改性范文10篇

时间:2023-03-21 09:22:08

改性范文篇1

关键词:高矿化度;矿井水;水泥;强度

目前我国矿井水的资源利用原则是减量再循环,将资源到产品最后到废物的单线线性流动改为资源到产品再到资源的物质闭环流动性经济,根据矿区水文地质情况进行矿井水的资源化利用,充分运用矿区内现有水利设施的资源,贵州矿产资源丰富,在挖掘和采矿过程中,矿井水因其中所含离子浓度过大,和一些悬浮物等原因经常作为废水被排放。当前,相对科学的矿井水处理方法只有几种,且设备设施和运行成本较高,都不能达到有效合理的应用。我们研究在于将低性能的水泥和高矿化度的矿井水混合之后,对其形成的水泥进行强度测定,研究高矿化度矿井水对水泥性能的影响。既合理使用了贵州地区含量丰富的矿井水资源,又能顺应水泥在今后的发展方向。

1矿区水文地质概述

贵州省某矿区属于山峦连绵且沟壑交错的中低山高原地貌,其构造主要以地形为主,且地势起伏较大。贵州地区矿产资源丰富,是著名的矿产资源大省,贵州省已发现矿产110多种。矿井水来源于大气降水、地表水、地下水等。贵州最主要的地下水类型为岩溶水分布广,水量大,地质特征为沉积地层,地层中含有大量的古生物化石,并赋存有丰富的煤、磷、铝等矿产资源。其中碳酸盐岩最为普遍,约占全省陆地总面积的61.9%,尤以生物碳酸盐岩占绝对优势。火成岩岩类较多,属性较全面。变质岩以层状浅变质岩系为主,有岩溶水、裂隙水和孔隙水三大类,其中以岩溶水为主。

2实验过程

(1)以六盘水地区矿井水为例,充分收集和分析当地矿井水的水量、水质及处理方法现状。得到关于矿井水的分析报告。(2)对所得的矿井水进行逐级富集和浓缩,在此过程中取样,最终分别得到具有一定浓度层次的多组矿井水实验试样,并对每一组试样水质特性进行测试。(3)用所得不同浓度的矿井水与标准性能的水泥进行混合,按照单一变量原则,控制温度,混合时间与矿井水和水泥的比例等因素不变。对水泥的早期、中期及后期强度进行测试,并分析其中的强度变化和性能方面的规律。设置对照组,净水拌合水泥净浆试样1组、未处理矿井水拌合水泥净浆试样1组。同时设置实验组,分浓度梯度设置浓缩程度35%、50%、65%、80%的矿井水拌合水泥净浆试样以及稀释程度30%的矿井水拌合水泥净浆试样。通过仪器测定各组试样的抗压、抗剪强度,绘制折线图,研究分析不同浓缩程度的矿井水的水泥改性的影响。2.1抗压强度。(1)抗压强度试验通过规定的仪器(压力试验机)。(2)水泥净浆试块中心对准压力机压板受压中心。(3)在整个加荷过程中以一定的速率均匀地加荷直至破坏。(4)抗压强度Rc以牛顿每平方毫米(MPa)体现,按下式进行计算:Rc=Fc/A式中:Fc——破坏时的最大荷载,N,A——受压部分面积,mm2,(40mm×40mm)=1600mm2。2.2水泥劈裂抗拉试验。本试验规定了测定水泥立方体试件的劈裂抗拉强度方法,本试验适用于水泥的立方体试样。2.2.1试件制备。(1)采用边长150mm方块作为标准试件。(2)本试件应同龄期者为一组,每组为2个同条件制作和养护的水泥试块。2.2.2试验步骤。(1)试件养护完成后,擦干净,测量尺寸,检查外观,在试件中部划出劈裂面位置线。劈裂面与试件成型时的顶面垂直,尺寸测量精确至1mm。(2)试件放在试验台上,其方向与试件顶面互相垂直。(3)当水泥强度等级低于C30时,以0.02~0.05MPa/s的速度连续而均匀地加荷;当水泥强度等级不低于C30时,以0.05~0.08MPa/s的速度连续而均匀地加荷,当上压板与试件接近时,调整球座使接触均衡,当试件接近破坏时,应停止调整油门,直至试件破坏,记下破坏荷载,准确至0.01kN。

3矿井水对水泥的改性原理分析

在煤炭开采过程中,地下水因各种原因发生了一系列的物理、化学和生化反应,因而水质具有显著的煤炭行业特征。矿井水中含有的总离子含量比一般地表水高得多,高矿化度矿井水中含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、Mg2+、HCO3-、Fe3+等离子,不同的元素、离子对水性能有多种影响[1-5]。研究表明,在拌合水中加入Ca2+、Fe3+、等离子时,水泥试样的强度要高于普通纯净水拌合试样的强度,同时,当离子浓度在1%-3%时,试样早期强度先增大后减小,在2%时,试样强度最高。这是应为Ca2+、Fe3+促进了钙矾石的生长,并促进水化反应,使C3S更好的转化为Ca(OH)2。在水化过程中Ba2+能促进水泥浆体硬化,高矿化度矿井水中特有的高浓度离子,在特定浓度范围内能使水化反应更完全,生成更多的C-S-H凝胶,使得水泥浆体变得更致密,从而增加水泥浆体试样的整体强度。

4结论与展望

本文主要论述了将高矿化度矿井水在矿井开发建设中对水泥性能的改性作用,通过对矿区取得的矿井水进行浓缩,富集处理,利用控制变量的方法来对其形成的水泥式样进行力学性能的检测。得出高矿化度矿井水对水泥具有改性作用。此项结论合理处理了矿区矿井水难处理的问题,在以后得研究过程中我们还能利用增大液体表面的张力来改进水泥的性能。通过外界因素将水进行磁化进而提高水表面的张力。用这种被磁化水来参与水泥的制作过程,也同样会对水泥的性能和可泵性具有改善的作用。这是在以后继续研究的一个方向。

未来将高矿化度的矿井水与磁场相结合,将这两种都会对水泥性能有一定影响的外界条件合并在一起用于水泥的改性中。在对改性之后制造出来的水泥对其力学性能进行检测分析。现有研究表明,磁场改性和高矿化度矿井水结合的效果会更好,能够创造出性能更加良好,且节能高效的水泥,这是外加剂无法替代的。

参考文献:

[1]殷仕颖.不同浓度对水泥土强度的影响规律研究综述[J].四川建材,2018,14(08):39-46.

[2]朱龙芬.含水量变化对水泥土室内强度的影响[J].山西建筑,2007,33(25):192-193.

[3]阳克连,宁宝宽.水泥土强度影响应素的研究[J].中外公路,2009,29(04):188-192.

[4]贾坚.影响水泥土强度的综合含水研究[J].地下空间与工程学报,2006,26(01):131-135.

改性范文篇2

车辙是沥青路面受到荷载反复作用后在横断面上产生凹陷或凸起的变形,是一种路面结构的永久性变形。如果车辙由路面结构层推移引起,会出现中间凹陷而两侧凸起;如果由于轮胎磨耗引起,则只会出现凹槽部分。车辙病害会降低路面的平整度,使病害处沥青层厚度变薄,削弱了面层及路面结构的整体强度,从而易于诱发其它病害;雨天时还会造成路表排水不畅,降低了路面抗滑能力,凹陷处的积水还会而导致车辆漂滑,严重的车辙还会使车辆在超车或改变车道时,出现方向失控等严重的安全隐患。

高速公路路面结构层设计通常都会对混合料级配和沥青用量进行严格验算,施工过程中更是采用电脑精确配比以使设计参数得以保证,因此,路面结构层的耐磨性能相对要好得多。夏季高温期,阳光的直射作用会加速路面面层沥青混合料的软化和老化,如果此时重型车辆频繁通过,便会加速推移变形的快速发展。高速公路养护过程中,路面结构层推移变形的车辙病害是路面养护的重点之一。

运城至三门峡高速公路(以下简称“运三公路”)是山西省南部晋煤外运的重要出口,该公路K12到K23路段穿越中条山脉黄土塬梁区,海拔高差达400m,其中K19+550至K20+086路段的路面纵坡更是达到了4.9%的设计极限。运三公路上行半幅行车道是重载车辆通行的主车道,由于道路纵坡大,车体重,车辆行驶速度非常缓慢,在夏季高温季节里,这条车道被车辆轮胎反复作用后,便出现了两条明显的车辙病害,车辙沿行车方向延伸达10多公里,平均变形深度达到5cm,最大的变形深度达到30cm以上,严重影响行车安全。

笔者在养护生产过程中,通过对运三公路K14+050至K14+350上行半幅车辙较严重的路段进行了试验性修复,经过3个月定时定点观测得出:PR沥青改性技术是高速公路养护车辙治理的有效方案。

一、改性剂的选择

在试验前,我们对常用的沥青改性剂进行筛选,发现苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)沥青添加剂和PRPLAST.S沥青添加剂(以下简称“PR改性剂”)都曾被广泛应用。但由于SBS改性剂是“热塑性弹性体”,要生产此类聚合物的沥青混合料,需要具备三个条件:(1)要求沥青材料具有对SBS聚合物的相容性。因沥青成分各异,不是所有沥青都具有这种相容性,这样原材料的选择具有局限性;(2)需要专门的设施来保证改性沥青搅拌温度控制在160℃至210℃之间,还要配备一台具有一定剪切力的强劲搅拌机,这样机械设备的使用具有局限性;(3)经过添加聚合物而改性的沥青不能长时间贮存,否则聚合物的性能会很快降低,这样不能满足养护生产随机用料的需求;

因此,SBS改性剂不宜在高速公路养护生产中推广。同时,运三高速公路路面结构的上面层本身就采用SBS改性沥青混合料铺筑,通过对近3年来的使用效果分析,虽然路面防渗性能得到提高,但车辙病害依然严重。

PR沥青改性剂是平均直径为4mm的黑色颗粒,可在常温下长期保存,25℃下的密度为0.91~0.965g/cm3,熔点为140℃,施工中可以直接投入沥青混凝土拌合机与热骨料同时拌合,使其均匀分散在沥青混合料中,而不必事先进行沥青-聚合物的混合。

PR改性剂依靠其在沥青混合料中的嵌挤、钢筋、胶结作用来提高沥青混合料的路用性能。国内外道路研究者的研究表明,采用添加PR改性剂的沥青混合料可以有效提高沥青路面的热稳定性。此外PR改性剂还具有四个优点:(1)无需相容性沥青;(2)无需专门的生产设施;(3)没有胶结料的贮存问题;(4)可准确掌握用量,避免了聚合物和改性沥青的浪费。因此,我们最终确定采用PR改性剂作为养护生产中车辙治理的关键材料。

二、PR改性剂的物理性能分析

为了验证PR改性剂在提高沥青混合料抗车辙性能的可靠性,笔者进行了PR改性沥青混合料车辙试验。

试验中,我们使用辉绿岩按照AC-13I分档配料,油石比为5.3%,采用室内拌合工艺,当骨料温度达到180℃至185℃时加入PR改性剂,干拌30秒后加入沥青,再湿拌3分钟。所有试件均在室温条件下保存48小时,然后在60℃条件下养生5小时后进行试验。

通过对车辙试验结果进行分析可以得出,随着PR改性剂含量的增加,试件抗车辙能力逐步提高。

三、PR改性剂用量的确定

在试铺试验路段之前,我们还进行了沥青混合料低温弯曲试验,以分析改性沥青在低温条件下抗剪切性能的变化。

试验中我们采用了与车辙试验相同的原材料,并用相同的油石比,在相同环境下进行室内拌合,制成试件,最后在-10℃低温条件下进行弯曲试验。

通过对低温弯曲试验结果进行分析可以得出,随着PR改性剂含量的增加,试件在低温条件下抗剪切的能力逐渐减弱,抗剪切变形的能力也逐渐减弱。

综合分析PR改性沥青混合料的车辙和低温弯曲的试验结果,并结合山西地区气候特点,最终确定的PR改性剂合理剂量为沥青质量的5%,并以此作为本次车辙病害试验性修复的控制要点之一。

四、混合料拌合温度的确定

虽然PR改性剂的熔点为140℃,但为确保混合料拌合均匀,仍需较高的拌合温度。

考虑到拌合温度对试件抗车辙能力的影响,我们仍然采用前文所述的原材料按照相同的方法制成试验试件。与之不同的是,在加入PR改性剂时的骨料控制温度不同。

通过对车辙试验结果进行分析可以得出,随着拌合温度的提高,试件的抗车辙能力在180℃时能保持在稳定的状态,虽然在205℃时,试件的动稳定度达到了5250次/mm,但在高速公路养护生产过程中,采用如此高的拌合温度并不经济。

因此,最终确定180℃为PR改性沥青混合料的最佳拌合温度,并以此作为本次车辙病害试验性修复的控制要点之一。

五、试验路段平整度观测分析

试验中,我们采用AH-90散装沥青作为主要材料,沥青混合料包括级配碎石、石屑、砂和矿粉,通过马歇尔试验确定的混合料最佳沥青含量为4.4%,密度为2.430g/cm3。

我们还将运三公路K14+050至K14+350段上行300米行车道作为车辙治理的试验路段,并将该路段划分为三个对比段落,即:A段50m,K14+050至K14+100;B段150m,K14+100至K14+250;C段100m,K14+250至K14+350。通过对路面各结构层是否添加PR改性剂进行比较,来分析PR改性剂对提高路面抗车辙能力的作用,如下表所示:

路面结构A段B段C段

上面层4cmAC-13IPRPRPR

中面层5cmAC-20IPRPR/

下面层6cmAC-25IPR//

表中划“/”的结构层,表示采用普通沥青混凝土铺筑。施工过程中,我们将试验路段内15cm厚沥青混凝土面层全部铣刨干净,并在不同段落接头处均挖成阶梯状分层铺筑,以保证接缝平顺密实。

施工完成后,我们每间隔30天就对试验路段内3个对比段落的30个检测点分别进行横向平整度观测,以分析车辙修复效果。经分析可以看出,随着时间的推移,试验路段横向平整度在不同段落都呈现衰减趋势,但对于每个结构层都经过改性的段落而言,平整度的变化相对较慢,变化幅度也相对较小,车辙病害的试验性修复达到了预期效果。

六、结论

1、PR改性剂的使用对沥青混凝土路面的高温稳定性能具有明显的改善,特别适宜山岭重丘地区及重载大交通量的路段使用。

2、在运用PR改性沥青混合料的施工时,无需增设专用设备,施工工艺简单,与普通沥青混合料相同,特别适用于高速公路的养护。

改性范文篇3

关键词:改性聚酯注浆技术;工程特性;应用前景

随着国家基础设施建设大力发展和城市化进程的加速推进,增长方式粗放,效益较低,使用落后的技术、材料、工艺和设备,是工程建设领域各行业面临的普遍问题。为此,相关主管部门积极推广应用“四新”(新技术、新工艺、新材料、新设备),同时,各专业领域也积极响应;经过近二三十年的快速发展,工程建设朝着更高效、更经济、更安全的方向发展,并取得了长足的进步。近年来,改性聚酯注浆技术在房屋地基加固和变形控制、堤坝防渗、公路路基加固等领域得到了广泛的应用。在过去的三十年间,该技术在国外解决了许多工程难题,同时国内学者也进行了系统的理论研究并运用在国内的工程中,取得了突破性的进展。王复明等将该技术成功运用于水坝坝体防渗墙的施工中;郭成超等在水泥混凝土路面脱空区中运用此技术,都取得了较好的效果;苏志鹏等将该技术运用于房屋加固;石明生和郑新国等通过研究该材料的宏观力学性能,更好地将该材料运用于工程实践。本文通过探讨该技术的工程特性,分析相关工程应用,展望该技术的应用前景。

一、改性聚酯注浆技术的特性

(一)力学特性。应力应变曲线与破坏形态。单轴压力下,一般经历三个阶段。应变小于5%时为弹性阶段,此时,泡孔相互接近,不规则的泡孔先被压缩成圆球形;继续加压,泡孔棱边屈曲破泡,达到屈服强度;应变5%~50%时为屈服平台阶段,破泡现象持续,应变不断增加,应力基本不变或增长缓慢;应变达到50%以上时,进入致密阶段,泡孔基本破坏完毕,应力随应变增大而明显增大。密度的差异会影响试件受载过程中的宏观表现,低密度试件(0.1g/cm3)试验过程中无裂缝产生,卸载后变形恢复程度较高。当试件密度为0.3g/cm3时,加载过程中产生了纵向裂缝,表现出明显的脆性破坏。抗压强度。一般将压缩应变为5%时对应的应力值作为试件的抗压强度,通常情况下,材料强度随密度增加而增大,聚氨酯高聚物在0.08~0.5g/cm3密度区间内,强度方面有可靠的安全保障。高密度试件由小泡孔组成,其间的接触面积较小,自由空间大。因此,改性聚酯在受外力作用时,小泡孔首先在其自由空间移动,被逐渐挤密在一起,这个变化过程就是应变迅速发展的过程;相反低密度试件由大泡孔组成,其间接触面积较大,自由空间较小,受外力开始阶段就会产生较大的应力变化。以上泡孔结构遵循能量最低原理,在其界面上有表面张力和表面能,表面能随着界面面积的增大而增大,体系整体稳定性随表面能的增大而减小,当其密度较高时,各泡孔相距较远,彼此不发生相互作用,体系总表面能最低;而当其密度较低时,气体体积较大,泡孔不能按照球形堆积,逐渐转为多面体形状。(二)膨胀性。改性聚酯注浆技术体现出了树脂混合物的膨胀特性,能够起到稳定地基、抬升路面、地板或建筑物,并提高地基承载力的作用。该聚合物材料结实并有弹性、非亲水性、强度较高,不易降解。将两种液态树脂混合时,发生快速的化学反应,释放出巨大的膨胀力(500KPa~10000Kpa)。使用特定的设备和技术将双组份的树脂注入混凝土板和建筑物地基下,可起到抬升和稳定的作用,用于道路病害治理时,把材料注入指定的深度,注射压力不需要很大,但是需能使液态树脂材料在膨胀之前流向路面下的每个部位。固化后材料对建筑或路面的作用力取决于路面的自重,而且不会对路面本身的结构造成破坏。一般情况下,材料在受外界阻力较小的方向膨胀更多,根据这个特点,材料易于流向地基中最软弱的地方,并膨胀和压密,起到加固地基的效果。(三)化学特性。该材料不溶于大多数溶剂,但溶于汽油等油类。材料在芳香族氧化物溶剂里能发生膨胀,然而干燥后能基本恢复其原有的性能。尤其是在水和一般的酸、碱、盐溶液里材料都比较稳定,但强酸和强碱能改变材料性能并使其发生降解反应。该材料可以抵抗霉菌和真菌的侵蚀,因此不易发霉腐烂,同时也不易引来昆虫和鼠类等易破坏材料结构的动物,化学性质呈中性。(四)工程特性。改性聚酯注浆技术具备以下优点和优势:一是改性聚酯反应形成的加固体密度较小,重量较轻,其密度不到水泥浆或沥青材料的10%;二是反应膨胀力在约20min内可以达到其最终强度的90%左右,自由膨胀比可达20∶1,可以很好地填充周围的脱空区和裂缝,进而压密、强化周围的物质;三是该材料为不透水结构、抗渗能力强,对裂缝和接缝处有良好的密封作用;四是材料自稳能力强,呈惰性性质,对周围环境无污染,不污染土壤和地下水,并不受菌类的侵蚀;五是该材料对被加固对象基本无损坏,扰动较小;六是注浆过程快捷、简便,无需养护,在很大程度上缩短了施工时间;七是施工限制条件相对较少,操作空间要求较低;八是用途较广,可用于道路路面病害治理、路基加固,工业与民用建筑地基加固,堤坝坝体防渗加固、防汛抢险,隧道渗漏处理等方面。

二、工程案例分析

(一)房屋地基加固。1.背景介绍。被加固房屋材料强度偏低,构造较薄弱,整体性较差,对外界施工影响较敏感,由于拟建基坑紧邻该房屋,最近仅3.338m,基坑在开挖、内支撑的拆除、换撑等工况中,基坑内壁发生水平位移会影响房屋基础的稳定性和安全性。因此,对该房屋必须采取针对性的保护措施。2.方案比选。目前国内对于建筑地基基础加固的常规方法有基础扩大加固、树根桩、锚杆静压桩、高压喷射注浆、注浆(水泥砂浆和改性聚酯注浆)等。常规加固方案加固效果一般,施工机械、施工空间的要求高,施工扰动性较大等不利因素,最终选择改性聚酯注浆作为此次加固方案。3.施工参数。注浆压力值与施工顺序:压力值为7~14MPa;先对临近基坑一侧注浆,然后对房屋两侧注浆;注浆从沉降较大的点向沉降较小的点推进。注浆材料:双组份改性聚氨酯材料。注浆间距与速率:注浆施工点间距1.5m,流量5.0L/min;单孔注浆量20~40L;注浆深度3.0m。4.效果分析。注浆效果评价主要根据旋转激光仪的监测,并结合传统房屋结构监测,进行综合评价。监测情况结果如下:基坑开挖后,房屋沉降逐渐增大;改性聚酯注浆施工完成后,房屋沉降逐渐平稳;改性聚酯注浆技术对房屋基础有一定的抬升作用,并且未对房屋造成太大的扰动。(二)公路病害治理。美国堪萨斯州公路全长约250英里,等级为二级,交通量为每天2500辆轿车和1850辆卡车。该路段内有约50千米的路段目前破坏极其严重,路面不断出现裂缝并持续扩展,其道路结构性破坏部分达到25%,部分区段板沉降差达到1英寸。通过现场取芯观察分析,路基层为石灰土,并发现其受到了破坏,从下层的石灰石集料下渗并阻塞了排水基层。排水严重不畅导致混凝土路面下出现大量的脱空区,加上路面车载的影响,就出现了目前严重的道路损坏现状。相关部门提出两种方法维修此段病害严重的路段:第一种,通过密封和固化含水基层来稳定面层;第二种,挖掉重铺。最终考虑到较昂贵的施工造价和对交通的影响,挖掉重铺的方案没有被采纳,进而决定采取密封排水基层的措施。初步选用材料为水泥砂浆、沥青浆和高聚物注浆材料,并在病害路段对以上3种材料进行现场试验。结果为:水泥砂浆和沥青浆效果非常有限,水泥砂浆在石灰土和排水层之间不能顺畅流通,故其密封效果不好;沥青浆黏性太大。高聚物注浆试验结果很成功:材料通过细小的注射孔注入地下,并到达每一处脱空区,甚至能够填补粗集料之间的微小空洞,由于该材料的防水性,脱空区的积水不会对材料造成任何不利影响。注浆完成后,现场取芯样表明密封效果很好,高聚物材料注入并固结了排水层的边界。相关部门对此次的维修结果作出了高度的评价,高聚物材料既密封了排水层又填充了所有脱空区,为该病害路段提供了双重保护。

三、结论与展望

本文通过对改性聚酯注浆技术的发展历史、工程特性进行总结分析,得到以下结论:1.改性聚酯注浆技术相比传统的注浆技术优势明显,具体体现在损坏性较小,施工便捷性、耐久性、经济性较好等。2.应用领域较广泛,主要应用于公路、铁路、水利(堤坝防渗加固)、工业与民用建筑等领域。3.改性聚酯工程特性仍需进一步研究分析,与其他材料协同作用的研究鲜有报道,因此,该技术仍有很大的发展空间。

参考文献:

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[4]石明生,于冬梅,王复明.高聚物注浆材料的弯曲性能[J].材料科学与工程学报,2010(4):514-517.

改性范文篇4

关键词公路面层沥青施工

改性沥青用于道路工程已有几十年的历史,从品种上看,按其改性剂的不同,一般分为三类:热塑性类、橡胶类、树脂类。其中热塑性橡胶类(即热塑性弹性体)的SBS由于具有良好抗车辙变形能力和弹性(变形的自恢复性及裂缝的自愈性),已成为目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂。淮江高速公路扬州段(长约112km)上面层共分5个标段进行施工,除一个标段为SBS改性沥青SMA16外,其余标段均为SBS改性沥青AK-16C。为了确保上面层改性沥青AK-16C的施工质量,各标都进行了线外和主线两次试铺,以便于摸索出经济合理、工程质量可靠、操作性好的施工组合。

1面层概况

本次淮江高速公路采用两种沥青面层结构形式:

(1)4.5cm改性沥青AK-16C上面层+5cm普通重交沥青AC-25I中面层+7cm普通重交沥青AC-25I下面层;

(2)4.5cm改性沥青SMA16上面层中层、下层同1。中下面层于1999年11月底完成施工,2000年5月份开始施工上面层,施工前对中面层离析特别严重的区域进行了处理。

2上面层改性沥青AK-16C施工控制

2.1级配

本次AK-16C的级配范围如表1所示。为了施工时对混合料级配严格控制,每天上、下午对每台拌和楼各进行一组抽提试验,关键筛孔要求0.075mm、2.36mm和4.75mm的通过率与中值偏差在±2%之内,9.5mm、16.0mm两档筛的通过率与中值偏差在±3%之内,其它筛孔的通过率不超出规定的级配范围。

2.2沥青

采用优质SBS改性沥青,其技术要求见表2。在施工过程中对各标段改性沥青随机取样抽检进行有关指标试验,以便随时掌握改性沥青有无品质变化。

2.3生产油石比

根据江苏省交通科研院目标配合比和四个施工单位及四个监理单位九个目标油石比(其平均值4.73%),确定生产油石比为4.7%。在施工中油石比波动允许误差按±0.2%控制,对生产配合比的级配进行了马歇尔试验,其空隙率、稳定度和流值均满足相应要求。从每天的抽提结果来看,油石比偏差大都在±0.2%范围内。

2.4改性沥青AK-16C混合料的拌制

(1)为了保证改性沥青混合料AK-16C的质量,拌和楼严格控制吸尘,对于吸出粉尘一律废除;严格检查矿粉的质量,保证0.075mm筛孔通过率中新加矿粉的量大于80%。

(2)本次江苏淮江高速公路上面层改性沥青中均掺加了沥青质量0.4%的抗剥落剂。为避免沥青温度过高引起抗剥落剂老化,在混合料拌和过程中,均严格掌握沥青和集料的加热温度,拌和时改性沥青和矿料温度都按低限设定,并同时严格控制混合料出料温度,保证在要求范围之内。

(3)通过试拌确定最佳拌和时间。随时观察所拌改性沥青混合料的品质,以沥青全部裹覆集料颗粒且沥青混合料拌和均匀为度。

(4)为保证从总量上对改性沥青混合料AK-16C进行控制,拌和楼控制室逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度,每天用拌和总量检验矿料的配比和沥青混合料油石比的误差,并定期对拌和楼的计量和测温进行校核。

2.5改性沥青混合料AK-16C的运输

(1)为防止混合料与车厢板粘结,车厢侧板和底板洒一薄层隔离剂后用拖把拖匀,要求无余液积聚。

(2)严格控制沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。

(3)运料车应用完整无损的双层蓬布覆盖,以利保温防雨或避免环境污染。

2.6改性沥青混合料AK-16C的摊铺和碾压

(1)根据各标段的机械组合情况进行试铺,通过试铺结果确定摊铺机参数和碾压组合,最终确定振动熨平板取4级,夯锤取6级。

(2)为了防止摊铺机熨平板温度不够,在起步处产生离析、小油饼、纵缝明显等问题,摊铺前保证熨平板具有足够的预热时间。如果出现问题,有专人负责及时采取措施补救。发现离析处,人工用细料立即补上;发现小油饼,有专人用小铲刀挑除,再经压路机碾压消除。

(3)保证改性沥青上面层平整、不漏压,严格控制摊铺机的摊铺速度≯3m/min,且做到匀速、不间断地摊铺。

(4)为保证纵向接缝平整、密实,两台摊铺机成梯队摊铺时距离不超过10m。

(5)碾压紧跟在改性沥青混合料摊铺后进行。分初压、复压和终压三道工序,对碾压段落设置明显标志,便于现场调度、管理。

(6)压路机以匀速进行碾压。碾压段长度控制在20m~30m。

(7)为使改性沥青混合料AK-16C上面层的压实度得到充分保证,初压以两台8~10t的双钢轮振动压路机振压2遍,分别为前进振动,后退静压;复压以16~20t轮胎压路机静压6遍;终压以10~11t左右的宽幅双钢轮压路机静压2遍。

(8)对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度都设有专人检查,控制摊铺、碾压设置,根据实际情况及时调整。

(9)为保证路面的平整,消除碾压轮迹,宽幅双钢轮压路机作终压收光。

2.7上面层质量检查

在改性沥青混合料AK-16C上面层施工完成后的第二天,进行压实度、摩擦系数、构造深度、平整度等项目的检测。由测试结果统计得出本次淮江高速公路扬州段上面层的压实度都满足≥96%马歇尔标准密度的要求(最大理论密度92%),许多路段的压实度甚至达到了≥98%(最大理论压实度94%);上面层的摩擦系数满足≥60BPN的要求,普遍在70BPN左右;构造深度远大于规范要求,基本都大于0.7mm;由于对施工变异性控制严格,平整度平均值大都<0.6mm。雨天可看到施工完成后的部分路段上明显有一层均匀的水膜,进一步表明AK-16C兼顾了抗滑和密水两方面性能。

3建议

江苏省高速公路建设指挥部编制的《国道主干线高速公路改性沥青路面上面层(AK-16C)施工指导意见》为保证淮江高速公路AK-16C上面层的施工质量起了重要的指导作用。总体而言,淮江高速公路铺筑的上面层是成功的,为以后改性沥青混合料的施工积累了宝贵经验。经过本次改性沥青AK-16C的实际施工运作,提出以下建议供参考:

(1)小于0.075mm的粉料增加塑性指数指标;

(2)现场压实度应以芯样的表干密度与最大理论密度计算得出,控制现场空隙率小于8%;

(3)为了保证压实度和抗水损害能力,建议上面层沥青混合料中2.36mm筛孔以上的集料采用玄武岩,2.36mm筛孔以下的集料采用石灰岩。

(4)建议今后高速公路上面层采用4cm厚,集料最大公称尺寸为13mm的沥青混合料。

参考文献

[1]沈金安.改性沥青与SMA路面.北京.人民交通出版社.1999.7

改性范文篇5

关键词:改性沥青;生产过程;质量控制

1引言

改性沥青是现代道路建设中道路路面的主流材料之一,其能够在极大程度上提升道路路面的性能,延长道路使用期限。但同时,改性沥青自身的生产制备过程与质量控制都是较为复杂的,这就需要我们对其进行深入研究,尤其要掌握好改性沥青生产的工艺程序及其中的要点,并了解其性能指标以便对其成品质量加以有效控制。此处就围绕改性沥青生产过程与成品质量控制展开相关探讨。

2改性沥青及其改性原理

改性沥青是一种沥青混合料,属于聚合物范畴。改性沥青实际上就是在沥青中添加橡胶、树脂、高分子聚合物、橡胶粉以及其他填料的改性剂从而使沥青的性能得到改良。经过改良后的沥青就变成了一种沥青混合料,拥有了更强的质量性能。可以说,改性沥青制作最主要的就是改性剂的添加。目前,改性沥青中所使用的改性剂根据其制备和成分不同可分成天然材料、人工材料、有机材料以及无机材料等。而在改性剂的添加技术上,则又有直接添加改性剂、添加掺加抗剥离剂以及添加抗老化剂等。各种混合技术都可以针对性的提升沥青的某一方面性能。而随着改性沥青技术的不断发展,现代改性沥青制备工艺也在不断完善与优化中,这就需要对此展开一定的研究。从改性沥青的改性应原理进行分析,沥青材料性能的变化主要是依靠改性剂本身的特性以及改性剂与沥青材料混合后对沥青结构与性质的改变来达到改性目的。例如在橡胶树脂类改性沥青中,其主要成分为SBS。这是一种苯乙烯—丁二烯—苯嵌段式聚合物。其本身的分子结构使得该材料具有较高强韧度与较高强度,同时在高温度下又会形成流体状态,这就使得该分子材料运用到沥青改性中能够使沥青材料在高温时的稳定性以及在低温时的抗裂性都得到明显提升。进一步从分子状态角度去分析SBS改性原理则可以发现SBS聚合物是以微米级粒子存在于沥青之中,同时很少一部分分子与分子链会溶解并分散在沥青内,而另外相当一部分大分子则以一种彼此缠绕、联结的溶胀状态分散在沥青材料中,从而使得这些不同的存在状态在转化过程中能够产生不同流变学规律与改性效果,而这就会进一步影响到沥青材料的性能。

3改性沥青生产过程分析

改性沥青的生产实质上就是要解决好改性剂的使用问题,并依据改性剂特性优化生产工艺。此处就结合SBS改性沥青的生产对其生产过程进行分析。3.1改性沥青生产的基本配置要求。改性沥青的生产需要有相应地设备支撑。其中所涉及的设备包含SBS与稳定剂称重系统、SBS料仓、控制电脑、高温沥青泵以及设备控制系统。SBS与稳定剂称重系统需要确保具备自动计量功能,用以对沥青进行配伍。SBS料仓需要依据沥青瞬时流速、总量进行输送速度与加入量控制。控制电脑需要能够显示与记录瞬时和累计流量并进行打印输出。高温沥青泵需要包含变频控制功能,以便对沥青流量与总量、生产速度等进行调控,从而可依据不同批次生产需求对总量进行设计。同时,改性过程中的助溶剂计量与泵送也需要由变频控制器进行控制,如此方能对其泵送流量与总量加以有效调控。现代自动化技术的发展也是的改性生产设备的自动化水平不断提升,因此在选择设备控制系统时要尽可能确保其具有良好的自动化控制性能,以便能够对生产过程中的生产速度、沥青与助溶剂流量与总量、改性剂与稳定剂重量与累积量、温度、压力、液位等进行自动化控制。3.2整机生产过程分析。在整机生产过程中,主要涉及生产前准备工作、连续生产过程控制以及自动化生产过程控制三方面内容。3.2.1生产前准备工作。在改性沥青生产过程中,生产前的准备是必不可少的一环。首先,生产之前需要对各种设备进行预热,保证设备能够处于最佳生产状态,避免预热不足而在生产过程中对设备零部件造成损伤。其次,要对控制系统、沥青泵、搅拌器、胶体磨、液位仪、温度仪表、压力仪、电流表等进行严格检查,确保所有设备都能够处于正常状态。再次,根据所生产的改性沥青类型进行相关参数设置,如生产总量、生产速度、液位、各种添加剂的配比、温度、压力、液位、搅拌时间等。最后,要对各种管线进行提前设定,保证其科学合理性。3.2.2连续生产过程。连续生产过程主要是依靠已经设定好的生产量、生产速度、配比及相关工艺参数在自动化设备的控制下进行连续生产作业。其实际生产工艺流程为以下几点。(1)升温操作。主要是将基质沥青在升温罐与换热器中提升到生产所需温度。(2)改性材料的混合。该过程主要是利用混合罐、发育罐进行沥青、改性剂、助溶剂、稳定剂等按照剂量进行混合。其具体操作流程为:先利用自动开启阀门与沥青泵进行沥青的泵送,然后再通过沥青流量计量对沥青泵的转速进行调节使之逐渐达到预定的生产速度。在其液位快达到混合罐一半液位时依次开始启动搅拌电机、星形喂料器电机上料器电机等,并同时向混合罐中添加改性剂与稳定剂。随后利用电子秤进行相关助剂重量的计量并对星形喂料器转速加以调节。(3)进行胶体磨研磨操作。该过程主要是通过开启胶体磨与沥青泵来使材料进入发育罐,然后再通过调节沥青泵转速以及混料罐液位来稳定液位以保证符合连续生产要求。在液位达到罐体三分之一时会进一步打开搅拌电机,随后在液位逐渐达到最大设定值时再依次将上述打开的各种设备关闭掉。(4)进行改性材料发育。在该生产过程中,需要选择好发育罐与沥青管路,然后在液位上升到一定高度后就可以进行发育搅拌。当发育罐生产量达到预定要求时,就需要对搅拌时间进行计算,在到达搅拌时间并发出报警后关闭相关设备。在该阶段,发育罐中的温度是十分关键的,这需要通过智能仪表设备对其温度进行严格控制。通常情况下发育罐内温度需要维持在170℃以上,并保证发育不少于2小时。最后在检验合格之后就可以利用沥青泵将改性沥青成品泵出。3.2.3自动化生产过程分析。自动化生产过程是将整个连续的改性沥青生产过程以一种自动化程序来完成,从而在最大程度上提升生产效率,减少人工生产的巨大人力投入。自动化生产主要包含以下程序。(1)对基质沥青进行升温。在自动化生产程序启动后,第一部工作就是启动升温罐内的沥青泵对输送的沥青进行升温。这个过程中沥青泵送会由升温罐根据沥青液位进行自动控制。罐内通过设置浮球来对其液位高限进行控制。同时升温过程会根据提前设定好的温度上、中、下限对沥青温度进行自动检测,并依据温度情况自动调节火力大小,从而使沥青温度能够维持在生产要求温度。(2)进行混料配比与搅拌。该过程与连续生产过程中的相关环节类似,只是其生产以一种自动化状态进行操作。首先开启混料罐沥青泵并通过变频调节来控制沥青流速。在混料罐液位达到一定程度后就会自动进行搅拌,在此过程中还会根据液位不断添加SBS材料。此外,该过程中设备会根据基质沥青流速与事先设定好的配比来自行调节喂料速度,从而配比的良好恒定性。(3)进行过磨生产。该过程主要是胶体磨研磨的自动化操作。在搅拌液位达到设定液位时,胶体磨研磨系统就会开启并对混合材料进行过磨操作。在此过程中生产泵始终保持自动化调节,从而使混料罐内的液位能够始终保持在最佳状态以确保过磨操作的稳定性。由于自动化系统具有自动监测功能,因此能够对过磨程序进行严格监测,一旦出现异常则会进行报警,如此可以最大程度上确保该过程生产的安全性。(4)自动化下料操作。在自动化生产中,SBS下料的操作也是自动化进行的,其主要通过两料仓交替称重来实现自动化下料,期间会对改性添加进行自动计算,然后根据SBS配比来对喂料进行实时变频调节,从而确保其各种添加剂的配比能够始终满足生产工艺要求。(5)自动化结束生产。在上述各生产程序完成之后且质量达到要求,其混料罐基质泵就会自行停止工作。同时由于生产过程停止之前已经将添加料完成,所以预留的沥青可以对管线进行冲洗。同时混料罐将所有沥青都泵送完成后就会自动将相关设备关闭掉,从而完成上述一系列自动化生产过程。(6)自动化发育搅拌操作。在上述一系列程序完成后,就可以开始下一步的自动化发育搅拌过程。该过程中发育搅拌会根据罐内液位情况自动启动搅拌,同时发育搅拌的过程利用液位变送器与浮球液位计进行同时控制,能够最大化的保证生产稳定性,避免出现溢罐问题。除自动化启停外,发育搅拌过程还必须能够依靠人工进行启停干预,如此在遇到故障问题时则可以人工对发育搅拌过程进行中断。

4改性沥青成品质量控制策略

由于改性沥青生产过程复杂,且不同场景下使用的改性沥青其性能要求也各不相同,这就需要在生产过程中对改性沥青成品进行必要的质量控制。具体而言,改性沥青成品质量控制可以采取以下几方面策略。4.1明确改性沥青的性能指标。改性沥青成品质量控制的指标主要涉及改性剂剂量与相关关键性控制指标。对于改性沥青而言,其性能本身与基质沥青就存在较大差异,所以针对其质量实施评价的指标也必然有所不同。其中改性剂剂量就会在一定程度上影响改性沥青的性能,不同的剂量其最终改变的沥青性能也是存在差异的。对此,在生产过程中就需要根据实际需求科学确定改性剂剂量,然后再根据改性剂使用剂量来进一步确定改性沥青的软化点、黏度、延度等关键性指标。而这些关键性指标恰恰就是成品质量控制中需要予以高度关注的。一般而言,生产过程需要严格按照改性沥青软化点衰减、5°延度以及135°黏度指标来对沥青成本质量进行控制,同时对生产过程中改性剂的剂量、各项操作都按照规定进行控制,如此方能最大限度的保证改性沥青性能。4.2实施动态性、过程性质量管控。改性沥青成品的质量控制是一项系统性工作,其需要将质量控制全面渗透到改性沥青生产的全过程中,如此就形成了对沥青质量的动态化、过程性管控。这种管控思路有助于从源头起就对各个环节进行严格把控,确保材料质量与生产过程中各项操作的规范性。同时,改性沥青本身的检验周期较长,所以其最终结果出来时可能已经进行了大量生产,如果成品检测质量存在问题,则意味着之前的生产都将失去意义。所以,过程性、动态化的控制也有利于及时发现生产中存在的问题,从而减少返工和材料浪费问题。具体而言,改性沥青的动态性、过程性质量控制需要做好以下几方面工作。一是要严格把控改性沥青的生产中材料配比的试配工作。配比试配是影响最终改性沥青成品质量的关键,也在一定程度上影响整个生产流程的设计。因此在前期准备工作阶段就需要对此项工作进行严格把关。具体而言,生产之前要科学确定出生产中的稳定剂及其掺量,然后进行严格的技术检验并在此过程中找到稳定剂及其掺量间的关系,从而为后续沥青成品质量检测提供依据。二是要对生产过程中研磨的充分行性进行把关。这是因为研磨过程会对其产品成品的最终质量产生较大影响,所以这也是质量控制的重要内容之一。一般情况下,SBS类型的改性沥青其生产中的研磨时间应保持在30min以上。同时由于研磨过程会受到研磨设备的影响,所以还需要对胶体磨的性能进行把控,保证其能够承受高温、高压下运转的压力。此外,研磨过程中物料的均混粒度与胶溶效果也是影响研磨的关键,所以质量控制中也必须对此项工作进行严格控制。最后,则需要对研磨之后的继续发育搅拌时常进行控制,如SBS类型改性沥青的发育时间一般不能少于30min。三是进行改性剂检查。该检查内容主要针对的是改性剂的分布状态与细度。这是因为改性剂状态也会影响改性沥青最终成品质量。实际检测中需要利用荧光显微镜作为检测设备,并按照标准对改性剂在沥青中的分散情况进行检查。一般情况下改性剂分布状态应以均匀、稳定分散为基本要求,且在沥青中不存在结团或呈现絮状的问题。四是要严格按照相关技术规范对改性沥青的各项关键指标进行严格检查。这期间以试验检测为主。该方法能够对生产过程的质量情况进行初步判断,从而为保证后续大规模生产的质量起到促进作用。

5结束语

综上所述,改性沥青在现代公路建设中的广泛使用使得其成品的质量控制工作越来越重要。而为保证改性沥青的生产质量,一方面要明确好改性沥青的相关关键指标如改性剂剂量、延度、软化点等,另一方面则需要对整个生产过程对照相关技术标准与规范进行严格把关,实施动态化、过程性的质量控制,如此方能最大程度上保证改性沥青生产质量与性能,从而使该材料能够对现代城市建设发挥更大作用。

参考文献:

[1]王正敏.高性能SBS改性沥青的制备及配伍性能探索[J].建筑施工,2018(11):1963~1964.

[2]孙永江.SBS改性沥青生产工艺与技术标准研究[J].公路交通科技(应用技术版),2018(5):73~74.

改性范文篇6

笔者所在的郑民高速项目中沥青砼面层的结构组成为:10cmATB-25沥青碎石下面层、6cmAC-20C改性沥青砼中面层,4cmAC-13C改性沥青砼上面层。沥青混合料采用4000型间歇式沥青拌和楼集中拌制,大吨位自卸车运至现场,两台ABG423摊铺机组成梯队联合铺筑,半幅全宽一次铺成。

1.1施工前准备

1.1.1场地准备在拌和设备安装完毕之前,料场及拌和设备场地进行硬化处理,防止集料被污染。作好料场的隔离设施,避免集料混杂影响配比准确控制。

1.1.2设备准备拌和楼及摊铺机等主要设备进场后均进行安装调试,使机械设备处于良好的工作状态。

1.1.3材料准备碎石采用符合招标文件要求的优质碎石;沥青采用改性处理;矿粉采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。

1.1.4试验检测工地试验室是保证工程质量的重要职能部门,配备先进的检测仪器,搞好试验室的仪器安装、调试、建立制度等工作,使其能承担正常的业务。

1.2对原材料的技术要求

1.2.1沥青制备改性沥青时,应采用适宜的生产条件和方法进行,通过试验确定的改性剂量和适宜的加工温度。改性石油沥青所使用产品的技术指标符合图纸规定,每批产品均附有厂家产品化验证书。

1.2.2碎石碎石采用玄武岩碎石,且碎石的磨光值要符合规范要求

1.2.3细集料细集料采用石灰岩石料加工而成的人工砂和少量的天然砂。细集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质。天然砂的用量不得超过集料总量的20%。1.2.4填料沥青混合料用矿粉必须采用石灰岩石或岩浆石中的强基性岩石等憎水性石料磨制而成的矿粉。

1.3热拌沥青混合料的技术要求

沥青面层混合料的配合比设计,应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、及试验试拌试铺验证的三个阶段,确定矿料级配及最佳沥青用量。2施工方法2.1施工准备

2.1.1清除工作面上的松散材料、灰尘、泥土和其它杂物。

2.1.2进行施工测量放样,由测量人员准确测量出路面中线、宽度。

2.2拌和

2.2.1沥青混合料拌和设备具有防止矿粉飞扬散失的密封性能和二次除尘功能,并有检测拌和温度的装置。

2.2.2沥青混合料的拌和时间应以混合料拌和均匀,无花白料、结团成块,无严重的粗细料分离现象,所有矿料颗粒全部被沥青裹覆、结合为度,并且每锅拌和时间在30-50s内,其中干拌时间不少于5s,最终拌和时间经试拌确定。通过检测混合料的级配,最终确定二次筛分用的振动筛筛孔尺寸及振动筛的安装角度。

2.2.3出厂的沥青混合料要逐车用地磅称重,并测量运料车中沥青混合料的温度;在整个拌和期间,按规范要求和工程师要求进行抽样试验,以确保沥青混合料的出厂质量。

2.3运输

2.3.1在装沥青混合料之前,先将车厢清扫干净,同时为防止沥青混合料与车厢板粘结,车厢侧板和底板用油水(油水比为1:3)混合液进行涂刷。

2.3.2为减少混合料的离析现象,拌和好的混合料应向自卸车矩形车厢的前、后方和中部分三处堆装,迫使粗料在车厢中部落下,这样在自卸车卸料时,粗料会再次混合。

2.3.3运料车用篷布全程覆盖,用于保温、防雨、防止污染。运料车的行驶速度控制在30km/h之内。

2.3.4在开始摊铺时,施工现场等侯卸料的运料车应在5辆以上。在摊铺过程中,运料车不得撞击摊铺机;运料车应挂空档或稍带刹车,用摊铺机推动前进;卸料时应快速,大角度翻起。

2.4摊铺

2.4.1摊铺机收料前在料斗内涂刷少量防止粘料用的油水混合物,并对沥青混合料的温度进行检查,混合料的摊铺温度控制在不低于160℃。

2.4.2为确保沥青砼面层的厚度、平整度、横坡等工程质量,摊铺按试验阶段确定的松铺系数设置摊铺机熨平板的高度,用木块支垫,其厚度与松铺厚度相等,使熨平板牢固放在上面,在摊铺机两侧安装自动找平电子滑撬。摊铺机熨平板应提前预热达80℃以上后,待螺旋输送器贮存的混合料达到输送轴的2/3时,开始起步摊铺。

2.4.3料车应对准摊铺机料斗中心,距摊铺机约30cm左右停车空档,摊铺机迎上推着料车前进,在坡度大的地段,料车可挂低档与摊铺机同步前进,两台摊铺机摊铺前后距离一般为10-15m,摊铺混合料重叠5-10cm,摊铺机的夯锤级别一般定为3-5级,夯锤频率8-10次/秒,不得随意调整和变换。

2.4.4摊铺速度应与混合料的拌和、运输能力相匹配,沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿。

2.4.5当出现下列情况时,用局部找补或更换混合料:a)横断面不符合要求;b)构造物接头部位缺料;c)摊铺带边缘局部缺料的;d)表面明显不严整;e)局部混合料明显离析f.摊铺机后有明显的拖痕。

2.4.6对于人工摊铺的部分,所用铁锹应沾少许油水混合物,但不能太频繁从而影响混合料的质量。摊铺时应扣锹摊铺,不得扬锹远甩;边摊铺边用刮平板整平,刮平时应轻重一致,往返刮2-3次达到平整即可。

2.5压实

2.5.1沥青混合料压实应在摊铺以后紧接着进行,初压和复压温度控制在150-165℃之间。在初压和复压过程中,宜采用同类压路机并列成梯队压实,不宜采用首尾相接的纵列方式。同时应有专人记录压实遍数,避免压实遍数不足、漏压、压实不均匀的情况发生。

2.5.2沥青混合料经摊铺整形后立即碾压,碾压开始前,应将压路机的轮清洗干净,保证没有粘块及锈迹,以免沥青混合料粘附。碾压工作应在摊铺以后抓紧进行,使全部碾压工作必须在温度下降到90℃前完成。

2.5.3压实分初压、复压和终压三个步骤进行,在现场配备温度计,以便随时检测温度。根据各面层试验段的压实度、表面平整度等技术标准,最终确定压路机的组合顺序、碾压遍数、速度,以及最佳的碾压温度区间。

2.5.4对于压路机不能作业的其它地方,应用手动热夯或机动夯,将混合料夯实到规定的密实度。压路机不得在未碾压成型并冷却的路段上急转向、调头或急刹、停车等候,振动压路机在已成型的路面上行驶时应关闭振动,在碾压尚未冷却的沥青混合料层面上,不停放任何机械设备或车辆,不散落矿料、油料等杂物。

2.6接缝处理

在摊铺段碾压结束之后,混合料尚未冷却前用3米直尺检查端部平整度,将标高及平整度不合格部分用切割机切除。在下一施工段摊铺前,在上次行程的末端侧面涂刷适量的稀释沥青,新铺混合料厚度应比已成路面高出少许,采用双钢轮压路机的前轮与横缝呈45°方向按重叠1/2或1/3的轮宽静态斜压一遍后,再进行横压,横压时双钢轮压路机每压完半幅路面向新铺混合料移动15cm左右的宽度,直至双钢轮压路机全部在新铺层上为止,然后改为正常的纵向碾压。

2.7交通管制

在摊铺后,碾压成型的面层禁行一切车辆,安排专人负责设置隔离和隔断标志,在冷却前不间断监管。需要提早开放交通时,洒水冷却待成型的沥青砼表面温度低于50℃后方可开放交通。车辆行驶速度控制在30km/h内。

改性范文篇7

关键词:道路工程;SBS改性沥青;生产工艺;母料法;稳定性

对于母料法生产SBS改性沥青相关的研究由来已久,但是对于母料法的名称,多采用高浓法、混合法等进行称呼,母料法的称呼多见于化工生产中[1]。在SBS改性沥青行业,随着改性沥青的大规模开展应用,中海沥青有限公司的王涛等尝试制备聚丙烯改性沥青母料,解决了湿法改性的相容性差、无法储运的问题[2],但是对于SBS改性未进行相关研究。重庆交大的刘克等对几种改性沥青的工艺进行总结,并对于原材料选用互穿连续结构设计、母料的稳定性进行了细致的研究,认为母料法对解决离析问题有较大帮助,但是对于SBS改性沥青的其他指标未见明显说明[3]。在这种研究背景下,母料法生产SBS改性沥青已经得到了从理论到实践的多方位技术研究与理论分析,在多个地区已进行了相关的技术研究与大规模生产应用。

1试验与分析

1.1母料法。SBS改性沥青生产工艺依据母料法生产SBS改性沥青的原理,考虑到实际生产条件,结合实验室现有条件,对室内母料法生产SBS改性沥青的优化设计见图1。采用这种方法可以有效避免SBS改性沥青母液在实际生产过程中存在的现场与实验室脱节的情况,先制备SBS改性沥青母液,同时按照计量的数量准备稀释用的基质沥青,待SBS改性沥青母液制备完成时,倒入称量好的基质沥青进行稀释,随后进行搅拌发育,添加改性沥青稳定剂。1.2室内母料法。SBS改性沥青制备效果验证SBS改性剂对改性沥青的性能起着决定性作用,而SBS改性剂的剂量则也起着重要作用,且SBS改性沥青的135℃布氏粘度表征着沥青的施工和异性,综合考虑,采用135℃布什粘度研究在不同SBS改性剂掺量下SBS改性沥青母液的粘度以及不同掺量稀释后粘度。从图2可以看出,SBS改性沥青母液的粘度随着改性沥青母液的粘度增大而增大,且在SBS改性剂剂量超过8%以后,粘度急剧增大。但是,经沥青稀释后,沥青的浓度未出现大幅度改变,整体浓度维持在1.6-1.9Pa•s,成为一个相对均衡的粘度变化区间。1.3母料法生产改性沥青和常规生产。SBS改性沥青效果对比为了评估母料法生产SBS改性沥青的效果,采用早期常规生产SBS改性沥青与母料法生产SBS改性沥青,分别针对不同的生产要素来评估软化点、针入度、5℃延度、135℃布氏粘度和RTFOT老化残留延度。1.3.1高温软化点稳定性。沥青软化点代表了沥青的高温性能,表征着SBS改性沥青抵抗高温变形的能力。从图3可以看出,常规方法生产SBS改性沥青软化点的分布广泛,而母料法生产SBS改性沥青的软化点分布则更加集中,且高于常规生产SBS改性沥青。这可能与母料法生产SBS改性沥青生产时间短,导致间接发育的时间延长有关。1.3.2针入度。针入度代表沥青的黏稠度状态,表明沥青在相同温度下的软硬程度。从图4可以看出,常规方法生产SBS改性沥青的针入度分布范围很广,较多地集中在66-68之间,其他区域反而很广。母料法生产SBS改性沥青的针入度集中在70-74之间,其他范围内针入度分布较少。可以看出,母料法生产SBS改性沥青的针入度较大,原因基本与软化点的分布类似。间接长时间的发育软化了SBS改性剂,使得沥青的针入度变大,相比常规法生产的沥青较软。1.3.3沥青低温延度。沥青低温延度反映沥青的低温抗开裂能力,尤其针对西北地区,低温延度作为一项重要指标需要特别关注。从图5可以看出,常规方法生产SBS改性沥青的低温延度分布在36-42cm之间,母料法生产SBS改性沥青的低温延度则基本分布于42-48cm之间。这表明母料法生产SBS改性沥青可以一定幅度地提高沥青的低温性能,其影响原因与针入度相似。1.3.4沥青。135℃布氏粘度沥青135℃布氏粘度一般反映沥青的施工和易性,近年来有研究文献表明沥青的布氏粘度与集料的粘附性相关。从图6可以看出,常规方法生产SBS改性沥青的布氏粘度基本没有规律,分布范围基本在1.75-1.9Pa.S之间,而母料法生产SBS改性沥青的布氏粘度基本均在1.6-1.9Pa.S之间,粘度基本类似。1.3.5短期老化残留延度。评价短期老化的指标包括质量损失、残留针入度比和残留延度,其中质量损失差异较大,而残留针入度基本相同,因此,选用残留延度作为沥青抗老化指标。从图7可以看出,常规方法生产SBS改性沥青的残留延度控制在26-30cm之间,母料法生产SBS改性沥青残留延度控制在27-29cm之间,范围更窄,数据波动性更小。

2结语

通过采用母料法生产SBS改性沥青,对于沥青的生产效率有较大的提高,同时对于SBS改性沥青的质量也有明显的改善,主要以下几点:1)母料法生产SBS改性沥青的软化点和135℃布什粘度控制范围更准确,数量更集中,方差更小,沥青的高温稳定性更好。2)母料法生产SBS改性沥青低温延度和低温残留延度比常规生产方法得到的改性沥青平均值更大,低温性能更好,抗老化效果更佳。

参考文献

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改性范文篇8

关键词:苯乙烯醇酸树脂化学改性

化工中的醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸缩聚而成的线性树脂。该脂具有合成技术性能好、制造工艺简便、树脂涂膜综合性能好等特点,广泛运用于涂料的生产加工。在化工生产中醇酸树脂涂料也有一些不足之处,如涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差等,这将导致施工周期延长,也影响其应用范围。运用苯乙烯化学对醇酸树脂的改性能够对快干醇酸树脂的工业化生产提供帮助。

一、苯乙烯化学改性醇酸树脂的方法

(一)共聚法。乙烯类单体改性醇酸树脂常采用共聚法。按此法中苯乙烯的加入时间及加入方式不同,可分为前苯乙烯化和后苯乙烯化两种方法。

1.前苯乙烯化法。前苯乙烯化法主要包括植物油的苯乙烯化法、脂肪酸的苯乙烯化法和单甘油酯的苯乙烯化法三种。(1)植物油苯乙烯化法。该法的工艺要点为:首先,苯乙烯单体和油在引发剂存在下反应,生成共聚油这种均一产物,该产物可直接代替植物油制备醇酸树脂。苯乙烯化的植物油,先用甘油(季戊四醇或其他多元醇)醇解生成脂肪酸单甘油酯,然后用苯酐等多元酸进行酯化。(2)脂肪酸的苯乙烯化法。该法的工艺要点为:先将苯乙烯和引发剂滴加进盛有DCO酸的反应釜中,进行脂肪酸的苯乙烯化反应,然后真空蒸馏除去剩下的苯乙烯,再向反应釜中加入甘油等多元醇,在惰性气体保护下进行醇解,最后加入配方量的苯酐等多元酸进行酯化。(3)单甘油酯的苯乙烯化法。该法的工艺要点为:以适当配比的含共轭双键和非共轭双键的混合植物油为原料,加入LiOH等醇解催化剂,并用一部分甘油、季戊四醇等多元醇进行醇解,生成单甘油酯;然后加入苯乙烯、二甲苯和引发剂,在适宜温度下进行单甘油酯的苯乙烯化反应,生成苯乙烯化单甘油酯;再用多元酸(如苯酐)及剩余的甘油酯化,生成苯乙烯化醇酸树脂。

2.后苯乙烯化法。后苯乙烯化法又称为醇酸树脂的苯乙烯化法。该法的工艺要点是:首先合成含共轭双键的基础醇酸树脂,然后用基础醇酸树脂和苯乙烯单体(有时还包括少量丙烯酸类单体),在引发剂存在及合适温度条件下,进行共聚反应(即醇酸树脂的苯乙烯化),直至得到我们所要求的粘度。该法的工艺特点是工艺过程容易控制,利用常规醇酸树脂的生产设备即可进行改性醇酸树脂的工业化生产。

(二)预聚物法。预聚物法主要有聚苯乙烯羟基预聚物法和羧基预聚物法两种。

1.聚苯乙烯羟基预聚物改性法。该法以聚苯乙烯二醇改性为代表,它主要是通过在聚苯乙烯分子链的末端上引入羟基反应性基团,然后通过化学反应将聚苯乙烯聚合物引入醇酸树脂中。聚苯乙烯二醇在改性中起到了双重作用:第一,它所提供的活性羟基,代替了常规醇酸树脂合成所用的甘油或其它脂肪族多元醇;第二,长链聚苯乙烯的引入赋予改性醇酸树脂以较高的硬度、良好的耐水性和耐化学品性。此类改性工艺较复杂,难以运用于工业化生产。

2.聚苯乙烯羟基预聚物改性法。此法的工艺要点为:首先由苯乙烯和(甲基)丙烯酸等丙烯酸单体合成带活性羧基的预聚物,然后该预聚物可以直接代替部分多元酸(如苯酐等),在植物油的醇解物的酯化过程或两步法脂肪酸酯化过程中进行酯化反应,这样,带羧基的苯乙烯预聚物将接入到醇酸树脂分子链上,该法又称作共酯化法。这样,改性醇酸树脂将集中醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯(PS)三种物质的优点,所得树脂的耐候性、柔韧性和耐溶剂性优于单纯以苯乙烯改性的醇酸树脂。此类改性工艺复杂,改性产品价格较贵,不利于企业节约生产成本。

二、后苯乙烯改性醇酸树脂的探讨

我们通过综合研究对比发现采用后苯乙烯改性醇酸树脂对于化工企业生产具有积极的推动作用。该工艺在技术上具有易于理解接受和经济上具有降低成本消耗,提高经济效率的特点。同时在工艺的可行性及操作简便性等方面,都比其它方法具有更大的优越性,减少了化工生产中的危险系数。

后苯乙烯化法按基础醇酸树脂的制备方法不同,可分为桐油(或DCO)/亚麻油(或豆油)―苯酐基础醇酸树脂、亚麻油(或豆油)―苯酐-顺酐基础醇酸树脂、脂肪酸(或油酸)―苯酐―顺酐基础醇酸树脂三类。这三类基础树脂在苯乙烯化过程中主要通过Diels-Alder机理进行加成反应,生成接枝共聚物,它们在醇酸树脂与苯乙烯的均聚物之间起着“相容剂”及“桥梁”作用。不同的是,三种基础树脂的制备工艺有差异,产品颜色差别较大,其中,以脂肪酸(或油酸)―苯酐―顺酐基础醇酸树脂制得的改性醇酸树脂颜色最浅,能满足人们装潢的各种需要。因此,我们进行首先进行了该类基础树脂的合成及工艺优化研究。

脂肪酸-顺酐基础树脂的合成工艺特点为:采用高聚物法合成醇酸树脂,保证了所合成的醇酸树脂有一个合适的分子量及较窄的分子量分布;采用顺酐部分代替苯酐,以便为改性过程提供足够多的活性位点;同时,顺酐与苯酐分次分批加入,保证了基础醇酸树脂结构的合理性,其活性位的分布较为合理,为后续的苯乙烯改性醇酸树脂奠定良好的基础。

该改性工艺要点为:首先将称量好的部分脂肪酸(FA)、多元醇(甘油、季戊四醇(PE)、新戊二醇等(NPG))、多元酸(如苯酐(PA)、己二酸(AA))及部分回流溶剂加入带有搅拌器、热电偶温度计(连接温控仪)、回流冷凝器、分水器等附件的四口烧瓶中,加热至190~200℃,进行酯化反应,保温2~4h。当酸值(AV)合格后,降温至120℃以下,加入顺酐(MA),这里顺酐中的共轭双键将作为后续苯乙烯改性的共聚合接枝活性点。升温至190~200℃,继续保温酯化至酸值、粘度合格。降温至120℃以下,加入兑稀用200#溶剂及二甲苯,过滤出料。

工艺优化主要体现在:第一,直接采用脂肪酸或油酸为原料,所以不必经过醇解这一步骤,简化了工艺过程;第二,酯化过程中采用了某种特殊的酯化催化剂,降低了酯化反应温度,减少了高温聚合反应的危险程度,同时节约了导热油及冷却介质(如冷油)的使用量,节省了聚合反应时间。

三、苯乙烯化学改性醇酸树脂的注意点

(一)注意共轭双键的Diels-Alder加成反应。共聚法苯乙烯改性醇酸树脂的改性方法都利用了苯乙烯与植物油(或脂肪酸)中共轭双键的Diels-Alder加成反应;在预聚物法改性机理中,主要利用了预聚物中活性羟基或羧基与单甘油酯中的活性基团之间的反应进行的。

(二)注意顺酐在后续改性过程反应。在基础醇酸树脂的设计中,除考虑油度、K值等因素外,顺酐是一个对后续改性过程起确定性作用的关键因素,它将提供苯乙烯改性所需的接枝共聚活性位。

改性范文篇9

1.1功能要求。由于桥面铺装特殊的工作环境,不但要求防水黏结层具有良好的黏结性能,在行车荷载的作用下,使水泥混凝土桥面板与沥青铺装层紧密结合一体,不至于产生层间滑移、拥包等病害;还要求防水黏结层具备优良的防渗、不透水性能,使外界水分无法渗漏,桥面水泥混凝土结构不产生侵蚀损伤;同时桥面防水黏结材料要承受沥青混合料高温和压路机碾压作用,施工过程中不能产生损伤;此外,在动荷载作用下,还应具备消解水泥混凝土裂缝造成的铺装层破坏。据相关调查分析,山区高速公路桥面沥青铺装过早产生水损坏,除了其特殊的自然气候条件影响外,施工过程沥青混合料空隙率偏大、压实质量差、防排水不完善等有直接关系,其中桥面防水黏结层缺失或重视程度不够也十分突出。在水泥混凝土桥面板与沥青铺装层之间设置防水黏结层,除了具有良好的黏结作用外,还要发挥防水保护功能,防止桥梁混凝土及钢筋产生腐蚀,避免沥青铺装层发生早期水破坏,同时还要具备优越的层间结合和抗剪切能力。1.2结构组成。改性沥青碎石封层桥面防水黏结层由水泥混凝土桥面板精铣刨处治层、界面黏结层和改性沥青碎石封层共同组成的层间功能层,结构组成如图1。水泥混凝土桥面板精铣刨处治层主要目的是清除表面浮浆、改善平整度,形成表面粗糙、凹凸的纹理结构,促进层间黏结及抗剪切能力;界面黏结层主要目的是促进桥面板与改性沥青碎石封层之间的黏结,同时起到防水作用;改性沥青碎石封层主要起到防水、黏结作用,与其上铺筑的沥青混合料紧密嵌挤一体,增加层间抗剪切及消解混凝土反射裂缝的作用。防水黏结层中各结构层相互作用,从而形成的具有良好黏结性能、抗剪切和防渗水性能的防水黏结体系。1.3技术特点。改性沥青碎石封层桥面防水黏结层充分利用了同步碎石封层技术优势,通过利用不同处治层的技术优势共同形成了桥面层间功能层,具有以下技术特点:(1)改性沥青碎石桥面防水黏结层各处治层相互影响、共同作用,使水泥混凝土桥面板与桥面沥青铺装层牢固的黏结一体,充分发挥防水、黏结作用。(2)改性沥青上浮至单粒径碎石1/3粒径高度,形成一定厚度的黏结与防水油膜;碎石封层的碎石与其上沥青铺装层嵌挤一体,提高了刚性水泥混凝土面板与柔性沥青铺装层之间的层间抗剪能力。(3)改性沥青碎石封层具有良好的抗施工损坏和抗热集料刺破性能力,为沥青铺装层提供一个临时的作业面。(4)施工过程中不易产生二次损坏,保证了桥面防水黏结层使用寿命。(5)专业化队伍,机械化作业,工艺简单、施工便捷、经济使用。

2施工工艺

2.1桥面精铣刨处治层。精铣刨是一种清除混凝土表面浮浆、改善平整度,形成表面粗糙、凹凸的纹理结构的一种较先进的工艺技术。精铣刨后,使桥面混凝土面板可获得细密均匀的粗糙表面,增强混凝土和沥青铺装层之间的层间结合。一般铣刨深度为5mm左右,待铣刨面干燥后,采用清扫车或空压机进行全面清扫,以保证界面清洁、干净。铣刨过程中,尽量减少对混凝土铺装层结构及钢筋产生损坏,对于水泥混凝土出现的裂缝,应根据裂缝损伤程度进行修复处理。2.2桥面界面黏结层。界面黏结层采用SBR改性乳化沥青,洒布量一般为0.4~0.6kg/m2,必须均匀一致。采用沥青洒布车作业,洒布后要求形成一定厚度的沥青膜。界面黏结层的沥青洒布量应严格控制,洒布量过少不能全部覆盖影响黏结;洒布量过多,则形成较厚的自由沥青,容易导致沥青铺装层产生泛油或层间滑移。SBR改性乳化沥青洒布前,精铣刨后的水泥混凝土桥面板必须清理洁净,保持干燥;当气温较低、桥面板出现潮湿或积水,大风或即将下雨天气不得进行施工;沥青洒布时,对桥梁防撞护栏及沿线设施必须采取相应保护措施,防治沥青产生污染。2.3改性沥青碎石封层。(1)待界面黏结层SBR改性乳化沥青充分破乳后,方可采用同步碎石封层车进行施工,改性沥青碎石封层采用SBS改性沥青,其中SBS改性剂的掺量不小于4.5%,洒布量控制在1.6~1.8kg/m2;采用11~16mm的单粒径碎石,利用拌和楼将碎石加热至150~160℃,必须经过筛分除尘,碎石撒布温度不低于120℃。对碎石进行加热处理,一方面保证碎石形成单一颗粒;另一方面考虑到桥面环境降温速度快,加热后可保证碎石与改性沥青的在一定温度下充分形成裹覆、黏结,有效提高改性沥青碎石封层施工质量。(2)碎石撒布量10~11kg/m2,覆盖率60~70%;对于局部碎石撒布量不足或漏撒的部位,应采用人工进行补撒,同时接缝处防治碎石重叠。(3)碎石撒布后,采用胶轮压路机紧跟碾压2~3遍;待碎石封层常温后,采用清扫车清扫、收集浮石和清除灰尘,彻底封闭交通直至铺筑沥青混合料。

3施工质量控制

3.1质量检测要求。改性沥青碎石封层桥面防水黏结层施工过程中,必须加强SBR改性乳化沥青、SBS改性沥青、碎石等原材料及施工工艺控制,同时加强桥面板水泥混凝土强度、平整度及横坡的检查,施工质量检测项目及要求如表1。3.2“防排结合”设计要求。桥面沥青铺装层的防水黏结层设计与桥面排水设计不可分割,必须按照“多道设防、防排结合、以排为主”的原则进行系统考虑。桥面板上设置防水黏结层是防止桥面沥青铺装出现渗漏,促进层间黏结。但是桥面排水不可忽视,桥面排水设施必须迅速排除桥面上的雨水,以免造成桥面积水而影响行车安全,同时有效的表面排水是确保公路正常运营和交通安全的重要措施。为做到桥面铺装防水、排水的紧密结合,根据地形及路线,必要时增大桥面横坡、纵坡,沥青铺装层两侧必须增设碎石盲沟,泄水管安装不得高于防水黏结层,同时还应加强桥面伸缩缝处排水设计。

4结语

通过对实体工程应用效果的观测表明,在桥面水泥混凝土面板与沥青铺装层之间设置改性沥青碎石封层桥面防水黏结层,既可以起到黏结作用,又能起到防水作用,同时还能抑制水泥混凝土桥面板的反射裂缝,具有良好的层间高温抗剪切变形能力和低温柔韧性,有效防止桥面沥青铺装层产生水破坏,提高层间抗剪切及抗滑移能力,防止桥梁水泥混凝土产生结构腐蚀,延长道路使用寿命,是一种施工便捷、经济可靠的桥面层间处理技术。

参考文献:

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改性范文篇10

关键词:SBS改性沥青;配合比;设计要求;施工控制

随着人们的生活需求的不断提高,社会基础建设也在快速地发展,普通的沥青道路已经难以满足日益增长的交通量和各种重型车辆的运行需求。为了能更好地促进我国沥青道路工程建设的发展,适应当下交通对道路工程质量的要求,SBS改性沥青混合料以其优秀的材料性能,被大量地应用于沥青道路的工程建设。SBS改性沥青不仅可以提高沥青道路的抗车辙及抗老化能力,还可以提高沥青道路路面的稳定性和安全性,能够有效减少公路路面病害的产生,延长道路的使用年限。

1SBS改性沥青特点

SBS改性沥青在20世纪90年代进入中国市场,现在已经得到了广泛的应用。SBS改性沥青是指在基质沥青中添加一定数量的改性剂,使沥青的各项性能指标有所提升,通常所掺入的改性剂为热塑性橡胶弹性体、矿粉、纤维稳定剂等物质。SBS改性沥青相较于改性前的普通道路石油沥青,在三大技术参数(针入度、延度、软化点)方面都得到了相应的提高,黏度和韧性也有了很大程度的提高。另外,通过检测SBS改性沥青的弹性恢复技术指标,发现各型号SBS改性沥青对25℃弹性恢复率要求不同,但最低都不小于55%,弹性恢复率比较大。当温度高于160℃时,SBS改性沥青的黏度与基质沥青的黏度大致相同,与普通道路石油沥青一样可用于热拌沥青混合料。当温度降低到90℃以下,SBS改性沥青的黏度可以达到改性前沥青的2~3倍,温度稳定性好,能够很好地提高沥青路面的抗车辙能力。SBS改性沥青在大幅增加其软化点时,又提高了沥青的低温延度值,显著改善了沥青的温度敏感性。SBS改性沥青各项性能的提升,不仅增强了沥青路面的摩擦特性、抗疲劳特性和承载能力,还有效减缓了沥青路面的老化现象,减少了道路工程路面各种病害的产生。SBS改性沥青运输时,装车温度要在160℃以上,并在24h内运到指定厂站,到达厂站时的温度不宜低于140℃。车辆运输过程中要尽量保持匀速移动,不能随便急速刹车或者突然提高速度,以免影响改性沥青的性能指标。SBS改性沥青运到施工拌和站后应储存在专用的沥青罐中,沥青罐中必须设置搅拌设备,在SBS改性沥青使用前要充分搅拌均匀,以保证SBS改性沥青的质量稳定。SBS改性沥青要做到用多少进多少,尽量减少储存时间,存储最长不宜超过24h。

2SBS改性沥青混合料配合比设计

SBS改性沥青混合料配合比的设计包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。为使SBS改性沥青混合料发挥更好的作用,还要从对集料等掺合料的要求、现场施工方法和工程质量控制等方面考虑,加强对改性沥青配比的设计,提高SBS改性沥青路面的质量性能。

2.1对集料的要求

SBS改性沥青混合料各原材料的技术指标对其性能都有很大的影响。粗细集料和填充料作为SBS改性沥青混合料重要的一部分,其各种性能参数都应满足技术要求。粗集料应选用2个破碎面以上的碎石或者破碎砾石,在保证级配、压碎值、含泥量等基本要求的同时,还应检验SBS改性沥青和粗集料的黏附性指标,当该指标不达标时,不能用于施工,也可添加抗剥落剂等改善粗集料与改性沥青的黏附性能,以满足使用施工使用要求。细集料宜采用人工机制砂,其级配和各项指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求。填充料主要为矿粉,矿粉母材必须选用石灰岩或者岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料。

2.2配合比设计性能指标

SBS改性沥青混合料配合比设计过程中,相关人员除需满足普通热拌沥青混合料配比设计要求,还应重点控制混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性能等技术指标。高温稳定性由车辙试验确定,水稳定性通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验,低温抗裂性能通过沥青混合料低温弯曲试验综合评价。

2.3配合比设计注意事项

与普通沥青混合料配合比设计相比,SBS沥青配合比设计要求更加严格。首先,对仪器设备精度及试验人员专业技术水平有更高的要求;在确定混合料拌和温度时,SBS改性沥青混合料的拌和温度除了要符合《沥青路面施工技术规范》中SBS改性沥青混合料拌和温度要求,还应根据改性沥青胶结料的黏度与温度关系曲线进行确定,一般的拌和温度应控制在170~180℃。其次,SBS改性沥青混合料的浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验的残留强度比都不能小于80%,当混合料的水稳定性达不到相应的技术指标时,可通过添加抗剥落剂等掺合料来提高沥青混合料的技术性能。

3SBS改性沥青混合料施工过程控制

3.1SBS改性沥青混合料的拌和及运输

SBS改性沥青混合料厂拌时,宜采用间歇式拌和机。拌和温度比普通沥青混合料略高10~20℃,应与配合比设计时的拌和温度保持一致,拌和温度过高时,会导致改性沥青老化,严重降低SBS改性沥青混合料的质量,混合料出机温度超过195℃时,不能用于道路施工。拌和时应先投放砂石料干拌,然后加入改性沥青拌和数分钟,最后加入矿粉继续搅拌均匀。搅拌时间比普通沥青混合料适当增加5~20s,单位时间产能应适当降低,保证沥青混合料拌和更加均匀。SBS改性沥青混合料运输车辆宜选择15t以上的大吨位车辆,自卸车在装料时应安排好固定的移动位置和移动次数,混合料的卸料口不宜高出运输车辆太多,防止沥青混合料离析。温度的改变会直接影响SBS改性沥青混合料性能指标,因此混合料运输过程中要做好保温,每辆运输车必须加盖篷布或采取其他保温措施。

3.2SBS改性沥青混合料的摊铺、碾压

SBS改性沥青混合料摊铺时有以下三个控制要点。第一,要严格控制SBS改性沥青混合料的摊铺温度,只有在合适的温度下,才能达到较好的路面压实效果,SBS改性沥青混合料的摊铺温度最好控制在170~180℃,当摊铺温度过低时,沥青混合料会过硬不利于压实,导致SBS改性沥青混合料无法正常施工作业。第二,摊铺机要定时调整养护,确保进行摊铺工作时,能够准确地调整自动料位器,保障各项部件能与转速匹配,避免SBS改性沥青混合料出现离析的现象。第三,在摊铺机摊铺时,要时刻保证路面施工的稳定性,这也是提高路面工程施工质量的重要措施,摊铺机的运行速度应当根据材料搅拌设备以及摊铺厚度进行合理的调整,并保持缓慢均匀的速度前行,根据施工现场摊铺情况,须保证4~5辆运料车等候施工,保障SBS改性沥青混合料摊铺的连续性,避免出现摊铺机停顿等料的现象。施工现场应配备充足的施工人员,采取轮流休息制度,保证现场摊铺工作不间断地持续有效进行。SBS改性沥青混合料的碾压。SBS改性沥青混合料的压实是沥青道路路面质量能够得以保障的关键工序。改性沥青混合料的初压开始温度不应低于150℃,碾压终了的表面温度不低于90℃,压实工艺应遵循以下原则进行:按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的八字方针碾压。路面压实过程中,压路机应紧跟在摊铺机之后,尽量减少温度损失,达到较好的压实效果。压路机碾压过程中应保持匀速移动,压路机碾压速度一般在4~5km/h。沥青路面双车道同时摊铺时,压路机数量一般要在5辆以上,在低温、大风等不利环境下施工,需要适当增加压路机数量。在SBS改性沥青压实过程中,配备专职人员现场协调指挥,施工出现问题时及时调整,保证路面压实作业顺利进行,应合理确定碾压区的长度,不宜过短或过长,过短会增加压路机负担,增加施工成本;过长则会导致碾压温度降低,不利于路面压实。

4结束语

现阶段,SBS改性沥青凭借其优秀的性能,已经在道路工程建设中得到广泛的应用。加入SBS改性沥青的公路路面具有良好高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能和耐久性,质量水平显著提高,路面病害明显减少。并且SBS改性沥青路面能更好地适应高温、寒冷或大温差等不利的环境条件,为处于恶劣环境下高寒地区的道路建设提供了优质的技术服务,保证了道路工程的质量水平。虽然相对于普通沥青路面,SBS改性沥青道路的成本相对较高,施工难度也有所增加,但路面整体质量水平显著提高,路面的养护成本也明显降低,因此SBS改性沥青在道路工程建设中也越来越受重视。

参考文献:

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