（道路与铁道工程专业论文）温拌温补型路面快速修补材料的研究.pdf

r e s e a r c ho nw a r m - m i xw a r m - f i l l i n gt y p eo f r a p i dr e p a i r i n gp a v e m e n tm a t e r i a l su s e d b y l ug a o q u n b e ( c h i n at h r e eg o r g e su n i v e r s i t y ) 2 0 0 8 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g l n h i g h w a ya n dr a i l w a ye n g i n e e r i n g l n c h a n g s h au n i v e r s i t yo fs c i e n c e & t e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rl i ud a l i a n g a p r i l ，2 0 1 1 栅8川6帅9川3 啪8舢8ly 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者躲鳊磷 魄弘，年j 月力日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密耐。 ( 请在以上相应方框内打“4 ) 作者签名： 导师签名： 皂砗 懈 日期：弘， 年兰月矽日 日期：渺j1 年歹月“日 摘要 随着我国公路网络的不断发展，路面破损后修复也变得越来越重要，通常沥 青混凝土路面坑槽修补材料是采用热拌沥青混合料，但受到气候、工作量的影响 往往不能实现及时快速修补，尤其是在春、冬季将会导致路基翻浆等更为严重的路 面病害，近些年来开始采用冷补沥青材料对沥青路面病害进行快速修补，但冷补 料的早期强度低、强度增长慢、可贮存时间短以及施工和易性较差等，仅适应于 路面临时性、应急性的快速修补，难以满足高等级公路、特别是高速公路快速修 补的要求。 针对高等级公路路面快速修补的需要，研制了温拌温补型路面修补材料用复 合添加剂，确定了复合添加剂的成分和配比；将添加剂、溶剂与基质沥青等按一 定比例掺配制成改性沥青液，对改性沥青液进行了三大指标试验、粘附性试验、 沥青液与矿料的粘附性试验以及旋转薄膜烘箱试验等，根据沥青液的粘附性和热 拌料冷却后的松散性试验结果确定了稀释剂的掺量；按确定的矿料级配、最佳沥 青用量和最佳稀释剂掺量制备沥青混合料并冷却至常温，取一定量上述混合料， 在5 0 7 0 。c 条件下，加入一定掺量的添加剂制备成温拌温补型路面快速修补材料； 对温拌温补型快速修补材料的粘附性、初期和中后期强度、高温稳定性、水稳性、 低温性能等路用技术性能进行了试验，并与冷补型修补材料的有关技术性能进行 了试验比较。 通过对温拌温补型路面快速修补料的试验研究，表明这种修补材料与冷补料 相比，其施工和易性好、生产工艺简单、贮存时间更长，成型后的初期强度、水 稳定性更好，强度增长快，是一种适合高等级路面快速修补、应用前景良好的材 料。 关键词：路面快速修补材料；温拌温补型；添加剂；沥青混合液性能；混合料路 用性能。 a bs t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc h i n a sh i g h w a yn e t w o r k ，t h er o a dr e p a i r i n g a f t e r d a m a g ei sa l s ob e c o m i n gm o r ei m p o r t a n t ，u s u a l l ya s p h a l tc o n c r e t ep a v e m e n tp i ts l o t r e p a i r i n gm a t e r i a li st ou s eh o t m i xa s p h a l tm i x t u r e ，b u tt h ei n f l u e n c eo f w o r k l o a da n d c l i m a t e o f t e nc a n ta c h i e v er a p i dr e p a i rt i m e l y ，e s p e c i a l l yi ns p r i n ga n dw i n t e rw i l l l c a dt om o r es e r i o u sa ss u b g r a d ef r o s tb o i l i n ge t cp a v e m e n td i s e a s e ，i n r e c e n t y e a r s ，s o m e o n eb e g i nu s i n gc o l d f i l l i n ga s p h a l t m a t e r i a lf o ra s p h a l tp a v e m e n td i s e a s e f a s tr e p a i r ，b u tt h ee a r l ys t r e n g t hi sl o wf o rt h ec o l d - f i l l i n gm a t e r i a l ，l o wi n t e n s i t y g r o w t hs l o w e d ，s h o r tt i m ec a n b es t o r e d ，a n ds op o o rc o n s t r u c t i o nw o r k a b i l i t ye t co n l y a d a p t e dt ot h ep a v e m e n tr a p i dr e p a i r i n go ft e m p o r a r ya n de m e r g e n c y ，i t s h a r dt o m e e tr a p i dr e p a i rf o rh i g h w a y ，e s p e c i a l l yh i g h w a yf a s tr e p a i rr e q u i r e m e n t s a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to fr a p i dr e p a i rh i g h w a yp a v e m e n t ，i td e v e l o p s c o m p o u n da d d i t i v e s u s e di nt h et y p eo fw a r m m i xw a r m f i l l i n gr o a dr e p a i r i n g m a t e r i a l ，d e t e r m i n et h ec o m p o u n da d d i t i v e s c o m p o s i t i o na n dm i xp r o p o r t i o n ；p u t a d d i t i v e s s o l v e n t sa n dm a t r i xa s p h a l te t cm i xt ob em o d i f i e da s p h a l tf l u i db yc e r t a i n p r o p o r t i o n ，l i q u i do nt h et h r e ei n d e x e st e s t ，a d h e s i o nt e s t ，a s p h a l tl i q u i da n dm i n e r a l a g g r e g a t ee x p e r i m e n ta n dt h ea d h e s i o no f t h er o t a t i n gf i l me t c ，a c c o r d i n gt ot e s to v e n a s p h a l tf l u i d a d h e s i o na n dh o t m i x i n gm a t e r i a l so fl o o s ea f t e rc o o l i n gs e x u a lt e s t r e s u l t sc o n f i r m e dt h em i x e dq u a n t i t yo ft h i n n e r ；a c c o r d i n gt od e t e r m i n et h ea g g r e g a t e g r a d a t i o n ，b e s ta s p h a l t c o n t e n ta n db e s td i l u e n tp r e p a r a t i o no ft h ea d m i x t u r eo f a s p h a l tm i x t u r ea n dc o o l i n gt o n o r m a lt e m p e r a t u r e ，t a k eac e r t a i na m o u n ta b o v e m i x t u r e i nu n d e rt h ec o n d i t i o no f5 0 7 0 ，a d ds o m eo fa d d i t i v ei sp r e p a r e dt o t h e t y p e o fw a r m m i xw a r m f i uf a s tr e p a i r i n gm a t e r i a l ；m a k e t h e t y p e o f w a r m ，m i x i n gw a r m f i l l i n gf a s tr e p a i r i n gm a t e r i a l sa d h e s i o n ，i n i t i a la n dt h em i d - l a t e s t r e n g t h ，h i g ht e m p e r a t u r ea n ds t a b i l i t y ，w a t e rs t a b i l i t y ，l o wt e m p e r a t u r ep e r f o r m a n c e e t c w a y u s ew i t h t e c h n i c a lp e r f o r m a n c ep r o c e e dt e s t i n g ，a n dc o m p a r ew i t ht h e r e p a i r i n gm a t e r i a lf o rc o l d f i l l i n gt y p et e s t e da b o u t t e c h n i c a lp e r f o r m a n c e b a s e do ne x p e r i m e n t a ls t u d yt h et y p eo fw a r m m i x i n gw a r m - f i l l i n gp a v e m e n t r a p i dr e p a i r i n gm a t e r i a l s ，s h o w st h a tt h i sr e p a i r i n gm a t e r i a l sc o m p a r e t oc o l d f i l l i n g m a t e r i a l ，i t sc o n s t r u c t i o nw o r k a b i l i t y i sg o o d ，p r o d u c t i o nt e c h n o l o g yi ss i m p l e ， s t o r a g et i m ei sl o n g e r ，t h ei n i t i a ls t r e n g t h ，a f t e rm o l d i n gw a t e rs t a b i l i t y ，s t r e n g t h g r o w i n gf a s t e r ，b e t t e rf o rt h eh i g h w a yi saf a s tr e p a i r ，i sg o o da p p l i c a t i o np r o s p e c t m a t e r i a l k e y w o r d s ：p a v e m e n tr a p i dr e p a i r i n gm a t e r i a l ；t h e 蚵p eo fw a r m m i x i n g w a r m - f i l l i n g ；a d d i t i v e s ；p e r f o r m a n c eo fa s p h a l tm i x t u r e ；m i x t u r e w a y u s ep e r f o r m a n c e i i i 目录 摘j i 臣i a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 国外研究现状1 1 3 国内研究现状4 1 4 国内外研究现状总结5 1 5 本文研究的主要内容5 第二章原材料及试验方法7 2 1 原材料一7 2 1 1 沥青结合料。7 2 1 2 集料7 2 1 3 添加剂1 0 2 1 4 稀释剂1o 2 2 试验方法1 0 2 2 1 沥青常规试验方法一1 0 2 2 2 矿料的配合比设计1 1 2 2 3 最佳沥青用量的确定1 1 2 2 4 改性沥青液中的稀释剂掺量的确定1 l 2 2 5 改性沥青液的配制和温拌温补型快速修补混合料的制备方法1 1 2 2 6 改性沥青液与矿料的粘附性试验1 2 2 2 7 掺配复合添加剂后的改性沥青蒸发或蒸馏后的性能试验。1 2 2 2 8 掺配复合添加剂后的改性沥青液的密度试验1 3 2 2 9 温拌温补型快速修补材料马歇尔稳定度试验1 3 2 2 1 0 温拌温补型快速修补材料压实后的密度试验1 4 2 2 1 1 温拌温补型快速修补材料抗水性试验。1 4 2 2 1 2 温拌温补型快速修补材料疏松性与压实性试验1 4 2 2 1 3 温拌温补型快速修补材料高温稳定性试验1 4 2 2 1 4 温拌温补型快速修补材料低温抗裂性试验1 4 2 3 本章小结l5 第三章温拌温补型快速修补材料用添加剂的研究1 6 3 1 添加剂用原材料1 6 3 1 1 聚合物改性剂s b s 的选择1 6 3 1 2 溶剂的选择。2 0 3 1 3 增塑剂的选择2 0 3 1 4 增粘剂的选择2 0 3 1 5 防水剂的选择2 1 3 2 温拌温补型复合添加剂配方的研究。2 l 3 3 本章小结2 2 第四章改性沥青液的性能研究2 4 4 1 改性沥青液的粘滞性试验2 4 4 2 改性沥青密度试验2 6 4 3 改性沥青蒸发试验2 7 4 4 改性沥青蒸馏试验2 8 4 5 改性沥青蒸馏残留物感温性试验2 9 4 6 改性沥青蒸馏残留物高温性试验一3 0 4 7 改性沥青蒸馏残留物低温性能试验3 0 4 8 小结3 2 第五章温拌温补型快速修补材料的配合比设计3 3 5 1 温拌温补型快速修补材料配合比设计方法3 3 5 2 温拌温补型修补材料配合比设计的步骤3 5 5 2 1 矿质混合料的配合比设计3 5 5 2 2 温拌温补型快速修补沥青混合料的最佳沥青用量确定3 7 5 2 3 温拌温补型快速修补材料的最佳稀释剂用量试验4 2 5 2 4 温拌温补型快速修补材料的添加剂用量试验4 2 5 2 5 温拌温补型快速修补材料的性能检验4 4 5 3 本章小结一4 5 第六章温拌温补型路面快速修补料的技术性能试验4 6 6 1 温拌温补型快速修补材料的初始强度试验4 6 6 2 温拌温补型快速修补材料的抗水性试验研究。4 7 6 2 1 沥青与矿料粘附性试验。4 7 6 2 2 水稳定性试验4 7 6 3 温拌温补型快速修补材料的终期强度试验研究4 8 6 4 温拌温补型快速修补材料成型后的强度试验。4 9 6 4 1 不同添加剂掺量的温拌温补型快速修补材料的强度比较4 9 6 4 2 温拌温补型快速修补材料马歇尔强度随时间的变化5 2 6 5 温拌温补型快速修补材料高温稳定性试验5 6 6 6 温拌温补型快速修补材料低温性能研究5 7 6 7 温拌温补型快速修补材料与冷补料的性能比较5 8 6 7 1 初始强度比较5 8 6 7 2 终期强度比较5 9 6 7 3 水稳定性比较6 0 6 8 本章小结一6 l 第七章结论与展望6 2 7 1 主要结论6 2 7 2 进一步工作展望。6 3 参考文献6 4 致 射。6 8 附录攻读硕士学位期间发表论文及参加的项目6 9 1 1 研究背景 第一章绪论 近些年来，我国的公路网络不断完善，其整体效率不断提高，“十一五”期间，我国 高速公路通车总里程新增3 2 万公里，约占高速公路通车总里程的4 5 ，国家高速公路 网骨架基本形成，其中大部分为沥青路面。同时，伴随着我国经济的迅速发展，我国公 路面临的交通压力相当之大，超载和重载交通依旧较为严重，这也是我国沥青路面寿命 普遍偏低和造成沥青路面病害增多的原因之一，所以，这也给我国沥青路面的养护工作 加大了工作量和难度。 目前，我国的沥青路面养护处在了一个高峰期，养护工作者所面临的一些常见沥青 路面病害有如下几种：裂缝、麻面、松散、泛油、坑槽、拥包和车辙等【l 】。其中，对于 地点集中，并且工程量较大的沥青路面病害养护，国内养护单位基本上采用的是热拌沥 青混合料进行修补，但对于一些路面的病害零星分散，且维修的工程量也较小，如果也 采用热拌沥青混合料修补则很不经济，也不方便。另外，热拌沥青混合料的养护质量和 路用性能受温度影响明显，特别是在春冬季节，我国大部气温普遍偏低，热拌沥青混合 料的拌制，特别是摊铺和整平施工都难较好完成，所以我国沥青路面养护多在夏季和秋 季进行施工，这也造成了一些春冬季节发生的病害得不到及时修护，这对车辆行驶的安 全性、舒适性以及控制路面进一步破损造成不利影响。针对在春冬季节养护施工难以进 行的问题，近年来，国内外采用冷拌沥青混合料进行修补，虽然对病害进行了及时的修 护，但这种冷补料仍然存在初期强度低、贮存时间短，无法快速有效的对路面病害进行 修补，因此，本文针对冷补料的不足，结合国内外相关研究成果，试验研究一种在 1 0 0 1 2 0 ( 2 进行拌和，然后在5 0 7 0 c 条件下进行修补的温拌温补型路面快速修补材料， 这种温拌修补材料拥有较高的初期强度、贮存时间长，能够在一些寒冷地区或者在春冬 季节的时候对沥青路面和水泥路面进行快速有效的养护。 1 2 国外研究现状 上世纪三、四十年代，前苏联、美国等国家为实现冬季沥青路面的简易快速修补， 对冷补沥青混合料技术开展了研究和应用，其中的沥青结合料既可采用乳化沥青，也可 采用稀释沥青( 也称液体沥青) 。进入八、九十年代，美国、英国、日本等国家对冷补 沥青混合料进行了系统研究，研制出了冷补料产品，并且实现了大规模的商品化生产。 在国外，使用最多、性能较好的通常都是各大品牌厂商进行商品化生产的冷补料产品， 配方属于厂家核心技术。近几年来，在西欧国家、美国和加拿大出现了有较高工艺质量 的冷拌沥青混凝土用于沥青路面的快速修补蚴。 传统的冷拌沥青混凝土是在热的状态下生产而在冷的状态下( 温度不低于5 ) 翘 行摊铺的沥青混凝土。在前苏联，类似沥青混凝土在2 0 世纪5 0 年代己开始应用，生产 这种沥青混合料使用的标准是f o c t11 9 5 5 8 2 的7 0 1 3 0 中凝或7 0 1 3 0 慢凝液体沥青。 此类沥青主要是用柴油、煤油或液化类进行混容的方法获取的稀释沥青。为了防止成品 料的板结，沥青含量比最佳含量要低2 0 ，而为了提高其强度，加大了矿粉的用量( h = 最佳用量高出1 5 - - 2 0 ) 。根据前苏联的研究结果：冷拌沥青混合料与热拌沥青混合糊 的根本区别在于，为保证获得必要的强度、抗水性、耐热性和耐冻性，需要在冷拌沥青 混合料中加入适量的液体沥青，因此在矿物材料中应有必要的矿粉含量，即小于 0 0 7 5 r a m 筛孔的矿料。但必须遵循的一个原则是，沥青越稀薄，越应加大矿粉用量。对 于用黏稠沥青和液体沥青制备的具有相同初始强度的两种沥青混合料，采用黏稠沥青 时，矿粉用量占矿料总量的o 5 ：采用液体沥青时，矿粉用量占1 2 。同时，用液体 沥青制备的沥青混合料中，矿料的沥青膜比用黏稠沥青制备的沥青混合料中矿料的沥青 膜薄得多。所以，要保证路面达到必要的耐久性和抗裂性，需增加矿粉用量【2 】。 日本也对用于沥青路面快速修补的冷拌混合料进行了深入的研究，根据日本大有株 式会社提出的技术要求，冷拌料的力学性能试验分三个方面： 作业稳定度，即拌合料作业时控制的指标； 初期稳定度，即混合料在铺筑碾压通车第7 d 的稳定度； 使用稳定度，即混合料在铺筑碾压通车7 d 后使用的稳定度。并提出了相应的标 准要求1 3 j 。见表1 所示： 表1 日本大有株式会社冷拌快速修补材料的技术要求 作业稳定度k n空隙率初期稳定度k n使用稳定度k n流值0 1 m m o 5 0 83 l8 2 5 0 3 0 01 0 4 0 美国的s h a r p 计划涉及到冷拌临时修补、坑洞修补、冬季修补和相关的课题，很 多都提到在较冷的气候中出现的问题。他们都通常对养护混合料的强度做了测定，但是 对混合料在库存中的老化以及混合料老前后的工作性却很少研究，只有很少一些研究探 讨了混合料的库存老化和老化后的混合料与摊铺压实等相关的特性。 根据德克萨斯运输部的相关研究，多数公路养护部门要经常对沥青路面和坑洞进行 维修，特别是冬季寒冷而夏季温和湿润的地区，这种气候年复一年地加速路面的破损， 因为沥青材料成本较低、稳定性和质量普遍较好且施工方便，所以它被证明是最常用的 路用养护材料之一。沥青材料、可以比较好地处理各种路面的修补问题，然而这些可靠 的养护材料并非没有任何问题。德克萨斯运输学院在进行了研究后提出了热拌冷铺沥青 混合料所主要存在三个问题： 2 在库存和使用当中表现出较差的低温工作性能； 由于水稳性不足而产生的松散和剥落； 在深坑槽修补当中出现的强度不足问题。 总的说来，它在按标准或规范配制和使用时并不稳定，由此人们怀疑标准的实验室 样本可能与工地上压实的混合料并不具有可比性，实验室测试方法并不能很好地模拟车 辆、环境的影响，而且现在并没有合适的规范来确保混合料的工作性，也没有合适的试 验方法来定量混合料的工作性。为此他们开发了一种试验方法来模拟六个月的库存老 化，并且定量地评价了混合料的工作性【4 】。 现在西方国家开始采用乳化沥青冷拌沥青混凝土，这种混合料在法国、德国、波兰 已得到广泛地应用。例如法国的斯克雷特和克拉斯公司为制造冷拌沥青混合料就已经使 用了阳离子型乳化沥青。这种乳化沥青以轻稀释剂液化过的沥青来制取，以便提高混合 料的质量。此外，乳化沥青成分中还添加了2 o 的天然橡胶乳液。为了提高它的有 效期，成品混合料也用聚乙烯袋包装。阴离子或阳离子型乳化沥青冷拌混合料已取得专 利权，其成分中含有粒径o - q 9 m m 的连续级配矿料、合成纤维( o 0 5 * , 4 ) 5 ) 和调节 成形期的添加剂( 水泥或胺类水溶液) 。在波兰，为降低水的结冰温度，还在乳化沥青 成分中添加氯化钙，这样，乳化沥青混合料也可用于冬季坑槽快速修补【2 】。 德国的r o m e x 公司已生产出一种冷补沥青混凝土，该公司采用了一种新研制的乳 化沥青，名称为“r e p a s p h a - l t k o n e e n t r a t 。生产这种沥青混凝土混合料使用了下述成分的 断级配矿料： 2 - s m m 粒径碎石6 5 ； 0 2 2 m m 粒径粉碎砂2 4 ； 其余为分散填充材料。 浓缩物用量为每吨混合料用6 5 蚝，这种浓缩物为水乳液，其主要成分包含沥青、 优质表面活性剂、稀释剂和聚合物，级配成分对混合料性能有重要影响。上述级配成分 具有两种功能： 在沥青内聚力实际为零时可防止可塑变形； 由于无细粒分散颗粒，减缓乳化沥青在混合与储存阶段的破乳1 2 j 。 另外，英国对冷拌沥青混合料也进行了研究，采用的结合料主要是乳化沥青，例如 爱丁堡赫瑞瓦特大学对乳化沥青混合料进行了系统的研究，结果表明：开式粗级配沥青 混合料可以导致乳化沥青混合料完全裂解，但这种冷拌料劲度模量很低，并且其抗疲劳 特性也比较差，但采用改性沥青制成的乳化沥青配制冷补料，其劲度模量和抗疲劳特性 则较高。这种乳化沥青混合料的力学性能是由集料骨架控制的，因此这种冷拌混合料在 压实的过程中需要很高的压实能量。如果是细的密集配混合料可能不会导致乳化沥青混 合料的完全裂解，但这种冷补料可能具有相对较高的劲度模量。因为这种乳化沥青混合 料的力学性质是由构成材料基本结构的沥青胶砂决定，这种混合料也需要用重型的压实 3 荷载进行铺筑。当也采用改性沥青作结合料时，用这种冷拌混合料可以获得一般热拌混 合料相当的路用性能。如果用这种冷拌混合料作为沥青路面快速修补材料，则要求： 贮藏方便且性能持续长久； 适应目前现有的施工方法或者压实设备； 易于流入角隅和箱形路面的四周； 施工人员不需要素质太高即可操作。 此外，英国还展开了永久性的冷补材料的研究工作 4 1 。 尽管在一些西方国家广泛地使用了乳化沥青冷拌沥青混凝土对沥青路面进行快速 修补，但其在白俄罗斯气候条件下，特别是进行秋冬季养护修补作业时仍须谨慎使用。 乳化沥青冷拌的沥青混合料只要在水分蒸发后才能成型，而水结冰会对沥青混凝土的结 构造成破坏，降低其耐久性。为此，白俄罗斯在维捷布斯克和格罗德年州公路建设局项 目上进行相关试验，提出两套可行方案：给矿物颗粒形成双层薄膜；去掉少量稀释 剂，使沥青结构易于成型。之后又在更现代化的基地布列斯特州公路建设局建立了生产 应用双层效果的冷拌沥青混凝土混合料装置【2 】。 1 3 国内研究现状 上世纪九十年代开始，国内陆续开展了冷补料的研究工作，进行了一些小规模的生 产和坑槽修补试验，但是研究不够系统，没有形成规模化的生产和应用1 4 1 。目前国内尚 无成熟的冷补沥青混合料设计方法。新颁布的 4 5 相对密度 g c m 3 1 0 5 0 r t f o t ( 1 6 3 ，5 h ) 针入度比 7 6 0 6 1 延度( 2 5 ) c m1 5 3 3 1 0 0 8 表2 2 粗集料质量检测结果 试验项目 单位检验结果技术要求试验方法 石料压碎值 18 9s 2 5 t0 31 6 洛杉矶磨耗损失 18 7 s 2 8 t0 317 1 3 2 m m 2 7 4 6 9 5 m m2 7 4 5 表观相对密度 g c m 3 芝2 5 0 t0 3 0 4 4 7 5 r a m2 7 4 3 2 3 6 m m 2 7 3 6 1 3 2 m m 2 7 2 1 9 5 m m 2 7 1 9 毛体积相对密度 g c m 3 t0 3 0 4 4 7 5 m 1 1 12 7 0 5 2 3 6 m m2 6 9 4 1 3 2 r a m o 3 4 9 5 m m0 3 5 吸水率 5 3 0t0 3 0 4 4 7 5 m mo 5 l 2 3 6 m mo 5 7 1 0 15 m m5 4 s 1 5 t0 312 针片状颗粒含量 5 1 0 m m 3 2 3 2 0t0 31 6 水洗法 0 0 7 5 r a m 颗粒含量 0 1 s l t0 31 0 与沥青粘附性( 湿润区) 5 之4 t0 61 6 表2 3 细集料质量检测结果 试验项目单位检验结果 技术要求试验方法 1 18 r a m2 7 3 3 0 6 r a m2 7 2 5 表观相对密度 0 3 m m2 7 1 9芝2 5 0 t0 3 2 8 o 1 5 m m 2 7 l l 0 0 7 5 m m2 7 0 8 含泥量( 6 0t0 3 3 4 棱角性( 流动时间) s 3 1 8之3 0 t0 3 4 5 9 表2 4 矿粉质量检测结果 试验项目单位检验结果技术要求试验方法 相对密度 g c m 3 2 7 4 1兰2 5 0t0 3 5 2 t0 l0 3 烘干 含水量 o 0 9 s l 法 0 6 m m 1 0 01 0 0 粒度范围 0 1 5 m m 9 9 3 69 0 1 0 0 t0 3 5l 0 0 7 5 m m 9 8 1 7 7 5 l o o 亲水系数 0 5 6 9 lt0 3 5 3 加热安定性无变质实测记录 t0 3 5 5 外观无团粒结块无团粒结块 2 1 3 添加剂 本文试验所采用的添加剂是一种复合高聚物，由s b s 改性剂、石油系溶剂、增塑 剂、增粘剂及防水剂等按一定配比组成，呈黄色稠状物，其溶剂易挥发，即取即用。 研究表明，这种添加剂能够显著改善混合料的力学性能，即提高沥青的低温变形能 力，并对沥青的感温性、耐疲劳性和黏弹性也起到改善作用。本文试验采用的添加剂中 的固含量为3 0 d ：2 ，溶剂含量为7 0 d ：2 。它能使沥青的性能产生明显的改善，复合添加 剂的掺量根据修补材料性能要求确定。 2 1 4 稀释剂 由于温拌温补型快速修补材料特殊的路用性能要求，必须在基质沥青中掺加一定 比例的隔离剂( 又称稀释剂) 以降低它的黏度。为了保证隔离剂与沥青之间的相容性， 可采用极性与沥青相似的汽油、煤油和柴油。但由于温拌温补型沥青混合料一般需储存 较长的时间，所以一般选用挥发慢的柴油作为沥青稀释剂。加入柴油后的沥青混合料能够 在低温条件下具有很好的和易性和施工性，但改性沥青液的粘度也随之降低，所制备的 混合料强度也有所下降。因此，可根据改性沥青液粘度试验和沥青混合料的和易性试验 来确定沥青液中的稀释剂掺量，制备符合要求的改性沥青。根据相关研究柴油应采用符 合国家标准的“2 0 稃o 撑”车用柴油，另外可根据使用的季节和当地温度来选用相应的 标号【2 1 2 2 ，2 3 】。本文试验采用0 撑柴油作为稀释剂，通过加入柴油改变基质沥青的力学性能。 2 2 试验方法 2 2 1 沥青常规试验方法 ( 1 ) 沥青针入度 根据 公路工程沥青及沥青混合料试验规程( j t j 0 6 0 4 2 0 0 0 ) 中的规定，其标准试 1 0 验温度为2 5 3 2 ，荷重l o o g ，贯入时间5 s ，以0 1 m m 计。针入度作为一种剪切蠕变试验， 其物理意义为表观粘度，它反映了沥青在荷载作用下的变形能力，可以反映沥青在特定 条件下的粘稠性能。 ( 2 ) 沥青软化点 本文试验根据 公路工程沥青及沥青混合料试验规程q t j 0 6 0 6 2 0 0 0 ) 是采用环球 法测定改性沥青软化点。 c 3 ) 沥青延度 根据公路工程沥青及沥青混合料试验规程( j t j 0 6 0 5 - 2 0 0 0 ) ，沥青延度的试验温 度和拉伸速率可根据要求采用，通常采用的试验温度为5 c ，1 5 ，2 5 3 2 ，拉伸速率为 5 ：- 0 2 5 c m m i n 。沥青的延度是通过在规定的速度和温度下，拉伸标准试件的两端直到断 裂的长度。沥青延度试验具有简便，测试快速等优点，因而作为评价沥青低温性能的指 标已延用了许多年。 2 2 2 矿料的配合比设计 对于高速公路、一级公路的沥青路面矿料的配合比设计则宜采用计算机试配法得出 矿料配合比例：对于二级及二级以下公路除按经验法确定外，也可参照此法进行。 2 2 3 最佳沥青用量的确定 根据我国公路沥青路面施工技术规范( j t gf 4 0 - - - 2 0 0 4 ) 中试验方法，本文试验 采用马歇尔试验来确定热拌沥青混合料的最佳沥青用量。 2 2 4 改性沥青液中的稀释剂掺量的确定 取一定7 0 号基质沥青加热到1 2 0 左右，分为四份，按稀释剂掺量6 、8 、1 0 和1 2 加入其中，均匀搅拌。首先对改性沥青液进行黏度试验，然后按5 的油石比加 入矿料搅拌制成沥青混合料，对该混合料进行改性沥青液与矿料的粘附性试验，通过上 述两个试验综合判定改性沥青液中稀释剂掺量。 2 2 5 改性沥青液的配制和温拌温补型快速修补混合料的制备方法 l 、根据本文试验需要，需对两种不同类型的改性沥青进行性能试验。分别为： 一类改性沥青，1 0 0 克7 0 号基质沥青+ 不同比例的雠柴油( 剂量分别按6 、8 、 1 0 、1 2 加入，即每1 0 0 克沥青中加入6 克、8 克、1 0 克、1 2 克) ，柴油在沥青液温 度加热至1 2 0 时加入，均匀搅拌。 另一类改性沥青，7 0 号基质沥青+ 1 0 的0 群柴油+ 不同比例的高聚物添加剂( 剂量 分别按相对于混合料质量的1 、2 、3 、4 加入，混合料质量取1 2 0 0 9 ，按5 的油石 比计算，相当于每1 0 0 克沥青中加入2 2 2 克、4 4 4 克、6 6 6 克、8 8 8 克添加剂) ，柴油 在沥青液温度加热至1 2 0 时加入，添加剂在沥青液温度降至1 0 0 加入，均匀搅拌。 改性沥青液的具体制备方法综述如下： 为了研究稀释剂的剂量对改性沥青性能的影响，需要制备改性沥青：取一定量7 0 # 基质沥青加热到1 2 0 ，按与沥青质量比分别为4 、6 、8 、1 0 、1 2 的比例加入 0 群柴油，人工均匀搅拌5 分钟即可制备所需改性沥青。 取一定量的7 0 号基质沥青并加热到1 2 0 ，按与沥青质量比为1 0 的比例加入皑 柴油，并人工均匀搅拌，然后取四份一定量的改性沥青液一放回烘箱中加热至1 0 0 ， 按要求加入相应剂量的高聚物添加剂，并连续搅拌直至添加剂均匀分布在沥青液中，于 是制得添加剂剂量不同的四份改性沥青液。 将上述制备的改性沥青液分类贮存或者是直接开始下一步试验。 2 、本文将针对温拌温补型快速修补材料的进行相关试验来分析其技术性能。根据 本文试验要求，试验过程中需制备两大类沥青混合料，分别是： ( 1 ) 冷补混合料制备方法：取一定量基质沥青( a h 7 0 ) 加热至1 2 0 ，按1 0 0 克 沥青加1 0 克柴油的比例加入一定量的0 群柴油，搅拌均匀，当沥青液温度降至1 0 0 时， 按相对于沥青质量的1 0 、2 0 、3 0 、4 0 的剂量加入高聚物添加剂，并均匀搅拌， 矿料加热到1 2 0 左右，加热时间不少于4 h ，然后按5 6 的油石比( 包括沥青、柴油 以及添加剂) 加入沥青液，在1 2 0 的条件下进行搅拌均匀，最后