一種彩色瀝青淺色膠結(jié)料的研究

□□ 閆科偉，龐世華　(.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城　044000；.山東高速集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南　50098)

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一種彩色瀝青淺色膠結(jié)料的研究

□□ 閆科偉1，龐世華2(1.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城044000；2.山東高速集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南250098)

摘要：介紹了一種適用于路面膠結(jié)料的研制方法。研制出一種可用于彩色路面的淺色膠結(jié)料，分析了各組成材料對(duì)淺色膠結(jié)料性能的影響，并對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：彩色瀝青路面；淺色膠結(jié)料；性能

引言

近年來，彩色瀝青路面作為一種新型的鋪面材料，由于適應(yīng)現(xiàn)代化交通安全和環(huán)境的要求，在高速公路、城市道路和一些時(shí)代廣場等場所的應(yīng)用越來越廣泛，引起了一些學(xué)者和道路技術(shù)人員的興趣和關(guān)注。本文介紹了一種適用于路面膠結(jié)料的研制方法。研制出一種可用于彩色路面的淺色膠結(jié)料，分析了各組成材料對(duì)淺色膠結(jié)料性能的影響，并對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1配制試驗(yàn)

1.1　試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)采用的材料有以下4種：

(1)脆硬高分子樹脂(A)：黃色固體，粘結(jié)性好，色淺，高溫穩(wěn)定性好。

(2)石油副產(chǎn)品基礎(chǔ)油(B)：深棕褐色，高芳香性，且與高分子樹脂有良好的混容性。

(3)白色顆粒狀聚合物(C)。

(4)淺黃色粉末聚合物(D)。

1.2　試驗(yàn)方法

在一定溫度下，熔融狀的A物質(zhì)可在B物質(zhì)中溶脹，并與石油副產(chǎn)品共混，使得A結(jié)晶度下降，脆性降低，塑性和韌性提高，二者混合后不能滿足溫差變化的要求。但基于改性瀝青的原理，對(duì)混合物進(jìn)行改善，最終的膠結(jié)料有良好的高溫和低溫穩(wěn)定性。

將A、B、C、D按適當(dāng)比例投入反應(yīng)器內(nèi)，保持混合物溫度在160 ℃左右保溫，攪拌均勻使其充分反應(yīng)，30 min后即形成淺色膠結(jié)料。

2膠結(jié)料性能分析評(píng)價(jià)

由于所配制的淺色膠結(jié)料應(yīng)具備如同道路瀝青一樣的性能，故以道路瀝青的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)作為確定淺色膠結(jié)料配合比及其性能評(píng)價(jià)的控制指標(biāo)。

2.1　組分對(duì)淺色膠結(jié)料性能的影響

膠結(jié)料三大指標(biāo)的試驗(yàn)均按照J(rèn)TJ 052—2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果表明，膠結(jié)料的粘結(jié)性隨著A物質(zhì)與B物質(zhì)之比的提高而增加，表現(xiàn)在針入度值的減小，但膠結(jié)料的低溫柔韌性降低，表現(xiàn)在當(dāng)量脆點(diǎn)值的升高；隨著C物質(zhì)的摻入，膠結(jié)料的溫度敏感性得到改善，低溫柔韌性得到提高；隨著D物質(zhì)的摻入，膠結(jié)料黏度增大，軟化點(diǎn)升高，而且低溫延度得到大幅度提高。最重要的是，在影響針入度值的因素中，A與B的比例是主要因素，其與針入度的關(guān)系如圖1所示。

圖1　針入度與樹脂∶基礎(chǔ)油比例的關(guān)系

因此，可以通過調(diào)整樹脂與基礎(chǔ)油的比例，配制不同標(biāo)號(hào)的膠結(jié)料。試驗(yàn)制得的90號(hào)與110號(hào)膠結(jié)料的指標(biāo)見表1。

2.2　膠結(jié)料性能評(píng)價(jià)

2.2.1溫度穩(wěn)定性

本研究利用膠結(jié)料的針入度指數(shù)、當(dāng)量軟化點(diǎn)與當(dāng)量脆點(diǎn)的溫差(T800-T1.2)來評(píng)價(jià)膠結(jié)料的溫度穩(wěn)定性。針入度指數(shù)越大，針入度隨溫度的變化越小，溫度穩(wěn)定性越好，一般以>-1.0較好。當(dāng)量軟化點(diǎn)和當(dāng)量脆點(diǎn)的溫差范圍為膠結(jié)料的粘彈性區(qū)域。表2為膠結(jié)料溫度穩(wěn)定性指標(biāo)。

表1　膠結(jié)料與優(yōu)質(zhì)瀝青及改性瀝青指標(biāo)比較

表2　膠結(jié)料溫度穩(wěn)定性指標(biāo)

由表2可見，所制得的膠結(jié)料針入度指數(shù)較高，T800-T1.2溫差范圍大；由表1可見，膠結(jié)料具有較高的軟化點(diǎn)和較高的低溫延度值，說明膠結(jié)料具有較好的高低溫穩(wěn)定性。因此，所制得的膠結(jié)料溫度穩(wěn)定性較好。

2.2.2韌性和彈性

對(duì)兩種膠結(jié)料做拉伸試驗(yàn)，結(jié)果表明膠結(jié)料具有較高的低溫韌度值，說明膠結(jié)料具有較好的低溫柔韌性和抗沖擊能力。由表1可見，兩種膠結(jié)料的彈性恢復(fù)率分別達(dá)到79.5%和58.3%，說明膠結(jié)料具有較好的彈性恢復(fù)能力，對(duì)荷載作用下產(chǎn)生的變形有良好的自愈性。

2.2.3粘附性

該淺色膠結(jié)料組分中含有較高的極性芳香分，在不加任何抗剝落劑的情況下，膠結(jié)料對(duì)集料具有較高的附著能力，水煮法測(cè)定的粘附性可達(dá)4~5級(jí)，說明該膠結(jié)料具有較好的粘附性。

2.2.4耐久性

對(duì)膠結(jié)料做薄膜烘箱試驗(yàn)后，老化后的指標(biāo)均滿足JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。值得說明的是，老化后的膠結(jié)料的粘結(jié)性有所提高，彈性恢復(fù)能力也有所增強(qiáng)。分析其原因，可能是在較長時(shí)間的高溫作用下，樹脂和聚合物得到充分的溶脹，各組分充分混溶，并且輕質(zhì)組分二次揮發(fā)，使得粘結(jié)性得以提高。

3結(jié)論

3.1本研究所配制的淺色膠結(jié)料具有比道路瀝青更優(yōu)異的特性，主要指標(biāo)符合我國道路石油瀝青技術(shù)要求，甚至達(dá)到改性瀝青的技術(shù)要求。

3.2該淺色膠結(jié)料生產(chǎn)工藝簡單，具有較好的溫度穩(wěn)定性、優(yōu)異的粘附性和彈性恢復(fù)性能，可用于生產(chǎn)彩色瀝青以鋪筑彩色路面。

3.3對(duì)于試驗(yàn)中石油樹脂與聚合物的溶脹反應(yīng)，還應(yīng)進(jìn)行更深入的研究，而且應(yīng)該對(duì)混合料的性能進(jìn)行測(cè)試。

(編輯盛晉生)

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A Light Colored Binder for Bituminous Pavement

YAN Ke-wei1，PANG Shi-Hua2

(1.Shanxi Water Conservancy Vocational College，Yuncheng，Shanxi，044000，China；2.Shandong Expressway Group Co.，Ltd.，Jinan，Shandong，250098，China)

Abstract：This paper introduces a method applicable to develop a light colored binder for bituminous pavement.It then analyzes the influence of the material’s composition on its performance and evaluates the performance.

Key words：bituminous pavement；light colored binder；performance

收稿日期：2015-11-13

作者簡介：閆科偉(1981-)，男，安徽碭山人，助教，碩士，2007年6月畢業(yè)于河北工程大學(xué)土木工程專業(yè)，2013年6月碩士研究生畢業(yè)于長安大學(xué)道路與鐵道工程專業(yè)，從事教學(xué)工作。

中圖分類號(hào)：U 416.03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-9441(2015)06-0007-02