CN106556554A - 一种sbs改性沥青施工温度测定方法 - Google Patents

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李永振
申全军
王光勇
林江涛
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王子立
梁皓
姜峰
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Abstract

本发明公开了一种SBS改性沥青施工温度测定方法，属于道路工程领域。该方法包括以下步骤：A、利用旋转粘度计，采用27号转子，在转速100RPM条件下，采集工程实际所用的SBS改性沥青样品在135℃、174℃下的粘度数值；B、绘制粘度对数与温度的关系曲线；C、0.275Pa.s对应的温度为拌合温度，0.55Pa.s对应的温度为碾压温度，插值计算对应的拌合温度和压实温度。与现有设计方法相比，本发明测定方法具有物理意义明确，实验结果准确等特点，具有良好的工程实践效果。

Description

一种SBS改性沥青施工温度测定方法
技术领域
本发明涉及道路工程领域，具体提供一种SBS改性沥青施工温度测定方法。
背景技术
沥青作为一种感温性材料，温度是决定沥青和沥青混合料使用性能和工艺特性的第一要素，因此，在研究沥青和沥青混合料性能时，我们必须明确它的温度条件；同样，在设计和工程施工时，则必须对温度提出要求。长期的实践经验，针对沥青路面工程，形成了一套专用的、全面而严密的温度管理体系，例如，在沥青和沥青混合料的试验规程中，各项指标都明确有温度的要求；在沥青路面施工规范中，包括拌和、运料、摊铺、碾压等各项工序也都有明确的温度要求。
合理的确定和控制沥青混合料施工温度是保证沥青路面质量的重要因素。多年来，沥青混合料设计方法中采用粘温曲线-等粘温度的方法来确定试验室混合料的拌和与压实温度，同时以此温度来指导沥青路面野外施工。这种方法是基于高温时基质沥青的牛顿特性，而SBS改性沥青具有明显的非牛顿性质，其拌和和压实温度的确定，目前尚没有较好的方法，主要是采用沥青供应商的建议或在普通沥青的基础上提高10℃-20℃，若采用改性沥青自身的粘温曲线确定温度往往偏高，甚至超过200℃，显然是不合理的，由于改性沥青粘度的增大，保证较高的施工温度成了施工最重要的技术关键，过高的施工温度也会会加速沥青材料的老化硬化等，从而影响沥青混合料的低温性和抗疲劳性，进而影响到沥青路面的服务寿命，同时会破坏添加剂的改善效果，如改性沥青中的改性剂、混合料中提高抗剥落性能时添加的抗剥落剂等，从而达不到预期的效果。这就导致改性沥青混合料拌和和压实温度的不确定性；而这种施工温度范围确定不准确、控制不严格造成压实度、平整度等不满足要求，工程质量得不到有效的保证，以致造成不必要的经济损失和工期延误。
目前，JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》仅仅规定了利用粘温曲线判断石油沥青施工温度的方法，所采用的等粘标准为0.17±0.02Pa.s对应拌合温度，0.28±0.03Pa.s对应碾压温度。这个等粘标准是非常低的，利用此规范方法得到SBS沥青施工温度过高，高于实际工程应用中的经验温度值；也高于SBS改性剂的热降解温度，在此施工温度下的SBS沥青容易降解，造成粘度下降，不利于使用性能的提高。同时在旋转粘度计有限的转速范围内，单纯依靠频率的改变和继续沿用0.17Pa·s、0.28Pa·s的等粘规则具有很大的误区和不适用性。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种SBS改性沥青施工温度测定方法。
本发明的SBS改性沥青施工温度测定方法包括以下步骤：
A、利用旋转粘度计，采用27号转子，在转速100RPM条件下，采集工程实际所用的SBS改性沥青样品在两个温度测定点下的粘度值，两个温度测定点在130℃～180℃范围内选定；
B、绘制粘度对数与温度的关系曲线；
C、0.275Pa.s对应的温度为拌合温度，0.55Pa.s对应的温度为碾压温度，插值计算对应的拌合温度和压实温度。
作为优选，两个温度测定点分别为135℃、174℃。
所述工程实际所用的SBS改性沥青包括1-A、1-B、1-C、1-D四个等级的SBS改性沥青。
取样和沥青样品制备优选按照JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0601、T0602标准方法进行。
SBS改性沥青样品的盛样制备优选按照JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0625“沥青旋转粘度试验”进行粘度盛样瓶中盛样制备。
作为优选，步骤B中所述关系曲线为单对数粘温关系曲线，即lgυ-T曲线。
与现有技术相比，本发明的SBS改性沥青施工温度测定方法理意义明确，实验结果准确，具有良好的工程实践效果，具体来说：
1.采用国内普遍适用的旋转粘度计，利用实测粘度值进行施工温度计算，既避免了现有规范方法中的改性沥青粘度敏感区，同时也能够获得更为合理的施工温度。
2.由于沥青混合料生产机械的剪切速率都很高，远高于试验室内旋转粘度计所配备的最大剪切速率；同时，改性沥青作为非牛顿流体，其粘度随着剪切速率的增加而降低，并在一定高剪切速率后呈现稳定区—第二牛顿稳定区，因此，利用高转速粘度法作为检测指标更为合理，可以使确定的SBS改性沥青施工温度大为降低，且满足现有热拌沥青混合料的性能要求。
3.操作方法简单可靠，便于工程人员操作。
附图说明
附图1是本发明实施例一粘度对数与温度的关系曲线；
附图2是本发明实施例二粘度对数与温度的关系曲线；
附图3是本发明实施例三粘度对数与温度的关系曲线；
附图4是本发明实施例一和Cross模型计算方法的结果对比图；
附图5是本发明实施例二和Cross模型计算方法的结果对比图；
附图6是本发明实施例三和Cross模型计算方法的结果对比图。
具体实施方式
参照说明书附图以具体实施例对本发明的SBS改性沥青施工温度测定方法作以下详细地说明。
实施例一(沥青胶结料选用1-D等级SBS135改性沥青)
测定步骤：
A.按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0601、T0602标准方法对1-D等级SBS改性沥青进行取样和沥青样品制备。
B.按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0625“沥青旋转粘度试验”进行粘度盛样瓶中盛样制备。而后，利用旋转粘度计，采用27号转子，在转速100RPM条件下，采集改性沥青135℃、174℃粘度数值。获取粘度值如表1所示。
表1沥青样品的温度及相应的粘度值
C.以温度为横坐标，粘度的对数为纵坐标，绘制粘度对数与温度的关系曲线，即lgυ-T曲线(如图1所示)。
D.以0.275Pa.s对应的温度为拌合温度，0.55Pa.s对应的温度为碾压温度，插值计算对应的拌合温度和压实温度。
结果得到样品1的施工温度为：拌合温度178℃，压实温度162℃。
实施例2(沥青胶结料选用的SBS104改性沥青粘度稍低)
测定步骤与实施例一相同，利用旋转粘度计检测得到的粘度数据如表2所示，粘温曲线和施工温度确定如图2所示。
表2沥青样品的温度及相应的粘度值
从图2中可以看出，样品2改性沥青的施工温度：拌合温度174℃，压实温度158℃。
实施例3(沥青胶结料选用1-D等级SBS115改性沥青)
测定步骤与实施例一相同，利用旋转粘度计检测得到的粘度数据如表3所示，粘温曲线和施工温度确定如图3所示。
表3沥青样品的温度及相应的粘度值
从图3中可以看出，样品3改性沥青的施工温度：拌合温度176℃，压实温度160℃。
对比实施例一：
A、利用旋转粘度计，采用不同的转速条件测定135℃、174℃下SBS改性沥青的粘度，然后采用Cross模型和Carreau模型计算得到500s-1频率下的粘度值。
B、以实施例一、二、三所述方法测定SBS改性沥青样品在135℃、174℃下的粘度数值。
A、B两种方法的到的结果见表4。
Cross模型，
Carreau模型：
表4两种方法得到的沥青粘度值
由图4、图5、图6可知本发明方法测定的沥青施工温度是合理的，利用旋转粘度计，采用100rpm测定的旋转粘度与Cross模型得到的500s-1频率下的粘度相差不大，在工程应用中可以采用100rpm粘度代替500s-1频率下粘度值。进一步说明本方法比采用Cross模型计算方法方便，测定简单快捷，利于实体工程中施工温度的快速确定。

Claims (5)

1.一种SBS改性沥青施工温度测定方法，其特征在于包括以下步骤：
A、利用旋转粘度计，采用27号转子，在转速100RPM条件下，采集工程实际所用的SBS改性沥青样品在两个温度测定点下的粘度值，两个温度测定点在130℃～180℃范围内选定；
B、绘制粘度对数与温度的关系曲线；
C、0.275Pa.s对应的温度为拌合温度，0.55Pa.s对应的温度为碾压温度，插值计算对应的拌合温度和压实温度。
2.根据权利要求1所述的SBS改性沥青施工温度测定方法，其特征在于：两个温度测定点分别为135℃、174℃。
3.根据权利要求1或2所述的SBS改性沥青施工温度测定方法，其特征在于：取样和沥青样品制备按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0601、T0602标准方法进行。
4.根据权利要求3所述的SBS改性沥青施工温度测定方法，其特征在于：SBS改性沥青样品的盛样制备按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0625“沥青旋转粘度试验”进行粘度盛样瓶中盛样制备。
5.根据权利要求1或2所述的SBS改性沥青施工温度测定方法，其特征在于：所述关系曲线为单对数粘温关系曲线。
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