提要
为了进一步优化灌缝密封胶的材料构成计算,革新其凹凸温机能,以SBS改性剂、橡胶粉、增塑剂和矿粉的掺量为变量举行正交实验计算,采取针入度、软化点、延度评估密封胶的技能机能,得出机能较优的密封胶材料初始配方;制备3种密封胶材料,并与美国品牌CRAFCO密封胶举行软化点、滚动度、拉伸实验和低温屈曲流变实验对照,可知其技能机能根本热诚;推举机能优秀的沥青路面灌缝密封胶材料构成配方:SBS掺量为5%,橡胶粉掺量为20%,增塑剂掺量为1%,矿粉掺量为3%。
关键词
沥青路面
密封胶
灌缝
技能机能
引言
针对沥青路面漏洞题目,方今国表里每每采取路面开槽再用密封胶封锁路面漏洞的法子,防备水份渗入路面组织内部,从而抵达缓解路面病害呈现、伸长路面哄骗寿命的成果[1-4]。在海外,YetkinYildirimm等[5]对2种不同漏洞补缀材料的补缀成果举行了恒久的跟踪视察,其胶结料离别为橡胶改性沥青和乳化沥青,考察终于声明:几种乳化沥青冷补材料3年后的平匀生效率为99.5%,而热补材料生效率为57.1%,声明热补材料机能远远优于冷补材料。比年来,即使国内密封胶起源精深,但哄骗成果不尽巴望,高温下易滚动,希奇是低温机能遍及较差,一到冬日即与漏洞界面扯破,得到了防水的成果[6-9]。看来,密封胶的低温机能曾经成为限制沥青路面灌缝保护技能进展的一个关键要素;是以,研发凹凸温机能优秀的密封胶,关于沥青路面保护及哄骗机能的晋升具备急迫意义。
本文华取90#基质沥青,并以星型SBS、60目橡胶粉、增塑剂、矿粉等做为改性剂,举行正交实验计算,解析密封胶各组分掺量对其机能的影响,颠末三大目标测试开端得出密封胶组分掺量较优的3组,制备3种高机能灌缝密封胶,采取基天机能实验、拉伸实验和低温屈曲流变实验对灌缝密封胶路用机能举行评估。鉴于美国CRAFCO密封胶优秀的哄骗机能,本文将自助研发的密封胶与其举行对照,从而推举机能优秀的克己沥青路面灌缝密封胶材料构成。
沥青路面灌缝密封胶的构成计算
原材料
原材料包含:90#基质沥青、星型SBS、60目橡胶粉、增塑剂、矿粉、美国CRAFCO密封胶。
密封胶制备法子
首先将基质沥青加热,于℃~℃时向个中参预SBS,溶胀20~30min;再将上述沥青加热,温度坚持在℃~℃,高速剪切30~40min,以后天然冷却到℃;参预平稳剂硫磺再剪切10min以后坚持恒温,待其响应30min;边搅拌边参预橡胶粉,高速剪切响应1h;结尾在低速搅拌下离别参预增塑剂、矿粉,搅拌至平匀无块状、无絮凝成团物,便可制得沥青路面用灌缝密封胶。
正交实验计算
为了肯定改性剂的最好配比,首先肯定各改性剂掺量的摇动局限:SBS为3%~6%,橡胶粉为10%~25%,增塑剂为1%~2.5%,矿粉为1%~9%。以后筛选SBS掺量、橡胶粉掺量、增塑剂掺量、矿粉掺量4个要素,每种要素举行4个水准计算,采用L16(44)正交实验表,如表1所示。
表1中16种密封胶材料的制备老成遵照上文肯定的密封胶制备工艺举行,其改性光阴与工艺均不异。制备实行后测试其软化点、5℃延度、25℃针入度等通例目标,开端考证得出较优的3组密封胶材料构成,并离别编号为A、B、C。
(1)16号密封胶(编号为A):SBS掺量为6%,胶粉掺量为25%,增塑剂掺量为1%,矿粉掺量为6%。其软化点最好。
(2)11号密封胶(编号为B):SBS掺量为5%,橡胶粉掺量为20%,增塑剂掺量为1%,矿粉掺量为3%。其5℃延度最好。
(3)9号密封胶(编号为C):SBS掺量为5%,橡胶粉掺量为10%,增塑剂掺量为2%,矿粉掺量为9%。其25℃针入度最小,稠度最大。
随后将3组克己密封胶与沥青路面补缀材料CRAFCO密封胶举行对照,离别从凹凸温机能及力学机能方面临灌缝密封胶路用机能举行评估,从而推举归纳机能优秀的密封胶最好材料构成。
密封胶技能机能
高温机能
(1)软化点
采取全球法测试其软化点,每每软化点越高,密封胶的高温抗软化机能越好。离别对4种密封胶材料的原样和老化试样举行测试。实验终于如表2所示。
老化后,密封胶的软化点均抬高,但自助研发的密封胶软化点增幅略低于海外CRAFCO密封胶。
(2)滚动度
滚动度的巨细在肯定水准上也许响应补缀材料在高温景况下的处事形态,滚动度越小则耐高温机能越好。实验终于如表3所示。
4种密封胶的高温软化点和高温滚动度均餍足关连标准中的技能请求[10]。
拉伸力学机能
国际上每每以ASTM密封胶系列准则的黏结实验评估沥青路面密封胶的低温机能。中邦交通畅业准则《路面加热型密封胶》(JT/T-)中的低温拉伸实验也引自该实验。
为了模仿路面漏洞在车辆荷载下的受力景况,本协商采取克己漏洞宽度为12mm的拉伸小梁,哄骗全能拉伸实验机对4种漏洞补缀材料举行拉伸测试。实验温度采用0℃、20℃、50℃,归纳思索浸水及老化前提,离别模仿低温、室温顺高温前提下漏洞补缀材料的抗拉伸才略。实验终于如表4、5所示。
从表1、2中的数据可看出,跟着温度的抬高,4种灌缝密封胶拉伸强度均逐步下降,由于高温致使灌缝密封胶材料逐突变软,沥青材料内部组织更易滑动、易拉伸,从而致使拉拔强度随温度的抬高逐步下降。对照4种灌缝密封胶材料觉察,密封胶A在3个温度下的拉拔强度都很低,是以不宜做为路面补缀材料哄骗,在接下来的BBR实验中也不再思索密封胶A。
表4中别的3种密封胶的拉拔强度都较高,出入不大,解说其拉伸机能基事实同。进一步察看浸水、老化后的拉拔强度,觉察其抗拉强度与原样比拟都有大幅度的下落,声明水伤害、老化对漏洞补缀材料的黏结性具备肯定影响。由于灌缝密封胶材料在恒久哄骗进程中不免会老化,是以需做好路面排水处事,防备水伤害形成密封胶生效。
低温抗裂机能
低温抗裂机能对填缝料在冰冷处境中能否能坚持对漏洞的填封效用有相当急迫的影响[11]。美国SHRP安排为评估沥青联结料低温下抗裂机能,开辟出低温屈曲流变做战(BBR),采取低温屈曲蠕变劲度模量s和蠕变速度m评估沥青联结料的低温抗裂性。
为了更深入地协商密封胶老化进程中低温抗裂机能的劣变趋向,对密封胶原样以及薄膜烘箱老化、压力老化残留物举行BBR实验,筛选-6℃、-12℃、-18℃、-24℃四个温度,实验终于如表6、7所示。
由3种灌缝密封胶材料BBR实验终于可知,温度在-6℃时,一齐灌缝密封胶试件均多数据,这是由于BBR做战探测到试件超出变形的上限(5mm),默许灌缝密封胶试件已产生摧残而停止实验。是以,在数据解析中采用-12℃、-18℃和-24℃三个温度下的BBR实验数据举行对照解析。
(1)未老化景况。在-24℃温度下,美国CRAFCO密封胶(D)的蠕变劲度模量s值和蠕变速度m值离别是.3和0.,灌缝密封胶B的蠕变劲度模量s值和蠕变速度m值离别是.4和0.,灌缝密封胶C的蠕变劲度模量s值和蠕变速度m值离别是.7和0.,声明3种灌缝密封胶未老化时均具备优秀的低温抗裂机能。
(2)短期老化。与未老化景况比拟,短期老化后3种灌缝密封胶的蠕变劲度模量s值和蠕变速度m值均有变动。由于短期老化进程中沥青中的部份轻质组分产生氧化,变成胶质、沥青质或蒸发损失,形成重组分含量增进,使得沥青的柔韧性及抵当永远变形才略下降。
(3)恒久老化。经太恒久老化后,3种灌缝密封胶材料的低温抗裂机能均有大幅度下落,美国CRAFCO密封胶(D)和密封胶B在-24℃下的蠕变劲度模量(s)和蠕变速度值(m)均餍足s≤MPa和m≥0.3的技能请求。而密封胶C在-24℃下的蠕变速度值没有抵达标准请求。究其来由,一方面,密封胶C中胶粉含量偏低,吸附轻组分有限,致使沥青中轻组分蒸发及轻组分向重组分转变,沥青稠度增大;另一方面,密封胶C中矿粉含量较高,也致使密封胶稠度增大,使其低温抗裂机能下落。与密封胶C比拟,密封胶B与美国CRAFCO密封胶(D)的低温机能加倍优秀。
沥青路面灌缝密封胶材料构成推举
颠末对密封胶的高温机能、拉伸机能及低温抗裂机能举行测试解析觉察,自助研发的密封胶B与美国CRAFCO密封胶(D)的各项目标最为热诚,是以推举密封胶材料构成以下:SBS掺量为5%,橡胶粉掺量为20%,增塑剂掺量为1%,矿粉掺量为3%。
结语
(1)颠末正交实验计算,优化出3种密封胶材料配比,其高温软化点、滚动度与美国CRAFCO密封胶较为热诚。
(2)不同温度下的浸水实验声明,浸水后密封胶的拉伸强度均一齐下落,尤为是经太短期老化,浸水后的拉伸强度与原样比拟呈大幅下降趋向,是以提议哄骗进程中尽管防备由水伤害形成的漏洞补缀材料生效。
(3)不异温度下,密封胶在老化进程中,蠕变劲度模量逐步增大,蠕变速度随之减小,自助研发的密封胶B与美国CRAFCO密封胶的低温机能呈现均较为优秀,联结通例目标测试、拉伸实验,推举自助研发的密封胶配比为:SBS掺量为5%,橡胶粉掺量为20%,增塑剂掺量为1%,矿粉掺量为3%。
?起源:沥青路面
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