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摘要:随着中国经济的快速发展,高速公路也已经有了15年的高速发展期,而沥青材料是一种最重要的高速路面材料。近两年,橡胶沥青的出现,极大的改善了沥青路面的性能。本论文就着重探讨橡胶沥青的几个优点。
关键词:橡胶沥青;优点
Abstract:WithChina'srapideconomicdevelopment,highwayhasbeen15 years of high-speeddevelopmentperiod.Theasphaltmaterialisoneofthemostimportanthigh-speedroadmaterials.Thepasttwoyears,theemergenceofrubberasphalt,which greatly improved the performance of asphaltpavement.Inthispaper,Idiscusstheadvantagesofasphaltrubberimportantly.
Keywords:rubberasphalt;advantagment;
1.橡胶沥青
橡胶沥青(AR)在国外,实际上被称为沥青橡胶(Asphalt-Rubber)只是过去国内已经翻译成橡胶沥青,两者实为同一概念,就是"沥青、回收轮胎橡胶和某些添加剂混合而成的胶结料,橡胶成分最少占到总量的15%,并且与热沥青,橡胶颗粒产生融涨",它具有高的弹性性能和低的弹性模量。橡胶沥青是在高温条件下(≥177℃)生产的,是由基质沥青、轮胎橡胶屑和特种添加剂在专用设备中进行物理化学反应,橡胶颗粒在沥青中充分反应并发生膨胀,橡胶屑与沥青在高温条件下两者之间会发生明显的物质交换。
2.橡胶沥青的几个重要优点
橡胶沥青应用的主要原因是它比普通沥青对工程性质有明显改善。橡胶沥青中因为掺加了胶粉,提高了胶结料的稠度、提高了路面使用温度下的弹性、降低了路面的温度敏感性、低温性能不降低的情况下改善了抗变形能力和抗疲劳开裂的性能。下面我主要进一步探讨下,橡胶沥青的几个优点:
2.1有较强的黏性
黏性是沥青高温稳定性的重要指标,黏性高的沥青不仅抗变形能力增强,而且加强了沥青与碎石的黏结力,具有更好的封水性能。沥青中由于橡胶粉的加入,提高了胶结料的稠度,混合料油膜较厚而不易析漏或泛油,从而提高了沥青混合料的黏性。有资料显示,20%胶粉含量的橡胶沥青,在190℃时的动力黏度与4%SBS含量的改性沥青在135℃时的动力黏度值相当,约3Pa.s;橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约10℃,>55℃。
同时我们要注意的是,沥青中橡胶粉的掺量不同,粘度也有很大变化。江苏省交通科学研究院对橡胶沥青的研究很有成果,如表2.1
2.2较强的高温稳定性
橡胶粉的加入,能够明显地增加基质沥青的粘度,从而显著的提高抗高温变形能力。如表2.2所示,橡胶沥青的60℃旋转粘度提高10多倍,针入度降低约33,软化点提高14℃。SHRP仪器动态剪切蠕变仪的高温分级结果为:橡胶沥青(76℃),SBS改性沥青(70℃),基质沥青(64℃)。
2.3优异的低温性能
低温性能包括两个方面:低温脆性与低温抗裂性。橡胶沥青的低温柔性和低温抗裂能力都是非常突出的。
弯曲梁流变仪(BBR)试验结果表明,橡胶沥青低温模量降低近一倍。在低温高寒地区,橡胶沥青可以用于自动除冰路面。
直接抗拉试验(DT)结果表明,橡胶沥青的断裂变形是基质沥青的7倍,比SBS改性沥青高出近1倍。如表2.3,混合料的约束试件温度应力试验(TSRST,又称冻断试验)的结果支持上述结论。
我国专家李太杰先生的文章也提到,南非某公司试验比较:橡胶沥青的弗拉氏脆点与4%SBS改性沥青比较,降低约9℃,达-17℃至-19℃。橡胶沥青良好的低温性能,在寒冷地区将会明显减少路面开裂,延长路面使用寿命。
可以有效的降低行车噪音
随着公路建设和汽车工业的发展,道路噪音已成为城市居民的一大公害,因此降低道路噪音成了人们关心的重要社会问题。而橡胶早已经证明非常可取吸声特点。早期的技术集中在,用全部或部分轮胎附着或嵌入墙体结构来隔音。最近亚利桑那州大学的大学土木与环境工程探讨利用地面轮胎橡胶吸声表面涂层城市道路沿墙。伊利诺伊州的实验室做了公路交通中的噪音吸收实验,运用了吸收系数Sabins。Sabins是衡量吸声表面,它是相当于1平方尺的表面完全吸收。实验结果如表2.4
从实验结果我们可以看出,随着声音频率的增大,橡胶沥青的吸收系数和吸收Sabins也在增大。有资料显示,橡胶沥青路面车速在50~100公里/小时,噪音将降低3~8分贝。
3.结论
①从橡胶沥青的几个重要优点中,我们可以看出,橡胶沥青和其他沥青材料有其独到的优势。
②橡胶沥青大大的提高了沥青的黏性,同时要精确控制橡胶粉的掺量来满足不同沥青路面的需要。
③橡胶粉的掺入使得沥青在针入度、旋转粘度等方面具有了很大的提升,在某些特定需要高温稳定性要求的工程中,橡胶沥青将要发挥其重大作用。
④橡胶沥青低温稳定性的最大应力中没有显著提高,但在最大变形中会发挥其作用。
⑤吸声降噪是我们未来的道路建设中越来越要考虑的因素,橡胶沥青在将来肯定有其前途。
参考文献:
⑴谭忆秋《沥青与沥青混合料》哈尔滨工业大学出版社2007-04.
⑵谢洪斌论文《橡胶沥青在复合式路面中的应用技术研究》2008-04.
⑶李太杰《橡胶沥青及其制作工艺设备初探》中国交通报2006-01-23.
⑷重庆忠县县城市政道路改造工程沥青混凝土罩面工程AR-AC-13型沥青混合料目标配合比设计报告〔M〕.重庆交院公路试验检测中心,2007.11.
⑸橡胶沥青生产指南〔M〕.重庆鹏方路面工程技术研究有限公司,2007.11.
⑹《橡胶沥青SAMI实验研究》江苏省交通科学研究院道路工程研究所.
⑺橡胶沥青应用指南〔S〕.加利福尼亚州运输部.
关键词:橡胶沥青;优点
Abstract:WithChina'srapideconomicdevelopment,highwayhasbeen15 years of high-speeddevelopmentperiod.Theasphaltmaterialisoneofthemostimportanthigh-speedroadmaterials.Thepasttwoyears,theemergenceofrubberasphalt,which greatly improved the performance of asphaltpavement.Inthispaper,Idiscusstheadvantagesofasphaltrubberimportantly.
Keywords:rubberasphalt;advantagment;
1.橡胶沥青
橡胶沥青(AR)在国外,实际上被称为沥青橡胶(Asphalt-Rubber)只是过去国内已经翻译成橡胶沥青,两者实为同一概念,就是"沥青、回收轮胎橡胶和某些添加剂混合而成的胶结料,橡胶成分最少占到总量的15%,并且与热沥青,橡胶颗粒产生融涨",它具有高的弹性性能和低的弹性模量。橡胶沥青是在高温条件下(≥177℃)生产的,是由基质沥青、轮胎橡胶屑和特种添加剂在专用设备中进行物理化学反应,橡胶颗粒在沥青中充分反应并发生膨胀,橡胶屑与沥青在高温条件下两者之间会发生明显的物质交换。
2.橡胶沥青的几个重要优点
橡胶沥青应用的主要原因是它比普通沥青对工程性质有明显改善。橡胶沥青中因为掺加了胶粉,提高了胶结料的稠度、提高了路面使用温度下的弹性、降低了路面的温度敏感性、低温性能不降低的情况下改善了抗变形能力和抗疲劳开裂的性能。下面我主要进一步探讨下,橡胶沥青的几个优点:
2.1有较强的黏性
黏性是沥青高温稳定性的重要指标,黏性高的沥青不仅抗变形能力增强,而且加强了沥青与碎石的黏结力,具有更好的封水性能。沥青中由于橡胶粉的加入,提高了胶结料的稠度,混合料油膜较厚而不易析漏或泛油,从而提高了沥青混合料的黏性。有资料显示,20%胶粉含量的橡胶沥青,在190℃时的动力黏度与4%SBS含量的改性沥青在135℃时的动力黏度值相当,约3Pa.s;橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约10℃,>55℃。
同时我们要注意的是,沥青中橡胶粉的掺量不同,粘度也有很大变化。江苏省交通科学研究院对橡胶沥青的研究很有成果,如表2.1
2.2较强的高温稳定性
橡胶粉的加入,能够明显地增加基质沥青的粘度,从而显著的提高抗高温变形能力。如表2.2所示,橡胶沥青的60℃旋转粘度提高10多倍,针入度降低约33,软化点提高14℃。SHRP仪器动态剪切蠕变仪的高温分级结果为:橡胶沥青(76℃),SBS改性沥青(70℃),基质沥青(64℃)。
2.3优异的低温性能
低温性能包括两个方面:低温脆性与低温抗裂性。橡胶沥青的低温柔性和低温抗裂能力都是非常突出的。
弯曲梁流变仪(BBR)试验结果表明,橡胶沥青低温模量降低近一倍。在低温高寒地区,橡胶沥青可以用于自动除冰路面。
直接抗拉试验(DT)结果表明,橡胶沥青的断裂变形是基质沥青的7倍,比SBS改性沥青高出近1倍。如表2.3,混合料的约束试件温度应力试验(TSRST,又称冻断试验)的结果支持上述结论。
我国专家李太杰先生的文章也提到,南非某公司试验比较:橡胶沥青的弗拉氏脆点与4%SBS改性沥青比较,降低约9℃,达-17℃至-19℃。橡胶沥青良好的低温性能,在寒冷地区将会明显减少路面开裂,延长路面使用寿命。
可以有效的降低行车噪音
随着公路建设和汽车工业的发展,道路噪音已成为城市居民的一大公害,因此降低道路噪音成了人们关心的重要社会问题。而橡胶早已经证明非常可取吸声特点。早期的技术集中在,用全部或部分轮胎附着或嵌入墙体结构来隔音。最近亚利桑那州大学的大学土木与环境工程探讨利用地面轮胎橡胶吸声表面涂层城市道路沿墙。伊利诺伊州的实验室做了公路交通中的噪音吸收实验,运用了吸收系数Sabins。Sabins是衡量吸声表面,它是相当于1平方尺的表面完全吸收。实验结果如表2.4
从实验结果我们可以看出,随着声音频率的增大,橡胶沥青的吸收系数和吸收Sabins也在增大。有资料显示,橡胶沥青路面车速在50~100公里/小时,噪音将降低3~8分贝。
3.结论
①从橡胶沥青的几个重要优点中,我们可以看出,橡胶沥青和其他沥青材料有其独到的优势。
②橡胶沥青大大的提高了沥青的黏性,同时要精确控制橡胶粉的掺量来满足不同沥青路面的需要。
③橡胶粉的掺入使得沥青在针入度、旋转粘度等方面具有了很大的提升,在某些特定需要高温稳定性要求的工程中,橡胶沥青将要发挥其重大作用。
④橡胶沥青低温稳定性的最大应力中没有显著提高,但在最大变形中会发挥其作用。
⑤吸声降噪是我们未来的道路建设中越来越要考虑的因素,橡胶沥青在将来肯定有其前途。
参考文献:
⑴谭忆秋《沥青与沥青混合料》哈尔滨工业大学出版社2007-04.
⑵谢洪斌论文《橡胶沥青在复合式路面中的应用技术研究》2008-04.
⑶李太杰《橡胶沥青及其制作工艺设备初探》中国交通报2006-01-23.
⑷重庆忠县县城市政道路改造工程沥青混凝土罩面工程AR-AC-13型沥青混合料目标配合比设计报告〔M〕.重庆交院公路试验检测中心,2007.11.
⑸橡胶沥青生产指南〔M〕.重庆鹏方路面工程技术研究有限公司,2007.11.
⑹《橡胶沥青SAMI实验研究》江苏省交通科学研究院道路工程研究所.
⑺橡胶沥青应用指南〔S〕.加利福尼亚州运输部.