瀝青混合料中加入塑性材料后效果的淺談

金家明，陳明山，張孟偉

（1.S105巢湖至烏江段公路改建工程指揮部，安徽 巢湖 238200；2.巢湖捷成監(jiān)理，安徽 巢湖 238000；3.北京新橋技術(shù)發(fā)展有限公司，北京 100088）

瀝青路面具有表面平整、無(wú)接縫、行車舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)，因此在我國(guó)各級(jí)公路建設(shè)中被廣泛使用。近年，在我國(guó)高等級(jí)公路和城市主要干道中，車轍已成為瀝青路面的主要病害之一。特別是在重載高速公路、城市道路交叉口、公交停靠站等路段，路面車轍病害尤為突出，較深的甚至達(dá)到10 cm以上，給行車安全帶來極大威脅。防治車轍病害，應(yīng)從路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、針對(duì)性的高性能材料應(yīng)用、配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工質(zhì)量管理等多方面因素著手，才能達(dá)到理想效果。我們?cè)跒r青混合料中加入0.3%～0.8%塑性材料(Plastics)發(fā)現(xiàn)對(duì)混合料的動(dòng)穩(wěn)定度有所提高。

1 試驗(yàn)材料及其主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 瀝青結(jié)合料

試驗(yàn)采用SK-90基質(zhì)瀝青，見表1。

表1 SK-90基質(zhì)瀝青各項(xiàng)指標(biāo)

1.2 塑性材料顆粒

試驗(yàn)中所用的塑性材料顆粒是用于改善熱拌瀝青混合料的特性，尤其是其高溫性能的添加劑，其主要技術(shù)指標(biāo)：外觀為黑色固體顆粒，粒徑為2～6 mm，密度為0.9 g/cm3左右，摻加量（占礦料質(zhì)量百分比）為0.3%～0.8%，見圖1。

圖1 塑性材料顆粒

1.3 礦質(zhì)混合料級(jí)配

使用配為A級(jí)C-20，選得出的最優(yōu)用油石比4.0，見表2。

1.4 瀝青混合料設(shè)計(jì)技術(shù)要求

參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，在優(yōu)選級(jí)配的基礎(chǔ)上結(jié)合性價(jià)比考慮確定RP2000摻量，然后通過馬歇爾配合比設(shè)計(jì)方法確定其最佳瀝青用量，并進(jìn)行目標(biāo)級(jí)配和油石比下的混合料性能驗(yàn)證。瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)按照表3控制。

表2 礦質(zhì)混合料級(jí)配

表3 瀝青混合料設(shè)計(jì)技術(shù)要求

2 干法加入

“干法”通常是指在普通瀝青混合料拌和過程中直接添加外加高性能添加劑生產(chǎn)改性瀝青混合料，其突出特點(diǎn)是將瀝青改性過程和混合料拌和生產(chǎn)融為一道工序。

我們采用“干拌”8 s、“濕拌”35 s，具體應(yīng)根據(jù)設(shè)備性能調(diào)試、以混合料拌和均勻、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料為度，無(wú)花白料、無(wú)結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)集料分離現(xiàn)象。改性劑投放應(yīng)在熱集料釋放入拌和鍋瞬間同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)開始干拌計(jì)時(shí)，“干拌”8 s后放入瀝青進(jìn)行“濕拌”35 s。得出混合料試件各項(xiàng)指標(biāo)，見表4。

3 結(jié)束語(yǔ)

表4 混合料試件指標(biāo)

圖2

在瀝青混合料中摻加塑性材料后，由于塑性材料的膠粘作用，瀝青混合料性能改善的主要原因是通過塑性材料在高溫下的物理變形，冷卻后在集料骨架內(nèi)搭橋牽制集料顆粒的移動(dòng)變形,會(huì)使混合料的界面黏結(jié)強(qiáng)度有所提高從而改善瀝青混合料的路用性能。塑性材料顆粒在高溫施工中軟化，然后在碾壓過程中熱成型，填充集料骨架中的空隙，進(jìn)而改善混合料的水穩(wěn)定性。同時(shí)熱集料對(duì)塑性材料施加擠壓力使其發(fā)生大的變形，由于聚合物在氣溫較高時(shí)仍處于彈性狀態(tài)，正是這些交織起來的各種力，使瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度大大提高。但是低溫性能提高不是正比提高，所以可以嘗試加入其他材料提高低溫性能。

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