Sasobit溫拌排水瀝青混合料老化性能

王健,陳景雅，王坤，瞿翔

(1.河海大學 土木與交通學院，江蘇 南京 210098； 2.江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京 210014)

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Sasobit溫拌排水瀝青混合料老化性能

王健1,陳景雅1，王坤2，瞿翔1

(1.河海大學 土木與交通學院，江蘇 南京 210098； 2.江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京 210014)

為了分析Sasobit溫拌排水瀝青混合料老化后性能，以熱拌OGFC-13瀝青混合料、溫拌OGFC-13瀝青混合料、摻加5%NaCl的溫拌OGFC-13瀝青混合料為研究對象，分別在未老化、短期老化、長期老化的條件下，采用室內實驗對瀝青混合料路用性能進行對比研究.實驗結果表明：老化后的混合料高溫穩定性、水穩定性、低溫抗裂性較未老化時均降低，長期老化的影響最顯著，其中對低溫抗裂性能影響最大；長期老化后，NaCl 摻量為5%的瀝青混合料低溫抗裂性較未摻加NaCl時大幅度下降，說明5%摻量的NaCl 對長期老化后瀝青混合料的低溫指標有負面影響.

老化性能;Sasobit溫拌排水瀝青混合料;高溫穩定性;水穩定性;低溫抗裂性

0 引言

隨著我國公路交通建設事業的不斷發展，公路使用者對路面的安全、舒適、環保提出了更高的要求[1-2].溫拌排水路面具有空隙率高、表面粗糙摩擦阻力大、防滑抗車轍、吸音降噪等優點，可以在雨水天氣有效減小路面水膜厚度以及水霧和噪音，提高了路面的抗滑性和行車安全[3-5].與此同時，溫拌排水路面還是一種綠色環保、環境友好型的新型路面，相對于熱拌瀝青混合料施工溫度可以降低約30℃，大大減小了能源消耗、廢氣的排放和對施工人員的傷害[6]，因此，溫拌排水路面受到越來越多的公路建設者的歡迎.然而，溫拌排水路面大的連通孔隙的特點使其更容易受到光照、空氣、水分的影響，而加快瀝青及瀝青混合料的老化[7-10].

在通常情況下，研究人員都是研究瀝青膠結料老化的問題，而沒有充分考慮老化對混合料性能的影響.實際上在施工的階段，瀝青混合料在運輸、攤鋪的過程已經發生了老化，對性能產生了影響；壓實后不同類型的瀝青混合料之間更有著自己獨特的結構，而它們結構的差異對瀝青混合料老化的影響很大[11].因此，在評價瀝青路面的性能時，除了考慮老化作用對瀝青膠結料的影響外，還應該充分研究老化對瀝青混合料性能的影響.

本文在考慮瀝青混合料短期老化和長期老化的基礎上，采用相關室內實驗評價Sasobit溫拌排水性瀝青混合料的性能，為準確合理分析瀝青混合料的老化性能提供參考.

1 試驗材料及試驗方案

1.1 試驗材料

(1)高黏瀝青：所采用的高黏瀝青為江陰泰富瀝青有限公司生產，按規范[2]要求對高黏瀝青的性能指標進行測試，各項指標均滿足規范要求，其結果如表1所示.

表1 高黏瀝青指標試驗結果

表1 高黏瀝青指標試驗結果(續表)

(2)集料:所采用的四檔礦料為江蘇省溧陽市玄武巖.混合料配合比公稱最大粒徑為13.2 mm.對集料和礦粉進行的密度試驗結果如表2所示.

表2 集料密度試驗結果

(3)溫拌劑:Sasobit是重慶中交科技股份有限公司生產，符合規范及試驗要求.參照已有研究成果[13]，加瀝青質量2.5%的Sasobit于本次實驗的高黏瀝青中.其指標如表3所示.

表3 Sasobit添加劑的物理化學性質

(4)添加劑：NaCl是濰坊海巨化工有限公司生產；參照已有研究成果[14]，采用摻加瀝青質量5%的NaCl，制成含鹽Sasobit高黏瀝青.

1.2 級配設計

瀝青混合料級配設計研究中，Sasobit溫拌排水瀝青混合料(OGFC-13)采用的目標空隙率是20%.根據礦料的篩分試驗結果以及規范[15]的規定，在OGFC-13瀝青混合料的礦料級配范圍內合成的級配見表4.

表4 排水瀝青混合料目標級配設計方案

然后，依據SHRP級配的思想，熱拌在溫度為175℃、溫拌在150℃下分別成型車轍板試件和馬歇爾試件，對混合料進行謝倫堡瀝青析漏試驗、肯塔堡飛散試驗、馬歇爾試驗，并根據試驗結果(見表5)確定最佳油石比為5.3%.

表5 瀝青混合料馬歇爾、析漏和飛散試驗結果

分析表5可知，Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料較熱拌OGFC-13瀝青混合料穩定度、析漏損失略微下降，而流值、飛散損失、空隙率都有所增大，但均符合規范要求.

2 試驗及結果分析

根究資料[14]NaCl摻入量為5%時對瀝青結合料最有利，尤其是低溫抗裂性.因此本文采用普通熱拌OGFC-13瀝青混合料、未摻加添加劑的Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料、摻入5% NaCl的Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料為實驗對象；分別在未老化、短期老化和長期老化狀態下進行試驗，來對比分析Sasobit溫拌排水瀝青混合料的老化性能.

2.1 試件老化方法

(1)短期老化.將松散材料的混合物放置于135℃強制空氣通風的烘箱中老化4 h，1 h拌勻1次；然后在溫度為175℃和150℃下分別成型車轍板試件和馬歇爾試件，并將車轍板切割成棱柱體試件，進而可以模擬混合料的短期老化;

(2)長期老化.將短期老化后松散的混合料由(1)中生成的方法制成車轍板和馬歇爾樣品，連同試樣模具放置在室溫條件下不少于16 h，然后脫去模具，然后放在85℃下的強制烘箱中老化3天，最后將車轍板切成同樣的棱柱體試件.并由此模擬長期老化過程.

2.2 基于老化的高溫穩定性試驗

對熱拌和溫拌排水瀝青混合料以及摻加5% NaCl的溫拌排水瀝青混合料分別在未老化、短期老化和長期老化狀態下，在60℃、0.7 MPa條件下進行車轍試驗，試驗結果如圖1所示.

圖1 排水瀝青混合料動穩定度實驗結果

從圖1可以看出，老化降低了瀝青混合料高溫穩定性，長期老化后降低幅度最大.Sasobit溫拌OGFC-13排水瀝青混合料的高溫穩定性在老化的過程中穩定性最好.5% NaCl摻入使Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料高溫穩定性有所下降，但較熱拌瀝青混合料影響不大.

2.3 基于老化的水穩定性試驗

對熱拌和溫拌排水瀝青混合料以及摻加5% NaCl的溫拌排水瀝青混合料分別在未老化、短期老化和長期老化狀態下，進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，試驗結果分別見圖2所示.

由圖2可以看出，老化使排水瀝青混合料的水穩定性均下降，短期老化、長期老化使Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料水穩定性較未老化時降低了3.6%、8.9%.5% NaCl的摻入使Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料水穩定性略有提高，但仍低于熱拌OGFC-13瀝青混合料.

(a)馬歇爾試驗

(b)凍融劈裂試驗

圖2 殘留穩定度實驗結果

2.4 基于老化的低溫抗裂性試驗

對熱拌和溫拌排水瀝青混合料以及摻加5% NaCl的溫拌排水瀝青混合料分別在未老化、短期老化和長期老化狀態下進行小梁彎曲試驗，其結果如圖3所示.

圖3 排水瀝青混合料小梁彎曲實驗結果

由圖3可以看出，經過短期老化和長期老化，三種瀝青混合料的低溫抗變形能力較未老化時均有所下降，Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料的下降幅度在短期老化和長期老化后分別達到了12.3%、25.1%.5%摻量的NaCl對Sasobit溫拌OGFC-13瀝青混合料低溫性能在未老化的狀態下有一定程度的改善，這與資料[14]研究成果NaCl摻入量為5%時對瀝青膠結料低溫抗裂性最有利一致；經過短期老化后，低溫抗變形能力較未摻加NaCl的溫拌OGFC-13瀝青混合料改善程度已不顯著；再經長期老化后其低溫抗變形能力較未摻加NaCl時反而降低了6.7%，說明該摻量鹽度對長期老化后瀝青混合料有一定的負面影響.

3 結論

本文以不同OGFC-13瀝青混合料為試驗對象，通過對試驗數據的分析，可以得到以下結論：

(1)老化均降低了混合料的高溫穩定性，其中Sasobit溫拌OGFC-13排水瀝青混合料的高溫穩定性在老化的過程中降低幅度最小.5%的NaCl的摻入使Sasobit溫拌排水瀝青混合料的高溫穩定性略有降低，但較普通熱拌排水瀝青混合料高溫穩定性影響不大；

(2)老化降低了混合料的抗水損害能力；相比短期老化，溫拌排水瀝青混合料長期老化后下降幅度明顯，表明老化一定程度上降低了瀝青膜對集料的粘附力.在摻加5%的NaCl后Sasobit溫拌排水瀝青混合料的水穩定性有了一定程度的提高，但效果不明顯；

(3)溫拌排水瀝青混合料經不同程度的老化后低溫性能出現下降；其中長期老化的影響最大.通過摻加5%的NaCl后，在未老化、短期老化的過程中低溫抗裂性都有所提高，但經長期老化后對瀝青混合料產生負面影響.

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Aging Performance of Sasobit Warm Mix Porous Asphalt Mixture

WANG Jian1,CHEN Jingya1,WANG Kun2,QU Xiang1

(1.College of Civil and Transportation Engineering,Hehai University,Nanjing 210098,China; 2.Jiang Su Province Communication Planning and Design Institute Limited Company,Nanjing 210098,China)

Under new mix and short-term and long-term aging conditions,related experiments are used to compare the asphalt mixture pavement performances in order to analyze the impact of aging on Sasobit warm mix porous asphalt performance and improve the accuracy of asphalt mixture performance evaluation.Hot and warm mixed OGFC-13 asphalt mixtures,and the warm mixed OGFC-13 asphalt mixture with adding 5% salt are used.Test results indicate that the high temperature stability,water stability,the low temperature crack resistance of mixtures are all decreased after aging.The long-term aging makes the most significant effect on the mixture performance,and the low temperature crack resistance.After the long-term aging,the 5% salt reduces the low temperature crack resistance instead of improving the new mix,indicating that a higher dosage of NaCl has a negative impact on low-temperature indicators after long-term aging of asphalt mixtures.

aging properties；sasobit warm mix porous asphalt mixture；high temperature stability；water stability of mixtures；low temperature crack resistance

1673-9590(2015)03-0056-04

2014-07-27

王健(1987-),男，助教，碩士，主要研究領域是瀝青路面方向研究E-mail:wjazcf@163.com.

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