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1、灰分对TLA改性沥青性高低能影响研究 摘要:特立尼达湖沥青(TLA)中含有约35%~37%的矿物质细颗粒(灰分)。由于灰分密度比纯沥青密度大,TLA改性沥青成品在储存和运输过程中易产生灰分离析,从而导致其使用性能劣化。为此,文章结合佛山-环城际快速干线TLA改性沥青路面的施工,围绕灰分对40%TLA改性沥青混合料的性能影响进行了系统的理论分析和室内试验,从而提出灰分的控制指标及施工建议。 关键词:TLA改性沥青;沥青混合料;灰分;性能 据研究分析,TLA中大约含53%~55%的地沥青,35%~37%的矿物质细颗粒(灰分),9%~
2、10%的由矿物质、有机质和挥发物质合成的水。TLA的灰分非常细小,全部小于2.36mm,其中,90%小于0.075mm,44%小于0.01mm。由于灰分密度比纯沥青(即TLA改性沥青中除去灰分的剩余部分)的密度大,所以经TLA改性后的沥青易产生灰分沉降离析。已有经验和研究表明:随着储存时间和运输时间的延长,意味灰分沉降时间的增加,TLA改性沥青的灰分离析将会越来越明显,从而导致拌和楼使用的TLA改性沥青使用性能劣化,严重影响TLA改性沥青混凝土路面的施工质量。因此,本文结合佛山-环城际快速干线沥青路面工程,分析TLA改性沥青中灰分对TLA
3、改性沥青高温和低温性能影响,以指导TLA改性沥青施工过程控制。 1不同灰分TLA改性沥青的制备 由于在实际操作中将灰分和纯沥青分离提取比较麻烦,所以本研究采取比较直接、也是最接近现场实际情况的方法制备不同灰分的TLA改性沥青,将TLA改性沥青成品注入容器中,然后在烘箱中恒温放置,使得灰分自然沉降。根据试验的需要选择不同的层厚和沉降时间,将TLA改性沥青直接分层取出,分别将各层的TLA改性沥青搅拌均匀,从而得到不同灰分含量的TLA改性沥青。具体步骤如下[1]: (1)准备一个容积为30000mL圆柱体铝制带盖容器,容器的直径为30cm
4、,高度为45cm,将其洗净、干燥。 (2)在试验室内制备TLA改性沥青,并将其注入容器内。将盛有TLA改性沥青成品置于烘箱中,考虑到放置时间会较长,为了防止沥青老化,将恒温温度取130℃±5℃。 (3)达到放置时间后,将沥青分层用勺子分别舀入试杯,由此得到不同灰分含量的TLA改性沥青。 (4)分别将分层舀出的每个试杯的沥青均匀搅拌,以试杯为单位分别测定其灰分含量,并进行TLA改性沥青性能试验的制件。 2不同灰分含量TLA改性沥青的技术性质研究 按上述方法分别制备出灰分含量分别为10.80%、11.98%、13.38%、14.35
5、%、15.50%、16.49%、17.42%、18.29%、19.76%的TLA改性沥青,然后进行不同灰分含量的TLA改性沥青的三大指标试验、灰分试验、黏度试验,研究灰分含量对TLA改性沥青沥青技术性能的影响。试验结果见表1,TLA改性沥青性能随灰分含量的变化见图1。 2 随着灰分含量的增大,实测软化点不断升高,整体呈线性增加趋势,且灰分含量每增加1%,平均增加0.7℃。不同灰分含量的TLA改性沥青的实测软化点与当量软化点T800的变化有良好的规律一致性,且整体相同灰分含量的TLA改性沥青的实测软化点均比当量软化点平均要高1℃左右,这表
6、明基质沥青中蜡的存在会使软化点出现偏高现象,用T800对TR&B进行对比、修正是比较适宜的。随着灰分含量的增加,沥青的135℃黏度也随之呈线性趋势逐渐增大,且其过程大致可分为2个阶段:当灰分含量每增加1%,灰分含量在10.80%~15.50%时,平均增幅为0.05Pa·s;灰分含量在15.50%~19.76%时,平均增幅为0.08Pa·s。综上所述,随着灰分含量的增大,通过对试验数据的直观分析表明,TLA改性沥青的高温性能指标得到了提高,这是由于灰分物质提高了TLA改性沥青中纯沥青的劲度模量,增强了沥青高温抗变形能力,从而提高了沥
7、青的高温性能指标。 随着灰分含量的增加,TLA改性沥青的当量脆点T1.2整体在-3.1℃~2.4℃的范围内变化,其变化过程大致分为两部分:当灰分含量在10.80%~14.35%时,T1.2在-3.0℃左右变化;当灰分含量在14.35%~19.76%时,灰分含量每增加1%,T1.2平均增加0.1℃。同时,25℃延度在36.5cm~93.1cm的范围内随灰分含量的增加急剧下降。总体上,灰分含量每增加1%,25℃延度平均减少8cm。试验数据表明,灰分含量的增加会降低TLA改性沥青的低温抗裂指标,且对延度指标的影响尤其显著。 通过上述分析可知
8、,由于灰分的影响,TLA改性沥青的当量脆点T1.2(绝对值)和延度值整体偏低,且对延度试验的结果影响较大。实际上,在延度试验中发现TLA改性沥青试件断裂时延度振动较大,能听到较大的断裂声,表明
