不同抗車轍劑的摻加量對瀝青混合料高溫穩定性的影響分析

陳淑華

（河北省高速公路石安管理處，河北 石家莊 050031）

0 引言

在高速公路日新月異的發展進程中，高速公路鋪筑的質量得到了大幅度提高，但是高速公路路面仍然存在很多問題，比如少數路段通車僅幾年便發生車轍、開裂、泛油等早期損壞現象。車轍的出現嚴重影響了路面的服務質量和行車安全，并直接影響路面的使用壽命，造成維護成本的增加。車轍主要是由氣候條件、交通條件、施工質量及材料本身的問題造成的。在現今的研究與使用中，瀝青混合料可以通過加入抗車轍劑來改善車轍問題，可是對瀝青混合料中抗車轍劑的最佳摻量的界定卻不是很清晰，本文就此項問題進行相關研究。

1 原材料

（1）瀝青

采用殼牌90#A級道路石油瀝青和昆侖牌SBS I—C型改性瀝青，按《瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ 052—2000）試驗方法進行測試，主要指標如表1。

表1 瀝青結合料的技術指標

表1 （續）

（2）集料

粗集料應具有一定的強度和硬度，良好的顆粒形狀，形狀接近立方體，表面粗糙、潔凈、干燥、無風化、無雜質，且有適當的顆粒級配，與改性瀝青有良好的黏附性。礦粉必須采用石灰巖等憎水性石料磨制而成，且應干燥、潔凈，不得含有泥土等雜質，通過0.075mm的篩孔的含量應不低于80%。本試驗采用的礦料均為來自陜西安康的石灰巖。集料分為粗集料、細集料和填料三類。按照《公路工程集料試驗規程》（JTJ E42—2005）試驗方法測試集料性能，結果如表2、表3、表4所示。各項指標均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTJ F40—2004）的技術要求。

表2 粗集料的物理、力學指標

表2 （續）

表3 細集料的物理、力學指標

表4 礦粉的物理、力學指標

（3）抗車轍劑

抗車轍劑外觀為褐色顆粒，其原材料要求及基本技術性能指標滿足表5的要求。

表5 原材料要求及基本技術性能指標

在本試驗中經過分析得出最佳油石比為4.35%，對于所摻加的抗車轍劑，拌和溫度采用180℃。拌和時間采用3.7min。

2 高溫穩定性分析

2.1 馬歇爾試驗分析

根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ 052—2000）中的相關規定，按照選定的油石比，通過改變抗車轍劑的摻量，成型馬歇爾試件，并對試件進行物理力學指標的測定，試驗結果如表6所示。

表6 不同抗車轍劑摻量的瀝青混合料馬歇爾試驗結果

對以上試驗數據進行分析得到如下結論。

（1）隨著抗車轍劑的劑量增加，瀝青混合料的毛體積相對密度減小。因為抗車轍劑的相對密度小于瀝青混合料的密度，在相同擊實作用下，會造成毛體積密度的下降，故需要增加壓實功能來提高抗車轍劑的作用；瀝青混合料的空隙率提高，說明抗車轍劑的增加會降低瀝青混合料的密實程度；抗車轍劑的摻加量在2～4%時，瀝青混合料VMA隨著抗車轍劑的劑量的增大而增加，因為抗車轍劑在混合料中的交織網絡中需要占用更大的空間才能完成礦料顆粒之間的相互接觸；瀝青混合料的瀝青飽和度VFA隨著抗車轍劑的增加而減少。

（2）瀝青混合料的馬歇爾穩定度隨著抗車轍劑劑量增加而增大，因為抗車轍劑之間的變形體網格間的聯系進一步增強，形成的空間約束作用使馬歇爾穩定度增大明顯；當抗車轍劑的劑量為0.2～0.3%時，瀝青混合料的流值減小，當達到0.4%時，又增加到原水平，抗車轍劑的劑量在一定的范圍內時，其在集料骨架網格中的加筋作用可以減少試件變形，但是隨著摻加量的不斷增加，抗車轍劑本身變形體增大。

摻加抗車轍劑后，瀝青混合料的VMA、VFA、馬歇爾穩定度、流值均有明顯變化，參照規范中馬歇爾法確定的最佳瀝青用量方法和表6的結果得出抗車轍劑在0.3%～0.5%的摻量范圍時可以得到較好的馬歇爾物理力學指標。

2.2 高溫車轍試驗分析

在確定了合理的拌和溫度、干拌時間等要素后，選取0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%六組抗車轍劑摻量的試件，進行車轍試驗，試驗結果如表7所示。

表7 不同抗車轍劑摻量的改性瀝青混合料的車轍試驗結果

根據表7可以明顯看出，隨著抗車轍劑的劑量增加，試件的變形量在減少，當抗車轍劑的摻加量為0.4%～0.6%時，動穩定度隨抗車轍劑用量的增加而顯著增大。

3 結語

通過本文的研究與分析，發現加入抗車轍劑可以大大提高瀝青混合料的高溫穩定性能。試驗數據表明，當抗車轍劑摻加劑量為0.4%～0.5%時，瀝青混合料的馬歇爾穩定度、流值、動穩定度都得到了提高，合理地摻加抗車轍劑對改善瀝青混合料的路用性能具有較好的作用。

[1] 曾志威.摻抗車轍劑瀝青混合料路用性能研究[D].長沙：長沙理工大學，2009.

[2] 賈錦繡.瀝青混合料添加粒化聚合物適用性研究[D].西安：長安大學，2005.

[3]JTJ 052—2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].