溫拌添加劑對瀝青技術性能的影響

趙士中

（河北省高速公路石安管理處，河北 石家莊 050031）

0 引言

隨著我國逐步向環境友好型社會發展，溫拌瀝青混合料（VMA）越來越受到關注。溫拌技術是一種節能環保的路面鋪筑技術，其與傳統熱拌混合料（HMA）相比，拌和及壓實溫度較低，節約了能源并減少了環境污染，因此，明確溫拌劑對瀝青的改性作用至關重要。本文通過試驗研究了溫拌添加劑對基質和改性瀝青的技術性能的影響。

1 原材料

為了使研究更具代表性，本文采用了兩種不同類型的瀝青（KLMY90#和SBS改性瀝青），并且測定了溫拌劑的性能。

1.1 瀝青指標測定

根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）對選用的瀝青（KLMY90#和SBS改性瀝青）進行主要技術指標測試。結果見表1和表2。

表1 KLMY90#試驗結果

表2 改性瀝青（Ⅰ—C）基本指標

1.2 溫拌添加劑

本研究采用EWMA—1型溫拌添加劑，室內常溫條件下為暗黃色黏稠狀液體；加熱條件下，能與瀝青很好地混溶，但易揮發且有刺鼻性氣味。其性狀指標見表3。

表3 EWMA—1型溫拌添加劑基本指標

2 溫拌劑對瀝青性能影響試驗

2.1 試驗方案

在KLMY90#和SBS改性瀝青的基礎上，采用三種摻配劑量（3‰、7‰、11‰）制備改性瀝青。對于摻配后的瀝青分別進行以下試驗：①常規指標試驗（針入度、延度、軟化點），并分析其規律性；②測定不同溫度下兩種改性瀝青的黏度，考察溫拌劑對瀝青黏度的影響。

2.2 溫拌劑對瀝青三大指標影響試驗

2.2.1 溫拌劑對瀝青針入度影響試驗

（1）試驗方法

瀝青針入度是表征瀝青稠度的一種重要指標，直接影響瀝青標號的確定。在瀝青材料性能辨別、施工質量控制和工程竣工驗收中，針入度指標都是重要的指標。根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）中T0604—2011試驗方法，要求進行瀝青針入度試驗，其試驗條件為溫度25℃、荷重100g、貫入時間5s。采用制備好的溫拌劑改性瀝青，按照上述方法進行試驗。

（2）試驗結果

試驗結果見表4和圖1。

表4 針入度試驗結果

圖1 針入度與溫拌劑劑量的關系

（3）試驗結果分析

觀察圖1，發現無論基質瀝青還是SBS改性瀝青，針入度隨著溫拌劑劑量增加而降低。

對于基質瀝青，減幅逐漸減小，劑量超過7‰以后，曲線趨于平緩，這說明溫拌劑達到一定劑量后，對瀝青針入度影響幅度降低。

對于SBS改性瀝青，隨著溫拌劑劑量的增加，針入度減幅較為穩定。

在一定劑量范圍內，從針入度角度考慮，相比SBS改性瀝青，溫拌劑對基質瀝青影響較大。

2.2.2 溫拌劑對瀝青延度影響試驗

（1）試驗方法及結果

一般而言，延度可以反映瀝青材料的力學和工程性質。根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）中T 0605—2011的要求進行瀝青延度試驗。試驗結果見表5和圖2。

表5 延度試驗結果

圖2 延度與溫拌劑劑量的關系

（2）試驗結果分析

分析圖2，基質瀝青10℃延度和SBS 5℃延度隨著溫拌劑劑量的增加而降低。顯然，溫拌劑對基質瀝青和改性瀝青低溫性能產生不利影響。

對于基質瀝青，10℃延度減幅逐漸減小，劑量超過7‰以后，曲線趨于平緩，這說明溫拌劑達到一定劑量后，對10℃延度影響幅度降低。

對于SBS改性瀝青，隨著溫拌劑劑量增加，5℃延度減幅較為穩定。

在一定劑量范圍內，從延度角度出發，相比SBS改性瀝青，溫拌劑對基質瀝青影響較大。

2.2.3 溫拌劑對瀝青軟化點影響試驗

（1）試驗方法

軟化點可用于評價瀝青的高溫穩定性。根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）中T 0606—2011的要求進行瀝青軟化點試驗。試驗結果見表6和圖3。

表6 軟化點試驗結果

圖3 軟化點與溫拌劑劑量的關系

（2）試驗結果分析

根據表6和圖3，軟化點隨溫拌劑劑量增加而增大。軟化點-劑量曲線平緩，軟化點增幅不大。說明該溫拌劑對瀝青的高溫性能影響不大。

2.3 溫拌劑對瀝青黏度影響

2.3.1 瀝青黏度簡介

瀝青的一個顯著特征就是其黏度會隨著溫度的變化而急劇變化。低溫時，瀝青具有彈性，隨著溫度逐漸升高，其表現為黏彈性、黏塑性和流體。一般認為，60℃的黏度與道路的路用性能相關性較強，而135℃的黏度與混合料的施工性質有關。因此，了解溫拌劑對瀝青黏度的影響情況至關重要。

2.3.2 溫拌劑對瀝青黏度的影響試驗

（1）試驗方法與結果

本文在試驗過程中，選擇了三個試驗溫度（90℃、135℃、165℃）進行試驗。根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）中T 0625—2011的要求進行瀝青黏度試驗。試驗采用BrookfieldDV—II型旋轉黏度儀進行測試。試驗結果見表7、圖4、圖5、圖6。

表7 不同條件下瀝青黏度測試結果

圖4 90℃黏度與溫拌劑劑量的關系

圖5 135℃黏度與溫拌劑劑量的關系

圖6 165℃黏度與溫拌劑劑量的關系

（2）試驗結果分析

90℃時，瀝青黏度隨溫拌劑摻量增加而增大。在3‰～7‰范圍內，黏度隨摻量增加較快，相對而言，基質瀝青的增幅較大。摻量超過7‰后，瀝青黏度增加趨于平緩。另外，該溫度條件下，溫拌劑對基質瀝青黏度的影響較強，而SBS改性瀝青黏度-摻量曲線整體上較為平緩。

135℃時，隨溫拌劑摻量增加，瀝青黏度呈現下降趨勢。相對SBS改性瀝青，基質瀝青降幅較大。摻量超過7‰后，瀝青黏度-摻量曲線趨于平緩。同摻量時，溫拌劑對基質瀝青黏度的影響強于SBS改性瀝青。

試驗溫度為165℃時，隨著溫拌劑摻量增加，瀝青黏度亦呈下降趨勢。摻量在7‰以下時，黏度降低較快，之后曲線趨于穩定。溫拌劑對基質瀝青的影響仍然強于SBS改性瀝青。然而，相對135℃條件下的瀝青黏度-摻量曲線，165℃條件下的曲線走勢出現新特點：基質瀝青和SBS改性瀝青黏度值更為接近。

通過對比發現，溫拌劑對基質瀝青黏度的影響程度相對較大。推測溫度為90～135℃時，溫拌劑對瀝青黏度先起增加作用，但這種增加程度會逐漸減弱，到達一定溫度后，開始降低瀝青黏度，并且其影響程度會逐漸變大。

3 結論

本文在基質瀝青和SBS改性瀝青基礎上，摻加不同劑量的溫拌劑，分析了溫拌劑對瀝青常規指標和黏度指標的影響規律，并得出以下結論。

（1）針入度和延度隨著溫拌劑摻量的增加而減小，但軟化點呈上升趨勢。溫拌劑對基質瀝青三大指標的影響強于SBS改性瀝青。

（2）溫拌劑對瀝青黏度影響情況：隨著溫拌劑劑量增加，90℃時，溫拌劑提高了瀝青黏度；135℃和165℃時，溫拌劑降低了瀝青黏度。基質瀝青黏度對溫拌劑摻量敏感性較強。

[1]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[2]JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[3]楊樹人.溫拌添加劑對瀝青和瀝青混合料性能的影響[D].重慶：重慶交通大學，2008.

[4]劉建勛.溫拌瀝青混合料施工關鍵技術研究[D].西安：長安大學，2010.