一种选择用于建造沥青路面的高模量层的沥青粘结剂的方法。该方法包括在不超过３０℃的温度下测量一种或多种粘结剂的复数剪切模量，在沥青路面被铺设的位置深度处在接近最低工作温度的温度下测量一种或多种粘结剂的蠕变硬度，然后利用上述复数剪切模量和蠕变硬度的测量值选择用于高模量层的沥青粘结剂。本发明专利技术的另一方面是一种具有用于上述高模量层的所需复数剪切模量和蠕变硬度的沥青粘结剂的制备方法。该制备方法包括将一种硬沥青粘结剂与一种软沥青粘结剂混合在一起而制成一种粘结剂，该粘结剂在３０℃和１０ｒａｄ／ｓｅｃ下的复数剪切模量至少大约为２ＭＰａ，而在经ＲＴＦＯ老化的材料上，在比路面的最低工作温度高１０℃左右的温度和６０秒的加载时间下测得的蠕变硬度不大于大约３００ＭＰａ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及道路的建造。更具体地，本专利技术涉及一种选择用于建造道路的高模量层的沥青粘结剂(asphalt binder)的方法。更进一步地，本专利技术涉及制备一种用于道路的高模量层的粘结剂，该粘结剂通过将硬沥青粘结剂和软沥青粘结剂混合在一起而制得。
技术介绍
道路的基层(base layer)必须足够硬以阻止其在高交通负荷下发生严重弯曲或挠曲变形。其还必须能恰当地分配和分散施加给道路系统的路基的载荷。最常采用的一种控制基层中的挠曲量并确保其分配载荷的能力的方法是增加路面结构的总厚度。该方法的缺陷是造价很高。如果将路面的横断面设计得比较薄，造价可以降低，但是这样通常会增加用常规材料铺筑成的道路的路面结构的挠曲并且导致其很快就发生疲劳损坏。另外一种铺筑具有良好性能的路面层的方法是选择合乎需要的粘结剂。选择出的粘结剂在特定的温度下具有特定的针入度，例如在25℃时其针入度为0-20dmm。然而，仅仅依靠粘结剂的针入度并不能充分地预测正在筑造的路面层的性能。尤其是，针入度本身不能充分满足(capture)使弯曲硬度(bending stiffness)最大化所需的硬度和使得不必首先考虑热开裂而所需的最小低温柔韧性。另一个选择粘结剂的方法是测量其在50℃和更高温度下的复数剪切模量。现在用来评定用以抵抗永久变形的沥青粘结剂的性能的工业惯例的协议是战略高速公路研究规划(SHRP)性能等级(PG)分类法(AASHTO M320即被称为性能-等级沥青粘结剂)。在该SHRP PG协议中，粘结剂抵抗永久变形的能力通过测量温度而得到，在该温度下以10rad/sec的频率测量，未老化的沥青粘结剂的复数剪切模量与相位角正弦的比值(G*/sin δ)至少为1.0kPa。上述相位角和G*均在大约52℃时开始测量并从该温度起以6℃为增量进行测量。例如，在52℃、58℃、和64℃下测量沥青粘结剂的相位角和G*。如果这种粘结剂的G*/sinδ在52℃、58℃和64℃时分别为2.75kPa、1.3kPa和0.77kPa，则该粘结剂就被分为PG-58类粘结剂。该等级是指该粘结剂具有在路面温度高达58℃时抵抗车辙形成所需的最小G*/sinδ值。该方法的一个缺陷是因为其不能在所考虑的温度范围内充分地评估粘结剂对帮助阻止路面过度弯曲或挠曲的贡献，从而不能充分地评估高模量层粘结剂。目前也利用其环球法软化点来选择粘结剂。然而，仅有这些软化点数据不足以预测粘结剂是否充分地有助于分配重型车辆施加的载荷。总之，本领域现有技术中的粘结剂的技术要求和制备协议不能一致地提供满足路面设计要求的路面层。为了克服上述的缺陷，需要一种选择用于高模量路面层的沥青粘结剂的方法，该方法能更好地预测粘结剂帮助减小路面的弯曲或挠曲的能力。另外还需要，其能更好地预测上述粘结剂分配和分散施加在路面系统的路基上的载荷的性能。更进一步地，还需要一种可重复的、可靠和高效的制备和检测高模量层沥青的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种选择用于路面系统的高模量层的粘结剂的方法，该层应当足够硬以阻止其在高交通载荷下发生严重弯曲或挠曲，并且其能有效地帮助分配和分散施加在路面系统的路基上的载荷。上述和其它的目的通过一种选择高模量沥青粘结剂的方法来实现，该方法包括在不超过30℃的温度下测量粘结剂的复数剪切模量，以及在接近沥青路面被铺设的位置深度处的最低温度的温度下测量粘结剂的弯曲蠕变硬度(bending creep stiffness)，还包括利用上述复数剪切模量和蠕变硬度的测量值选择用于高模量层的沥青粘结剂。另一方面，本专利技术还提供了一种具有合乎需要的复数剪切模量和蠕变硬度(creep stiffness)的沥青粘结剂的制备方法。该制备方法包括将硬沥青粘结剂与软沥青粘结剂混合在一起而制成一种粘结剂，该粘结剂在30℃及10rad/sec条件下具有至少约2MPa的复数剪切模量(G*)，并且该粘结剂在比其铺设位置深度处的预期道路最低工作温度高大约10℃左右的温度和60秒的加载时间条件下的蠕变硬度不大于约300MPa。本专利技术的其它几个方面将与上述优点和另外的新附加技术特征一起在以下的描述中进行阐明，并且对于本领域的技术人员来说，在考察以下内容的基础上很容易理解或其可以从本专利技术的实施例中导出。本专利技术的目的和优点尤其将通过权利要求书中所指出的手段和组合而得以获得和实现。附图说明在作为说明书组成部分的附图中，其结合以下内容图1为粘结剂G*/sinδ与四种粘结剂的混合物弹性模量的关系图，其中，每种粘结剂具有在82℃下至少1.00kPa的G*/sinδ值。图2为30℃下的G*和在30℃下四种粘结剂的混合物弹性模量之间的关系图；图3为来自IDT试验的混合物热开裂温度与理论粘结剂热开裂温度的关系图；图4为来自IDT试验的混合物热开裂温度与粘结剂蠕变硬度的关系图；图5为粘结剂在30℃下的G*和在25℃下的针入度之间的关系图；和图6为粘结剂在-6℃下的弯曲蠕变硬度和在25℃下的针入度之间的关系图。具体实施例方式道路的亚表层(subsurface layer)对于整个道路结构的长期性能至关重要，并且用在道路的亚表层中的粘结剂在达到所需性能方面发挥很重要的作用。本专利技术包括一种经改进的选择用于建造沥青道路的高模量层的沥青粘结剂的方法和一种经改进的制备有效满足新的选择标准的沥青粘结剂的方法。高模量路面层为热混合沥青层，其被设计得比那些经常用在柔韧性路面结构中的沥青层更硬，并且其得能有效地将载荷分散或分配到路面的亚结构中，并且能抵抗在高交通载荷下产生的弯曲和永久变形。高模量路面层的弹性模量(Mr)按照AASHTO TP31-96在30℃下测量时优选至少为约5,000MPa，该方法是通过间接张力来确定沥青混合物弹性模量的标准试验方法。本专利技术的粘结剂选择方法包括在不超过30℃的温度下测量一种或多种可用的沥青粘结剂的复数剪切模量(G*)。优选在至少10℃的温度下测量复数剪切模量。上述复数剪切模量被测量时所处的温度很重要，因为按照在50℃或更高温度下的G*来进行排列分级(由高到低)的一系列沥青粘结剂，在不超过约30℃的温度下评估G*时将显现出显著不同的等级顺序。这是因为由于化学组成的不同，当温度较低时有些沥青粘结剂可以比其它粘结剂更快地形成复数剪切模量。更进一步地，另一个复杂因素是某些添加剂，例如高分子量聚合物，这些添加剂可以在相对较高的温度下，例如50℃或更高，加入到沥青粘结剂中从而急剧增加粘结剂的G*值。在这样的高温下，高分子量聚合物可以显著地提高基础(base)沥青的复数剪切模量。然而，在低于40℃的温度下，上述高分子量聚合物对粘结剂G*的作用是可以忽略的，并且在某些情况下其还会降低粘结剂的G*，且沥青粘结剂的剪切强度几乎完全由沥青本身的化学组成决定。如图1所示，现有的粘结剂测试协议和由多种粘结剂形成的沥青混凝土高模量层的弹性模量之间缺少相关性。评估了四种粘结剂，其中每种粘结剂均是按照现在的SHRP试验协议对PG-82的要求而制备的，也就是说，每种粘结剂在82℃时测得的G*/sinδ值至少为1.00kPa。图1表明现有的SHRP试验协议与30℃下的高模量层混合物的弹性模量的相关性差。优选地，按照AASHTO M320，经旋转薄膜烘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种选择用于建造沥青路面的高模量层的沥青粘结剂的方法，其包括： 提供至少一种可用的沥青粘结剂； 在不超过大约３０℃的温度下测量所述可用粘结剂的复数剪切模量； 在接近所述层的最低工作温度的温度下测量所述可用粘结剂的蠕变硬度；和 利用所述的复数剪切模量和蠕变硬度的测量值选择用于所述高模量层的沥青粘结剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：达里奥珀多莫，理查德K斯蒂格，约瑟夫德博莱夫第三，
申请(专利权)人：科克工作方法股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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