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Sasobit对SBS改性沥青性能影响分析

更新时间:2009-03-28

0 引言

温拌技术是指使用添加剂,改变沥青质表面活性降低沥青在高温下的粘度[1]。添加剂对粘度变化影响不大,但可大幅度降低混合料的拌合与施工温度[2]。WMA的摊铺和碾压的温度可以降低20~30 ℃,此时WMA性能与HMA相当 [3]。Sasobit温拌添加剂与沥青相似相容,或多或少会对沥青的性能产生影响,目前国内就温拌剂对温拌沥青及其混合料的影响已有较多的研究,但缺乏针对Sasobit有机添加剂对SBS改性沥青性能的影响的研究。路面工程中为了获取更好的路用性能,SBS改性沥青被大量使用,然而SBS改性沥青拌合与施工温度高导致能耗大、沥青老化快等一系列问题,若能使用温拌剂将SBS改性沥青的拌合与施工温度降低,同时又能保证沥青性能满足规范要求,将对实际工程产生重大意义,因此,本研究通过室内试验研究Sasobit温拌SBS改性沥青的性能。

1 原材料及其试样制备

1.1 原材料指标参数

本研究取材于中海泰州生产的SBS(I — C)改性沥青。按JTG F40 — 2004中的沥青技术要求进行检测。结果见表1。

  

表1 SBS(I-C)技术指标类别25℃针入度/(0.1mm)延度(5cm/min,5℃)/cm软化点/℃ρ(15℃)/(g·cm-3)试验结果72.140.561.91.025标准60~80≥30≥55实测(T0604)(T0605)(T0606)(T0603)针入度指数当量软化点T800/℃当量脆点T1.2/℃弹性恢复15℃/%-0.35450.02-16.4083.0≥-0.4>46<-13>55(T0604)(T0604)(T0604)(T0662)离析试验旋转薄膜烘箱加热试验(163℃,85min)后质量损失/%残留针入度/%延度(10℃)/cm0.90.5565.545≤2±1.0≥60≥30(T0661)(T0601)(T0604)(T0604) 注:括号内为试验标准。

试验用的Sasobit是南非Sasol-Wax生产的长链脂肪族烃,俗称固体石蜡(FT)。它的熔点100 ℃,当温度在120 ℃以上时Sasobit完全熔融于沥青中[4]。见表2。

1.2 通过相容性试验验证Sasobit温拌改性剂与沥青的相容性

相容性是指改性剂均匀分散于沥青中并能与沥青一起形成稳定的体系,不层析、凝聚。另外,分相体系改性剂和沥青两种不同的相的临界处相互溶胀,溶胀作用越好其相容性也就越好,表现在宏观上不离析[5]。微观多相体结构,改性剂匀散其中,形成空间网状结构,否则形成无序的絮状、块状,低温时絮状、块状的改性剂会离析、分层,此时不仅不能提高材料性能,还会破坏材料原始功能[6]

  

表2 Sasobit各项指标水稳性(20℃)pH值密度(25℃)/(g·cm-3)颜色不容中性0.95白色

作为改性沥青评价指标相容性是指两类共混材料分散难易以及混合物热力学稳定性[7]。根据聚合物改性沥青离析试验(JTG E20 — 2011),结果见表3。

  

表3 沥青离析试验结果℃沥青种类储存前软化点储存后软化点上部下部软化点差SBS改性沥青61.461.860.90.9Sasobit温拌SBS改性沥青73.674.173.40.7

(3)线形照明。绘画、展板、文字介绍等展品的照明常采用直线照明,常用的设置方式为:展区上方安装槽灯或射灯,增强聚光效果,也常用灯片和灯箱照明。其中文字的展示照明设计最好应用LED灯光照明或灯箱,他们的形状可以自由定制,具有较强的识别性。

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式中:Ki为整体刚度矩阵;δi为结点位移列阵;Ri为结点荷载列阵。i=1表示接触初始状态,通常根据经验和实际情况假定。求解式(1),得到结点位移δ1,再计算接触点的接触力P1,将δ1和P1代入与假定接触状态相应的接触条件,如果不满足接触条件,就要修改接触状态重新进行计算。这样不断的迭代循环,直至δn和Pn满足接触条件为止,此时得到的解答就是真实接触状态下的解答。

参考文献:

2 拌添加剂对沥青针入度的影响

沥青稠度是指沥青的流变力学性能,通常采用针入度作为评价指标,是指在一定的温度条件以及标准针的准负重下、经过5 s、竖直贯入沥青的深度,计量单位0.1 mm。

  

图1 Sasobit掺量与针入度的关系

沥青作为一种胶粘材料,其粘度随温度变化而变化,低温时呈弹性状态,高温时呈粘弹性、粘塑性或者流体状态,这是沥青材料最显著的特征[10]。沥青的粘滞性以及沥青粘滞性随温度变化的粘度性质评价,常用粘度指标评价。

当掺量大于3%时沥青的25 ℃试验温度下的针入度指标值不在SBS I — C类沥青范围内而属于SBS I — D类沥青取值范畴。

针入度指数是评价沥青温敏感性核心指标,按照JTJ052规程标准方法进行试验获得3种温度下的针入度值计算得出3个温度下针入度指数Sasobit掺量的变化关系,图2可见Sasobit掺量为3%时指数最高,说明此时沥青的温敏感性最低,表明Sasobit可以显著改变SBS改性沥青的温敏感性。

幽静空间是一个过渡空间,有曲径通幽的感受,步道一旁有山水屏风隔断,中间种植造型古木,另一旁叠水造景,步移景异,动静结合。

  

图2 Sasobit掺量与针入度指数的关系

3 Sasobit对沥青延度的影响

延度是指按照试验规程将做好的标准试件在技术标准规定条件的水中养护1~1.5 h,然后在延度试验机上按标准的拉伸速度拉伸,试件断后测量的长度即为延度值。虽然国内外对延度指标意义的认可看法不一,但多年以来,业界并未找出更合理的替代试验或检测方法[8]。作为沥青性能指标之一的延度是控制施工质量极其关键的指标,特别是在较低温度条件下延度试验。诸多实践以及科研统计结果都说明,延度反映沥青低温时抵抗变形能力大小,沥青路面开裂等病害与其密切相关[9]。延度试验结果分析如图3。

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图3 延度与Sasobit掺量的关系

4 温拌添加剂对沥青软化点的影响

软化点作为道路工程中沥青检测指标,评价其高温性能。软化点测定操作简单、过程易懂,结果形象直观,表现出沥青在沥青路面使用中的变形程度。现在国外大量应用且国内也将其列入了沥青检测项目中,用来评价沥青的高温性能。

[1] 邵强,汪林,吴光蓉.Sasobit温拌沥青改性剂对沥青及沥青混合料性能的影响[J].中外公路,2010(1):251-254.

表3结果显示Sasobit温拌SBS改性沥青软化点较SBS改性沥青均升高,表明Sasobit的“—C=O”基团形成氢建,促使Sasobit分散、渗透进入胶质分子间,拆散聚集体使其分子无规则堆砌,形成松散结构,因此Sasobit能较稳定并均匀分散于沥青中,同时在胀溶作用下形成连续网状结构,从而增强了沥青胶体结构稳定性,表3软化点差都在1 ℃以内说明Sasobit与SBS改性沥青混溶后不易发生离析。

按JTJ052规范中5 ℃的方法进行试验,结果如图3,可见Sasobit型温拌添加剂的掺入使SBS沥青延度值显著下降,且随Sasobit掺量增加温拌改性沥青延度逐渐下降,当Sasobit温拌剂掺量超过3%时,SBS改性沥青的延度值已不能满足JTJ052规范中关于SBS I — C类沥青5 ℃延度不小于30 cm的要求;造成延度指标下降主要因为高温条件下Sasobit较均匀地分布于沥青中,Sasobit低温状态下表现出蜡脆性导致延度会随之降低,因此,从Sasobit掺量对SBS改性沥青延度影响变化来看,Sasobit一定程度损害SBS改性沥青的低温性能。

  

图4 Sasobit掺量与软化点的关系

5 温拌剂对沥青粘度的影响

按照JTJ052规程标准方法,研究结果如图1所示,可见在3种试验温度条件下SBS沥青中掺入不同量的Sasobit温拌添加剂后针入度值均呈减小的趋势,表明Sasobit温拌剂使得温拌改性沥青的针入度减小;主要因为Sasobit分子量小于沥青质分子量,沥青相位平衡,因此两者相容性较好。另外从相容性试验结果来看,高温下Sasobit熔融后均匀分散在沥青中,低温状态下Sasobit成固态形成连续网状稳定结构,沥青胶体结构稳定性提高,温敏感性减弱。总之,SBS改性沥青中掺不同量的温拌添加剂后,针入度值均降低,表明Sasobit使SBS改性沥青变硬、稠度变大,抵抗变形的能力有所增加。

沥青粘度值与沥青路面力学行为有着密切的联系,沥青的粘度随温度变化的区域较大。因此沥青粘度的检测方法必须根据温度条件以及检测目的来确定。通常在实际工程中沥青的加工操作都是在较高温度条件下。因此,本研究采用较宽范围的温度对温拌沥青样本进行粘度测定,探究Sasobit温拌改性沥青随温度变化的特性。

首先对五类沥青,采用3个不同温度进行沥青粘度检测(90、135、165 ℃),找出Sasobit掺量与沥青粘度的变化规律的关系,从而量化SBS改性沥青与Sasobit温拌剂掺量的关系。

90 ℃以下时,BrookfieldDV — Ⅱ不能实现对SBS改性沥青粘度的测定。但在90 ℃条件下Sasobit并未完全熔融,此时SBS改性沥青的粘度值变化即可反映Sasobit掺量对其动力特性影响,但温度超过120 ℃时Sasobit才能完全融于沥青中,因此应在135、165 ℃条件下探究Sasobit对SBS沥青的降粘效果。测试结果如表4。

  

表4 同一温度下不同掺量Sasobit对SBS改性沥青粘度影响沥青种类掺量/%沥青粘度/(Pa·s)90℃135℃165℃SBS改性沥青026.51.6680.421128.11.5310.335230.121.4580.292339.101.1430.184439.541.0790.180539.971.0240.168

采用90 ℃时粘度检测结果表明沥青动力特性,SBS改性沥青的粘度随Sasobit掺量的升高而升高,添加剂掺量在0%~3%范围内时粘度增长幅度高达47.5%。当Sasobit掺量为3%时,90 ℃温度下Sasobit掺量与SBS改性沥青粘度变化幅度开始减小,掺量大于3%时沥青粘度增长幅度仅为2.2%,表明Sasobit温拌添加剂在一定掺量范围内时使SBS改性沥青粘度显著增大,Sasobit温拌SBS改性沥青的抵抗变形能力增强,抗车辙性能优于普通SBS改性沥青,Sasobit温拌添加剂的掺入对SBS改性沥青的高温性能有所改善。

当在135 ℃及165 ℃条件下时,SBS改性沥青的粘度都随Sasobit掺量的升高而不断地减小。添加剂掺量在0%~4%范围内时粘度减小幅度较大,当试验温度135 ℃及165 ℃条件下时沥青粘度分别减小31.5%、56.4%。当温拌添加剂掺量为4%时,沥青粘度突变,此时掺Sasobit的SBS改性沥青的粘度值远小于不掺Ssobit的SBS沥青的粘度。当试验温度在135 ℃及165 ℃条件下,且Sasobit温拌剂掺量3%~5%之间变化时温拌改性沥青的粘度变化小,减小了10.5%、8.3%,表明温度在135 ℃及165 ℃条件下,Sasobit的掺量在0%~3%范围内时SBS改性沥青粘度值显著降低,而掺量大于等于临界值时,降粘效果不明显,这与厂家Sasobit温拌剂建议最宜掺量一致。

6 结束语

1) Sasobit使SBS改性沥青的抵抗变形的能力有所增加。当掺量大于3%时沥青的25 ℃试验温度下的针入度指标值已经从SBS I — C类沥青变为SBS I — D类沥青取值范畴。此时沥青的温敏感性最低,表明Sasobit可以显著改变SBS改性沥青的温敏感性。

(1) 南端采用大锅底形土方开挖(见图8)方法,不符合设计要求的分段、分层开挖的要求,导致土方开挖过程中基坑及周边环境急剧变形。

2) Sasobit可以显著降低SBS改性沥青延度,当掺量3%时,SBS改性沥青不满足5 ℃条件下不小于30 cm的要求。

3) Sasobit对SBS改性沥青的温敏感性影响显著,随其掺量递增而先增大后减小,当掺量在3%时针入度指数最大,此时对路用性能有利。

4) Sasobit一定程度上提高了软化点,从更为客观的当量软化点指标值规律可见,掺量3%时的沥青软化点提升了约10 ℃,超过3%掺量时,沥青熔融Sasobit蜡趋于饱和,因此软化点值变化也趋于平缓。

林雪川曾透露,当时他提出两个人一起跳河自尽,首先把黎永兰的手机往地上砸坏,并把黎永兰白色的手提包也随意丢在路边,拖着黎永兰往西溪河边走过去。

5)温拌剂掺量3%能够提升90 ℃粘度提升47.5%,高温性能大幅提高,对夏季抗车辙性能有利;135~165 ℃粘度显著下降有利于施工。

本次研究Sasobit温拌添加剂对SBS改性沥青性能的影响,按照0、1%、2%、3%、4%、5%量往SBS改性沥青添加Sasobit,简单的机械搅拌后即可制备好试验样本。并进行三大指标、粘度试验,探讨Sasobit对SBS改性沥青性能的影响。

试验结果如图4所示,加入温拌剂(Sasobit)SBS改性沥青中在低温下会结晶,沥青各组分被均匀分布的Sasobit结晶空间网状结构包围锁定,沥青粘稠度增加导致流动阻力大,宏观表现为软化点升高,可见Sasobit能够增强其高温抗变形能力。Sasobit本身是一种蜡,当其加入SBS改性沥青将使其含蜡量升高,此时普通的环球法测量的软化点可能会由于较高的含蜡量导致测量值偏高,因此采用针入度800(0.1 mm)的软化点测量值更能真实反映实际软化点,按照JTJ052 — T0604方法将3个标准条件下的针入度值回归分析,试验结果显示当掺量在3%左右时候其软化点提升了将近10 ℃,符合软化点不小于55 ℃的要求。

[2] 王茂文,吴超凡,朱沅峰,等.掺Sasobit的改性沥青与温拌沥青混合料路用性能研究[J].公路,2009(11):175-179.

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[6] Gui-juan Zhao,Ping Guo.Workability of Sasobit Warm Mixture Asphalt[J].Energy Procedia,2012,16.

(3)数据前台展示功能。可根据需要显示给不同权限的用户不同的权限信息供其访问操作。一般用户为例可展现如下信息:

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跨区取件一般都是出现在加盟制快递企业中。有网点老板为了多挣钱,只能打扩大业务地区的办法,多收件。尽管公司内部规定不许跨区取件,但偷偷摸摸地搞大有人在。即使被发现,但从快递企业总部考虑来看,肉烂在锅里,只要是自家网点收,你收和他收没有区别,最终都是进了企业内部。但对各网点来说,自己的客户被抢走,区域内的市场被打乱,可能会导致网点亏损,危及到自身生存状况。

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蒋宇
《湖南交通科技》 2018年第01期
《湖南交通科技》2018年第01期文献

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