SBR改性乳化瀝青在粘層中的作用

1、26公 路 與 汽 運(yùn) 第6期Highw ays & A utomotive A pplications2001年12月文章編號:1671 -2668 (2001 06 -0026 -02SBR 改性乳化瀝青在粘層中的作用林惠瑜(廣州市公路工程公司, 廣東廣州510075結(jié)構(gòu)承載力和耐久性, 瀝青混合料面層與其它相鄰結(jié)構(gòu)層層間處理技術(shù)也越來越引起人們的廣泛重視。了使高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)體系具有良好的隨著我國高速公路的發(fā)展, 將會(huì)有越來層間界面。如果層間界面存在抗剪強(qiáng)度不越多的高速公路采用瀝青路面結(jié)構(gòu)。近些足的薄弱環(huán)節(jié), 就會(huì)使面層在粘合面上發(fā)生剪切位移, 嚴(yán)重時(shí)形成擁包、開裂和車轍等早

2、摘 要:說明了加強(qiáng)瀝青路面結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)的重要性, 經(jīng)試驗(yàn)證明,SBR 復(fù)合改性乳化瀝青用作粘層油的路用性能優(yōu)于普通乳化瀝青和熱瀝青。年, 為了謀求更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 對路基路面材料及其結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了不少優(yōu)化和改進(jìn)。為關(guān)鍵詞: SBR改性乳化瀝青; 穩(wěn)定性粘層;1 加強(qiáng)瀝青路面結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)的重要性壓實(shí)成型的瀝青混合料是由石質(zhì)骨料、瀝青膠結(jié)料和殘余空隙所組成的一種空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體。它的強(qiáng)度構(gòu)成來源于瀝青材料的粘結(jié)力和骨料的摩阻力, 同時(shí)材料本身的均質(zhì)性和連續(xù)性也是強(qiáng)度構(gòu)成的根本條件。實(shí)際工程中, 在完成自下而上每一個(gè)結(jié)構(gòu)層的鋪裝時(shí), 都需要進(jìn)行足夠的振實(shí)碾壓。因而這些結(jié)構(gòu)層的表面都達(dá)到了相對密實(shí)平整狀

3、態(tài), 在層與層結(jié)合面上摩阻力就會(huì)大大低于混合料本身, 其強(qiáng)度構(gòu)成轉(zhuǎn)為對粘結(jié)力的依賴。如果沒有更加優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行粘結(jié)處理, 創(chuàng)造一個(gè)等于或大于混合料強(qiáng)度的層間體, 層間結(jié)合面就會(huì)成為一個(gè)薄弱環(huán)節(jié), 難以承受水平方向過大剪切力的破壞。在實(shí)際作用于路面的行車荷載中, 其水平作用力對瀝青路面所產(chǎn)生的影響范圍主要局限于瀝青面層(包括瀝青面層與下臥層的期病害。過去不管是下封層還是粘層, 習(xí)慣認(rèn)為使用普通瀝青材料已經(jīng)起到了粘結(jié)層作用。其實(shí)這些未經(jīng)改良的瀝青材料在溫度穩(wěn)定性和粘結(jié)力方面是不能滿足使用條件要求的,尤其在當(dāng)今高速公路大交通、重軸載條件下更不能滿足要求。為此在高速公路建設(shè)中采用SBR 復(fù)合粘結(jié)劑作為

4、層間粘結(jié)材料, 以改善結(jié)構(gòu)層間聯(lián)結(jié)條件, 提高層間抗剪強(qiáng)度。2 SBR 復(fù)合粘結(jié)劑性能SBR 復(fù)合粘結(jié)劑是在SBR 改性乳化瀝青的基礎(chǔ)上發(fā)展研制而成的多組分合成乳化材料, 它對瀝青砼和水泥砼材料都有很強(qiáng)的粘結(jié)力, 高彈態(tài)溫度區(qū)間較大。其基本原理在于有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)組成的不對稱結(jié)構(gòu)具有偶極矩, 能表現(xiàn)出力場。石油瀝青中碳和氫的含量為90 %95 %。其余部分為氧、硫、氮, 這些元素可以組成極性基團(tuán),如:-OH、-COOH 、-NH2等。這些基團(tuán)含量不同, 瀝青就表現(xiàn)出不同的粘結(jié)力。而SBR 復(fù)合粘結(jié)劑在引入高分子彈性結(jié)構(gòu)化合物的同時(shí)引入較多的極性基團(tuán), 加大了分子定向吸附能力, 形成了較強(qiáng)

5、的極性感應(yīng), 也. 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 陽離子帶正電( + 陽離子帶正電( + 公 路 與 汽 運(yùn)總第87期Highw ays & A utomotive A pplications蒸發(fā)殘針入度/ 0. 1mm+83 100 g ,25 ,5 s 下層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)均為不規(guī)則狀, 非機(jī)械切割沒法分開上, 這說明結(jié)合面強(qiáng)度不低于混合料留物質(zhì)延度/ cm> 100 5 cm/ min ,25 溶解度/% 三氯乙烯本身。而未采用SBR 粘結(jié)劑處理的

6、結(jié)構(gòu)層篩上剩余量/ % 0.12間結(jié)合面在鉆芯過程中很容易分開。室內(nèi)試驗(yàn)和鉆芯取樣均表明,SBR 復(fù)合微粒離子電荷獲得額外的定向能力。因而SBR 復(fù)合粘結(jié)劑不僅具有較強(qiáng)的界面吸附力, 而且材料本身也反應(yīng)出很強(qiáng)的內(nèi)聚力。改性前乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)如表1所示。采用SBR 改性后的復(fù)合改性乳化瀝青與乳化瀝青、熱瀝青性能對比試驗(yàn)結(jié)果見表2。表1 乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)項(xiàng)目測試值備注破乳速度慢裂蒸發(fā)殘留物含量 / % 58.4陰離子帶負(fù)電( -與礦料的粘附性(裹覆面積 標(biāo)準(zhǔn)粘度(C25 ,3 (S > 2/ 317儲(chǔ)存穩(wěn)定性/% 1d <1表2 性能對比試驗(yàn)結(jié)果序號試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)條件 試驗(yàn)結(jié)果乳化瀝

7、青SBR 復(fù)合改性乳化瀝青熱瀝青1粘結(jié)強(qiáng)度/ MPa60 -15 20 0. 038 62. 3412. 7270. 1183. 98435. 1733 0. 053 1 3. 095 3. 574 抗剪強(qiáng)度 -15 2. 911 5. 057 3 3. 200 / MPa 20 3. 187 6. 076 3 4. 735 3 粘附性 /級水煮法 143 4 熱流動(dòng)值 / cm C60 6 h (60° 10. 8 1. 0 19. 6 5 脆點(diǎn) / 弗拉斯法 -9. 6 -21. 2 -10. 1 注 :1粘層油路用性能試驗(yàn)?zāi)壳吧袩o統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 1、2、 4 三項(xiàng)試驗(yàn)為非標(biāo)準(zhǔn)方法。

8、粘附性參照 T0616 93 方法試驗(yàn)。脆點(diǎn)按照 T0613 -93 方法試驗(yàn)。 2粘結(jié)強(qiáng)度以垂直剝離方法測試?？辜魪?qiáng)度以直 剪方法測試。 3 由于粘結(jié)力很強(qiáng) ,測試時(shí)部分從水泥試件接觸面 處拉開 ,并非完全從粘結(jié)面上拉開。 以上對比試驗(yàn)結(jié)果表明 ,SBR 復(fù)合改性 乳化瀝青用作粘層油的路用性能優(yōu)于普通乳 化瀝青和熱瀝青。 3 工程應(yīng)用 粘層油主要用來提高高速公路瀝青路面 結(jié)構(gòu)的緊密性 ,雖然用量少 ,但其作用不可忽 視。在廣州北二環(huán)高速公路 ( K18 + 645 K35 + 012瀝青路面粘層處理和水泥砼橋面 的防水施工中 ,大量使用了 SBR 復(fù)合粘結(jié)劑 乳液 ,用量為 0.5 kg/m

9、2,濃度為 55 %。鉆芯 取樣表明 ,采用 SBR 復(fù)合粘結(jié)劑作為粘層的 粘結(jié)劑與其它材料相比具有以下特點(diǎn) : 1 SBR 復(fù)合粘結(jié)劑對瀝青砼和水泥砼 材料都有良好的粘結(jié)力 ,并且具有良好的穩(wěn) 定性。 2由于 SBR 復(fù)合粘結(jié)劑中的改性成分 相互交聯(lián)成網(wǎng)狀 ,大大限制了瀝青成分中膠 束的自由度 ,當(dāng)這種復(fù)合材料在道路表面成 形后 ,不易引起攤鋪機(jī)膠輪或履帶打滑 ,為交 叉施工、加快工程進(jìn)度以及保證最終施工質(zhì) 量創(chuàng)造了條件。 3施工方便 ,污染小 ,無危險(xiǎn)。 4 結(jié)束語 當(dāng)前我國高速公路的建設(shè)正處在發(fā)展時(shí) 期 ,工藝和技術(shù)尚未完全成熟。為達(dá)到全面 提高工程質(zhì)量的目的 ,應(yīng)更多地采用一些經(jīng) 過驗(yàn)證的優(yōu)質(zhì)材料及較為先進(jìn)的工藝來彌補(bǔ) 技術(shù)上尚未完善的不足之處 ,從而達(dá)到促進(jìn) 新材料新技術(shù)的發(fā)展、提高高等級公路使用 壽命的目的。 參考文獻(xiàn) : 1 JTJ 036-98,公