沥青填入式伸缩缝混合料组成设计及界面性能
来源:    发布时间: 2018-11-29 14:41   780 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  沥青填入式伸缩缝铺装与桥面铺装的界面是整个伸缩缝结构的最薄弱部位,其界面性能与伸缩缝混合料特性有较大的关系,因此,研究伸缩缝混合料的组成设计很有必要.文中采用马歇尔试验法进行沥青填入式伸缩缝混合料的级配及油石比研究,并设计模拟伸缩缝结构
  沥青填入式伸缩缝铺装与桥面铺装的界面是整个伸缩缝结构的最薄弱部位,其界面性能与伸缩缝混合料特性有较大的关系,因此,研究伸缩缝混合料的组成设计很有必要.文中采用马歇尔试验法进行沥青填入式伸缩缝混合料的级配及油石比研究,并设计模拟伸缩缝结构的复合式小梁试件,分别采用直接拉伸试验及斜剪试验分析胶结料种类、混合料级配、温度、界面处理方式、加载速率等对界面拉伸及剪切性能的影响.结果表明:伸缩缝混合料的石料以单一粒径为宜,最佳油石比为25%;应选择细集料级配,界面保持干燥、无污染和一定的粗糙度,环境温度升高、车辆荷载速度减小较易诱发界面拉伸及剪切强度的降低.
  近年来,交通荷载的迅速增加对桥梁的行车舒适度及使用寿命造成了很大的考验,伸缩缝作为桥梁工程的一个重要附属结构,其质量和耐久性直接影响到了桥梁的使用性能.传统的金属机械锚固结构或橡胶类伸缩缝存在较多弊端[1- 2].沥青填入式伸缩缝[3- 4]作为一种新型的桥梁伸缩装置,是将梁板接缝上面一窄条范围的桥面铺装层替换为一种特殊的改性沥青混合料,这种混合料可以吸收桥面板的位移,保证表层不会开裂损坏,并能与沥青混凝土、水泥混凝土、钢板牢固粘合,无需复杂的锚固结构,施工快速,噪音小.
  国内外主要集中于对伸缩缝改性沥青的开发和研究:美国D.S.布朗公司研发出橡胶改性沥青结合剂——502胶结料;英国Prismo公司研发出高分子聚合改性沥青BJ200;林琳[5]以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)为主体改性剂,添加4%纳米材料,开发出伸缩缝胶结料;磨炼同[6]将20%胶粉与9.2%橡胶颗粒混合后加入SBS改性沥青中开发出胶结料.然而,目前对于伸缩缝混合料的组成设计研究还较为缺乏,混合料的油石比在现阶段还未有确定的用量使用范围,此外,对于伸缩缝混合料性能的研究也局限于常规路用性能,缺乏对沥青填入式伸缩缝界面性能的研究.
  基于目前的研究现状,文中选用1到3种胶结料及1到2种单一粒径集料,进行伸缩缝混合料的组成设计研究,在此基础上,采用直接拉伸试验与斜剪试验,研究胶结料种类、级配、界面处理方式、温度、加载速率等对界面性能的影响,以期为沥青填入式伸缩缝的材料、界面处理方式及适用条件等提供技术指导.
  1 伸缩缝混合料组成设计
  1.1 伸缩缝用胶结料
  选用3种胶结料,其中一种为自制胶结料[7],由70#道路石油沥青与SBS、胶粉、增容剂、交联剂等复合改性而成,制备工艺为:(1)将胶粉与增容剂混合并搅拌均匀,得两者的混合物;(2)将基质沥青加热到170 ℃左右,然后将废胶粉与增容剂的混合物缓慢加入到基质沥青中,控制搅拌转速为500~1 000 r/min,搅拌1 h,得改性沥青母液;(3)将苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、交联剂加入到改性沥青母液中后,加热到170 ℃,控制搅拌转速为4 000~5 000 r/min,搅拌1.0~1.5 h,制成复合改性沥青;(4)将制备好的复合改性沥青放入163 ℃烘箱里,溶胀3.5~4.0 h,最后得到的即为连续式伸缩缝用胶结料. http://www.cqslwzyxgs.com/