瀝青混合料。根據(jù)各組原材料的篩析試驗(yàn)資料，采用圖解法計(jì)算出靠近級(jí)配中值的礦質(zhì)混合料配合比。表3-5 AC-13C瀝青混合料級(jí)配組成通過下列篩孔（mm）的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%項(xiàng)目16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.75級(jí)配上限100100856850382820158級(jí)配下限100906838241510754級(jí)配中值10095775

27、4372716141064.4 確定瀝青混合料的最佳瀝青用量確定瀝青混合料的最佳瀝青用量取4.3%為油石比中值，按0.5%為間隔取5個(gè)油石比分別成型馬歇爾試件，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測其密度、流值、空隙率、飽和度、馬歇爾穩(wěn)定度。然后以油石比為橫坐標(biāo)，以馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)為縱坐標(biāo)繪圖，按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTG F40-2004中規(guī)定的方法確定最佳瀝青用量；再根據(jù)交通情況、氣候條件適當(dāng)調(diào)整得到最終的最佳瀝青用量。 4.5水水穩(wěn)穩(wěn)定定性性能能研研究究11根據(jù)公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 （JTG E20-2011）對八種不同的瀝青混合料 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的 凍融劈裂試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)29。對于凍

28、融劈裂試驗(yàn)， 記錄破壞時(shí)的最大荷載，計(jì)算凍融劈裂抗拉強(qiáng)度和凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比 ；對于浸水馬歇爾試驗(yàn)，記錄其穩(wěn)定度，并計(jì)算殘留穩(wěn)定度。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 結(jié)合所學(xué)知識(shí) 分析出現(xiàn)該種現(xiàn)象的原因。5.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1郝培文，瀝青與瀝青混合料，人民交通出版社，2009，211-213。2丁烈梅，SBS 改性瀝青混合料在道路施工中的應(yīng)用研究，碩士論文，同濟(jì)大學(xué)，2007。3 梁乃興，廉向東，聚合物改性瀝青示差掃描量熱法（DSC）分析研究，西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（7） ，20（3）4 李明國，梁乃興，聚合物 SBS 改性瀝青機(jī)理分析，重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（6） ，20（2）5 梁乃興，李明國，

29、SBS 改善瀝青路用性能及機(jī)理研究，長安大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，22（2） ，17-19，6 王仕峰，張玉軍，王迪珍等，SBS 改性瀝青的老化行為，加工應(yīng)用，2003,26（5） ，301-3047 劉祖廣，王仕峰，王迪珍，SBS 改性瀝青的結(jié)構(gòu)與性能，合成橡膠工藝，2004，18 任傳軍，施惠生，關(guān)函飛，SBS 改性瀝青混合料耐海水侵蝕性能研究，中南公路工程，2006，31（6）9 馮新軍，郝培文，薛航，SBS 改性瀝青的相容性研究，長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，23（2）10 袁萬杰、陳忠達(dá)、孫長新，底劑量 SBS 改性瀝青的路用性能，長安大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（9） ，29(5)11梁曉莉，SBS

30、 改性瀝青試驗(yàn)特性研究，碩士學(xué)位論文，長安大學(xué)，2005。12 欒自勝，雷軍旗，屈仆等，SBS 改性瀝青低溫性能評(píng)價(jià)方法，武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010,32(2)13 林江濤，樊亮，周海防，SBS 改性瀝青離析試驗(yàn)影響因素及商榷，中外公路，2011，31 （5） 14林先焰，陳金國，孟令峰，SBS 改性瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性及試驗(yàn)研究，山西建筑，2012，38（4） ，140-1421215肖鵬，SBS 物理和化學(xué)改性瀝青及混合料性能評(píng)價(jià)對比研究，博士論文，河海大學(xué)，200516段中夏，反應(yīng)性 SBS 改性瀝青的制備及性能研究，武漢理工大學(xué)，碩士學(xué)位論文，200617楊軍，聚合物改性瀝青，化學(xué)工業(yè)出版社，2007，120-146。18 汪林，蒙脫石/SBS 改性瀝青的制備與性能研究，武漢理工大學(xué)，碩士論文，200719 黃貴秋，SBS 改性瀝青的研究進(jìn)展J，廣州化工，2012（2） ，40（4）20Xiao Lu，UIF Isacsson.Artifical Aging of Ploymer Modified BitumensJ，Jour