LM多功能沥青混合料改性剂路用性能.docx
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LM多功能沥青混合料改性剂路用性能
LM多功能沥青混合料改性剂路用性能
试验报告
检测人员：
罗成、李俊锋
报告编写：
张玉梅
审核：
批准：
贵州省公路工程集团有限公司
2016年11月11日
一、试验依据
二、材料说明
2.1沥青
2.2集料及填料
2.3改性剂
三、LM多功能沥青混合料改性剂混合料性能试验检测
3.1沥青混合料矿料级配组成
3.2试验室使用方法
3.3对比试验
四、试验结论
五、拌合楼生产使用方法
六、经济效益分析
一、试验依据
1、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
2、《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004
3、《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005
4、《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006
5、《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》JTGE20-2011
二、材料说明
2.1沥青采用AH-70沥青和普通SBS改性沥青，加LM-S改性剂其试验结果见表2.1。
表2.1沥青试验结果
样品编号
样品名称
AH-70沥青
SBS改性沥青
加15%
LM改性剂
加12%
LM改性剂
加9%
LM改性剂
加6%
LM改性剂
试验项目
单位
AH-70
技术要求
试验结果
改性沥青技术要求
试验
结果
试验结果
试验结果
试验结果
试验结果
针入度
0.1mm
60~80
66.4
40~60
52.3
24.6
延度
cm
不小于100
113
不小于20
28
20
软化点
℃
不小于45
52.6
不小于60
68.6
69.4
密度
g/cm3
/
/
/
/
/
注：
加LM改性剂的沥青三大指标结果偏低，厂家提供LM改性剂只能在混合料起一定的作用。
2.2集料及填料
集料采用贵州省公路工程集团有限公司开息高速公路KXJM合同段生产的0-5mm机制沙、5-10mm碎石、10-20mm碎石，填料采用贵州省贵阳市白云区生产的矿粉，其试验结果见表2.2
表2.2集料及矿粉试验结果
检验指标
样品规格
10-20mm
5-10mm
0-5mm
矿粉
表观相对密度
高速
公路
不小于2.5
2.698
2.703
2.712
2.722
毛体积相对密度
—
2.658
2.657
2.642
/
吸水率（%）
不大于2
0.56
0.64
1.00
/
颗粒级配
通过各筛孔的质量百分率（%）
各筛孔尺寸（mm）
19
92.9
16
67.9
13.2
41.5
9.5
4.7
97.8
4.75
0.6
20.4
95.4
2.36
0
4.3
60.8
100
1.18
0
0
41.6
100
0.6
0
0
25.3
100
0.3
0
0
15.3
95.6
0.15
0
0
10.4
90.3
0.075
0.2
0.6
7.8
79.7
2.3改性剂
改性剂采用北京紫瑞天成科技有限公司生产的LM多功能沥青混合料改性剂，用法为AH-70石油沥青+LM改性剂采用干拌法掺入沥青混合料中。
三、LM多功能沥青混合料改性剂性能试验检测
3.1沥青混合料矿料级配组成
本试验采用级配AC-20C型沥青混合料，按照规范、设计图纸级配设计要求，其设计合成级配曲线如图3.1所示，各档集料具体掺配比例如表3.1所示。
图3.1矿料筛分及合成级配结果
筛孔尺寸（mm）
10-20mm
5-10mm
0-5mm
矿粉
合成级配
上限
下限
中值
26.5
100
100
100
100
100
100
100
100
19
92.9
100
100
100
96.8
100
90
95
16
67.9
100
100
100
85.6
92
78
85
13.2
41.5
100
100
100
73.7
80
62
71
9.5
4.7
97.8
100
100
56.7
72
50
61
4.75
0.6
20.4
95.4
100
37.9
45
26
35.5
2.36
0
4.3
60.8
100
23.3
44
16
30
1.18
0
0
41.6
100
16.3
33
12
22.5
0.6
0
0
25.3
100
11.1
24
8
16
0.3
0
0
15.3
95.6
7.8
17
6
11
0.15
0
0
10.4
90.3
6.0
13
4
8.5
0.075
0.2
0.6
7.8
79.7
5.1
7
3
5
配合比例
45
20
32
3
——
矿料级配曲线图
3.2试验室使用方法
沥青混凝土配合比设计方法不变，掺加LM系列沥青混合料改性剂后，可置换出等量沥青，不改变混合料设计配合比和油石比。
1、LM不能直接掺加到沥青中使用，必须先和集料拌合均匀后再加入沥青。
试验之前先根据检测项目用量进行计算各物料所需的量。
注意LM产品可等量换基质沥青用量。
2、称取计算好的各种规格的集料，混合后，将其加热到180℃-185℃，温度到达所需值后，将集料倒入拌合锅中，开启拌合。
3、加入LM产品，与热集料干拌90秒。
4、再在拌锅中加入基质沥青，拌合90秒。
5、最后在拌锅中加入矿粉，再拌合90秒。
6、整个试验过程中拌合温度不能高于185℃。
7、拌好之后将混合料倒入模具，击实，击实温度170~180℃。
8、制样检测：
依据《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》检测。
3.3对比试验
根据《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004、《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》JTGE20-2011试验，根据开息高速公路KXLM合同段的沥青混凝土AC-20配合比设计中确定沥青油石比为4.2%，分别采用AH-70沥青油石比4.2%、按AH-70沥青85%+15%LM改性剂、AH-70沥青88%+12%LM改性剂、AH-70沥青91%+9%LM改性剂、AH-70沥青94%+6%LM改性剂、SBS改性沥青油石比4.2%，进行沥青混合料制件，并进沥青混合料的马歇尔试验、浸水马歇尔试验、车辙试验，渗水试验。
沥青混合料拌合温度180℃，击实温度为175℃，击实次数75次，试验资料附后。
对比试验结果见表3.3。
3.3试验结果对比表
沥青混合料
油石比（%）
毛体积相对密度
理论相对密度
空隙率（%）
矿料间隙率（%）
饱和度（%）
稳定度（KN）
浸水48h稳定度（KN）
残留稳定度（%）
流值
浸水48h流值
渗水试验
车辙试验
备注
技术指标
——
实测
实测
3—6
>12
65-75
>8
实测
不小于85
1.5-4
实测
实测
不小于2800
AH-70沥青AC-20
4.2
2.432
2.517
3.4
12.1
72.1
13.37
12.38
92.6
3.14
4.01
69秒全部参完
51247.4
SBS改性沥青AC-20
4.2
2.414
2.529
4.5
12.8
64.4
16.96
15.31
90.2
2.08
2.92
55
7411．0
LM改性剂AC-20
3.57+0.63
2.427
2.529
4.0
12.3
67.3
16.78
16.25
96.5
2.09
2.42
98秒合部参完
5222.6
添加LM15%
LM改性剂AC-20
3.70+0.5
2.420
2.529
4.3
12.5
65.5
14.18
12.91
91.0
2.78
3.34
119
4697.9
添加LM12%
LM改性剂AC-20
3.82+0.38
2.416
2.529
4.5
12.7
64.6
13.51
12.58
93.1
2.28
2.96
94
4593.1
添加LM9%
LM改性剂AC-20
3.95+0.25
2.409
2.529
4.7
12.9
63.3
13.12
11.77
89.7
2.08
2.81
72
3943.2
添加LM6%
四、上述试验结果表明，参水试验结果偏差较大，试验证明LM改性剂用量增加，渗水系数就越大。
由于工地试验室检测项目有限，沥青混合料弯曲试验、沥青混合料劈裂试验、沥青混合料冻融劈裂试验，沥青混合料耐久性试验试验没有做。
五、拌合楼生产使用方法
1、LM不能直接掺加到沥青中使用，必须先和集料同时或延时1-2秒进入拌缸拌合均匀后，再加入沥青。
拌合楼生产之前，根据每锅生产的混合料数量以及油石比，进行计算各物料所需的量。
注意LM产品可等量置换基质沥青用量。
2、各规格的集料加热好后，集料的温度控制在175~185℃，投放拌缸中。
LM延后两秒通过人工投放或风送投料机方式与集一并投入拌缸中一同拌合。
人工投送，在观察口一次性投放。
气体输送，输送机计量，由输送管线，连接纤维输送口，密闭输送至拌缸内。
3、集料和LM投放完毕后，输送基质沥青，基质沥青的温度控制在155~165℃，一同拌合。
4、最后投放矿粉一同拌合。
5、掺LM沥青混合料的生产不改变既有的生产工艺，各种材料的放顺序以及各阶段拌合时间都按照当地成功的经验进行。
6、最终出料的温度不能高于195℃。
六、经济效益分析
SBS改性沥青因其兼具一定的高低温性能、应用效果较好等优点，目前仍是改性沥青的主流。
而在我国的路面结构形式中，因为SBS改性沥青的性价比比较高，因而大多数路面常采用“SBS改性沥青上面层+SBS改性沥青中面层”的形式来提高沥青路面的路用性能。
因此，使用“AH-70的基质沥青加上LM新型沥青混合料改性剂”和SBS改性沥青的造价进行对比，以此来分析LM新型沥青混合料改性剂的经济效益。
1、单价计算
（1）SBS改性沥青混合料每吨计算价格：
工程上AH-70的基质沥青单价为3380元/吨，SBS改性剂单价为20000元/吨，SBS掺量为4.5%，工程上SBS改性沥青单价为4180元/吨，沥青混合料中沥青含量为4.7%、集料100元/吨，则：
SBS改性沥青单价：
20000*4.5%+3380=4280元/吨
SBS改性沥青造价：
4280*4.7%=201.2元/吨
SBS改性沥青混合料造价：
（201.2+100）/（100+4.7%）=287.6元/吨
（2）基质沥青加上LM的混合料每吨计算价格：
基质沥青单价为3380元/吨，LM新型沥青混合料改性剂为6500元/吨，LM掺量为0.42，沥青混合料中沥青含量为4.7、集料100元/吨，而LM的原理是代替9%的沥青用量，则：
基质沥青造价：
3380*4.7%*（1-9%）=144.6元/吨
LM新型沥青造价：
6500*0.43%=27.3元/吨
基质沥青加上LM的混合料造价：
（144.6+27.3+100）/104.7%=259.7元/吨
2、经济分析
由上述可知，每吨基质沥青加上LM的混合料造价要比SBS改性沥青混合料便宜27.9元/吨。
假设某条高速公路，长1km,双向4车道，路面宽21m，路面结构形式为4cmAC-13上面层+6cmAC-20C中面层+8cmAH-70基质沥青下面层，同时假设混合料密度为2.5吨/m3。
故有以下经济对比：
（1）SBS改性沥青路面
1kmSBS改性沥青路面总造价：
1000*21*0.1*2.5*287.6=1509900元
（2）基质+LM改性沥青路面
1km基质+LM沥青路面总造价：
1000*21*0.1*2.5*259.7=1363425元
因而，LM与SBS改性沥青混合料经济效益对比如下表：
LM和SBS改性沥青混合料经济效益对比表
沥青类型
混合料造价（元）
节省（元）
备注
SBS改性沥青
1509900
146475
路面长1km
AH-70沥青+LM
1363425
3、单价分析
工程上基质沥青单价为3380元/吨，SBS改性沥青单价为4180元/吨，LM新型沥青混合料改性剂为6500元/吨，沥青混合料中沥青含量为4.7%，LM掺量为0.42，假设某条高速公路，长1km,双向4车道，路面宽21m，路面结构形式为4cmAC-13上面层+6cmAC-20C中面层+8cmAH-70基质沥青下面层，同时假设混合料密度为2.5吨/m3。
而LM的原理是代替9%的沥青用量则：
（1）SBS改性沥青路面
1km沥青混合料中的SBS改性沥青用量单价
1000*21*0.1*2.5=5250
5250*4.7%=246.8吨
246.8*4180=1031415元
（2）LM用量单价：
246.8*9%=22.2吨
22.2*6500=144300元
（3）基质沥青用量单价：
246.8*91%=224.6吨
224.6*3380=759148元
（4）沥青用量节约的单价：
1031415-（144300+759148）=127967
LM和SBS改性沥青混合料经济效益对比表
沥青类型
单价（吨/元）
路长1km的沥青
总单价（元）
节省（元）
备注
SBS改性沥青
4180
1031415
127967
LM的原理是代替9%的沥青用量
AH-70沥青
3380
144300
LM改性剂
6500
759148
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