上海昌吉

服务热线:176 2192 3717
176 2192 3717

他们都在找: 上海昌吉SYD-0719C-1自动车辙
当前位置昌吉 > 新闻动态 > 行业动态 >

基于灰色关联模糊法对温拌塑料改性沥青制备工

导读:: 为改善塑料改性沥青路用性能,降低能源消耗,节省施工成本,拟采用灰色关联模糊评价方法对温拌塑料改性沥青制备工艺进行研究。在材料掺量和工艺条件下,分别制备九组温拌塑料


返回列表 来源:未知 发布日期:2019-10-09 18:13【
为改善塑料改性沥青路用性能,降低能源消耗, 节省施工成本,拟采用灰色关联模糊评价方法对温 拌塑料改性沥青制备工艺进行研究。在材料掺量和 工艺条件下,分别制备九组温拌塑料改性沥青,通过上海昌吉针入度测定仪比较其针入度,软化点、车辙因子、低温蠕变劲度和 曲率,以探究不同条件下对塑料改性沥青性能影响 规律,进而结合灰关联模糊评价模型确定温拌塑料 改性沥青最佳制备工艺,以期扩大塑料改性沥青的 应用范围。

1 试验原材料与方法

1. 1 实验材料
( 1) 基质沥青 本文采用 SK - 70 基质沥青,根据规范《公路工 程沥青及沥青混合料试验规程》( JTG E20 - 2011) 要 求,其具体的性能测试见表 1 所示。
( 2) 温拌剂 Sasobit 是温拌技术中常用的温拌剂,其是经过煤 炭气化而成,外观为粉状、颗粒状或片状,本质是一种 长链脂肪烃,是一种高分子蜡,但相比于一般的蜡成 分( 20 ~ 40 个碳原子) 而言,Sasobit 分子含有 40 ~ 120 个碳原子,故其熔点会高很多,可达到接近 100℃; 从 结构上讲,Sasobit 的加入在沥青中能够形成网状的晶 格结构,提高沥青的在高温时的稳定性; 另外,由于 Sasobit 黏度很低,故可以降低沥青的粘度,进而达到 温拌的目的。从加工工艺讲,湿法和干法是 Sasobit 常 用的两种工艺,本研究中采用湿法工艺,即将温拌剂 直接加入到热基质中,具体添加时间为搅拌时间剩余 60min 时加入,然后搅拌混合均匀即可。
( 3) 塑料材料 本研究中采用聚乙烯改性沥青( PE) 为材料,其 分子量很大( 可达 30 万,属于线性长链分子结构) , 在长链上带有很多的甲基支链和烷基侧链,从而成 为多分支的一种树枝状结构,且有很好的伸长率、耐 冲击性能和柔顺性。PE 加入沥青,可以大大提高沥 青的粘度,改善沥青由于集料的粘附性; 另外由于芳 香分类溶剂是 PE 的良溶剂,表明 PE 与芳香分含量 高的沥青混融性好、稳定性高、离析作用也小。本研 究采用的塑料材料颗粒性能见表 2 所示。

2 试验方法

2. 1 针入度试验
沥青针入度测试能够反映沥青稠度、软硬程度 和抵抗剪切破坏的能力。针入度越大,表明沥青在 高温时越软,即高温性能不足。具体测试方法见规 范,结果见表 4 所示。

2. 2 软化点试验
上海昌吉沥青的软化点是指在沥青试件加热软化后下垂 时的温度,沥青软化点不宜太低或者太高,否则会导 致夏季容易融化,冬季容易脆裂,给施工过程带来很 大困难,因此工程用的沥青的软化点要严格控制。软化点指标所表征的是沥青的粘度、高温稳定性以 及感温性能,是评价沥青质量的重要指标。在一定 范围内,软化点越高表明沥青的高温敏感性越好。 软化点是沥青试件加热软化后下垂时的温度,该温 度不宜太高也不宜太低,否则容易在冬季出现脆裂, 在夏季出现融化。具体试验方法见规范,相应测试 结果见表 4。

2. 3 动态剪切试验
橡胶沥青有着比其它类型的沥青材料更为复杂 的高温流变特性,在抵抗路面高温变形的过程中发 挥着重要作用。SHRP 计划开发的动态剪切流变仪 ( DSR) 综合考虑了加载情况和温度对胶结料性能 的影响,通过试验确定橡胶沥青的相位角 δ、复数模 量 G* ,并计算车辙因子 G* / sin δ 来评价橡胶沥青 胶结料的高温性能。车辙因子( G* / sinδ) 是评价胶 粉改性沥青重要的指标,为了评价胶粉改性沥青高 温永久变形能力,采用 70℃ 温度下车辙因子值作为 评价指标,相应测试结果见表 4。

2. 4 低温流变试验
变劲度模量的期望值需要满足沥青在最低路 面设计温度下加载 2 小时的要求,SHRP 研究者们证 实通过将该温度提高 10℃,就能够仅加载 60s 得到 等效的蠕变劲度模量。AASHTO M320 要求蠕变劲 度模量在特定的温度等级下,在 60s 时必须小于等 于 300MPa。m-value 表征了蠕变劲度模量随时间的 变化率,其是蠕变劲度模量的对数和时间对数关系的 斜率。Superpave 规程要求 m-value 在 60s 时必须大于 等于 0. 3。蠕变劲度模量 S 值越大,则越容易发生低 温脆断出现裂缝; 而 m 值越大,低温可恢复变形能力 越好,越有利于材料的低温抗裂性能,结果见表 4。

3 灰色关联模糊评价方法及结果分析
灰色关联方法是通过对动态过程发展态势的量 化分析,完成对系统内时间序列有关统计数据几何 关系的比较,求出参考数列与各比较数列之间的灰色关联度。

4 结论

为改善塑料改性沥青路用性能,降低能源消耗, 节省施工成本,采用灰色关联模糊评价方法对温拌 塑料改性沥青制备工艺进行研究。在材料掺量和工 艺条件下,分别制备九组温拌塑料改性沥青,通过比 较其针入度,软化点、车辙因子、低温蠕变劲度和曲 率,以探究不同条件下对塑料改性沥青性能影响规 律,进而结合灰关联模糊评价模型确定温拌塑料改 性沥青最佳制备工艺。研究结果表明制备温拌塑料 改性沥青最佳工艺为: 温拌剂 Sasobit 掺量为 3% ,PE 掺量为 6. 5% ,搅拌温度为 170℃,搅拌时间 80min。 该工艺条件可以对于扩大塑料改性沥青应用范围、 解决环境问题并产生社会效益有积极作用。