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橡胶改性乳化沥青微表处混合料降噪特性与耐久性能

来源:论文联盟  作者:王宏臣 [字体: ]

橡胶改性乳化沥青微表处混合料降噪特性与耐久性能

引言
  在众多沥青路面养护技术中,微表处是预防性养护的主要措施之一,具有开放交通快、封水效果好、抗滑性能卓越、可修复车辙、经济效益好等优点,在国内已得到广泛推广应用[15]。然而,经过多年的实践发现,微表处并没有达到预期的效果,普通微表处行车噪声大,缺乏对温度疲劳裂缝和反射裂缝的抵御,影响其封水效果和使用寿命。研究表明,提高沥青品质是改善微表处混合料综合路用性能和耐久性的有效措施。总结近几年微表处在中国的推广应用可以发现[611]:采用SBS、SBR和环氧树脂改性乳化沥青的微表处存在噪音大、易片状脱落、养生时间长、耐久性差等缺点;采用Novachip超薄磨耗层和环氧覆层存在成本高、封闭施工时间长等缺点。为了提高微表处的性能并降低行车噪声,国内外做了不少相关研究[1215]。美国学者在微表处混合料中添加了5%聚乙烯纤维和5%橡胶,研究了柔性微表处技术。欧洲学者还发明了纤维改性微表处,认为添加纤维有助于阻止离析。国内学者一般通过采用较细的级配和掺加橡胶粉来改善微表处混合料的降噪功能本文由论文联盟http://www.LWlM.COm收集整理[16]。目前,鲜见将橡胶粉改性沥青用于生产乳化沥青方面的研究报道,将橡胶粉改性乳化沥青用于微表处混合料仍处于起步阶段。本文将橡胶粉改性乳化沥青用于生产微表处混合料,系统研究橡胶粉改性微表处混合料的施工性能、路用性能、降噪功能及长期使用性能,结合实体工程应用情况,为橡胶粉改性微表处混合料在国内的推广应用提供借鉴。
  1原材料
  1.1橡胶粉改性乳化沥青
  基质沥青选用壳牌 AH70道路石油沥青,沥青各项性能指标均满足现行施工技术规范要求。选用SBS改性乳化沥青和普通乳化沥青做对照试验。试验所用的橡胶颗粒是华珠体有限公司生产的,粒径为0~3 mm,掺量分别选取16%、18%、20%、22%(占沥青质量的百分比)。首先制备橡胶粉改性沥青,乳化剂与调节改性剂为美德维实维克公司生产的MQI1D胶乳,胶乳添加量为4%,PC1468调节剂添加量为1%;乳化沥青由乳化剂、盐酸调节剂经室内小型胶体磨自制而成。不同橡胶粉掺量乳化沥青技术性能检测结果和蒸发残留物试验结果见表1。由表1可知,不同橡胶粉掺量的改性乳化沥青各项性能指标均满足现行《微表处和稀浆封层技术指南》(简称“指南”)要求,橡胶粉改性沥青可用于生产微表处混合料。此外,随着橡胶粉掺量增大,乳化沥青蒸发残留物的延度呈先增大后减小的趋势变化,软化点指标随橡胶粉掺量的增大而增大,这与掺加橡胶粉后橡胶粉改性沥青针入度和软化点的试验结果相类似,可见掺加橡胶粉能改善乳化沥青的高、低温性能。但随着橡胶粉掺量增大,改性乳化沥青的1、7 d常温储存稳定性变差,尤其橡胶粉掺量在22%时1、5 d储存稳定性显著下降,以此确定橡胶粉掺量不宜超过22%。以15 ℃延度和25 ℃弹性恢复率作为评价指标,橡胶粉改性乳化沥青具有更高的柔韧性和弹性。
  1.2其他原材料及配比
  水泥采用耀县红山子水泥厂生产的P·O 42.5普通硅酸盐水泥,水泥各项指标均满足规范要求。本研究采用ISSA推荐的MS3型级配,见表2。
  2橡胶改性乳化沥青微表处施工性能
  2.1拌和试验
  拌和试验主要用于确定微表处混合料的可拌和时间和成浆状态,从而为最佳油石比的选择提供依据[17]。为了评定规定时间内不同橡胶粉掺量对微表处混合料成浆状态的影响,经室内初步试验选择油石比11%对不同橡胶粉掺量的改性乳化沥青进行拌和试验,每个橡胶粉掺量条件下变化4组拌和用水量,试验时水泥以外掺的形式添加,掺量为2%,试验结果如表3所示。
  由拌和试验结果可知,橡胶粉掺量在16%~22%内,相同拌和用水量条件下橡胶粉掺量越大,橡胶粉改性乳化沥青微表处混合料拌和时间越长,满足指南微表处混合料可拌和时间大于120 s的要求。相比普通微表处混合料,掺加橡胶粉改性乳化沥青后,微表处混合料的可拌和时间增加15~30 s,這对夏季高温条件下微表处混合料的运输、施工、拌和有利。总体而言,采用橡胶粉改性乳化沥青可增加微表处混合料的可拌和时间,且不影响其成浆状态,施工可操作性良好。

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