溫拌橡膠瀝青混合料性能試驗研究

劉嶄　賈慧玲　祁峰

摘要：為了解決橡膠瀝青混合料粘度大、冬季施工難度大的技術難題，采用溫拌技術，從混合料的材料組成及配合比設計出發，通過室內試驗研究對比熱拌和溫拌橡膠瀝青混合料的各項路用性能，添加溫拌劑后采用“溫拌熱鋪”施工工藝鋪筑了試驗路。結果表明：添加溫拌劑后可有效延長冬季施工時效，溫拌橡膠瀝青混合料具有與熱拌相當的路用性能，保證了冬季施工路面壓實度。

關鍵詞：道路工程；低溫施工；橡膠瀝青；溫拌瀝青混合料

中圖分類號：U414.1文獻標志碼：B

Abstract： In order to solve the technical problems of rubberized asphalt， such as high viscosity and being hard to construct with in winter， experimental research was conducted to compare every aspect of the pavement performance of warm mix rubberized asphalt and hot mix asphalt. The composition of the materials and mix design were studied， and a section of test road was paved with the warm mix rubberized asphalt. The results show that the warm mix agent prolongs the effective time of construction， and the warm mix rubberized asphalt rivals hot mix asphalt in pavement performance.

Key words： road engineering； construction at low temperature； rubberized asphalt； warm mix asphalt

0引言

橡膠瀝青混合料具有良好的路用性能和顯著的社會經濟效益，在道路建設領域得到了廣泛的應用[12]。橡膠瀝青混合料粘度大，施工時各環節的溫度較高，導致傳統熱拌橡膠瀝青混合料老化加重，有害氣體排放量加劇，路面施工質量難以控制，尤其在冬季施工時，由于氣溫較低致使混合料降溫過快，很難保證施工過程中路面的壓實度質量[34]。

與傳統的熱拌瀝青混合料（HMA）相比，溫拌瀝青混合料（WMA）拌和與壓實溫度相對較低，能源消耗和廢氣排放相對較小，能夠有效延長冬季施工時間，并具有較好的路用性能，是一種新型的節能環保道路材料，具有十分廣闊的應用前景[5] 。采用溫拌技術可以顯著降低橡膠瀝青混合料的生產和施工溫度，有效解決冬季施工的技術難題。本文將溫拌技術與橡膠瀝青混合料技術相結合，通過室內試驗和試驗路段，對比研究溫拌橡膠瀝青與傳統熱拌橡膠瀝青混合料的性能，為工程應用提供技術支持和實踐經驗。

1溫拌機理及試驗結果對比分析

1.1乳化型溫拌技術原理

溫拌劑可有效降低瀝青粘度，且在瀝青混合料拌和過程中使瀝青發生微泡，增加混合料的和易性，以降低混合料各施工環節溫度，實現瀝青混合料在較低溫度下的施工 [67]。

1.2材料的選用

橡膠瀝青采用韓國“加德士”牌90#A級道路石油與30目橡膠粉，在實驗室加工，其中膠粉摻量為瀝青摻量的21%。各項技術指標測試結果見表1。

中上面層粗集料為玄武巖，細集料為石灰巖機制砂，填料為石灰巖磨細礦粉。經過試驗測試，所采用的集料均滿足相關技術要求[8]。

溫拌劑采用西安公路研究院生產的HHXⅡ型瀝青溫拌劑，添加量為橡膠瀝青質量的07%。

1.3配合比

為比較溫拌混合料與熱拌混合料的性能[910]，試驗中的溫拌混合料采用與熱拌混合料完全一致的礦料和級配。中面層、下面層分別為ARAC20和ARSMA13型級配，級配組成見表2。采用常規的馬歇爾法確定下面層、上面層熱拌混合料的最佳油石比為44%和64%，溫拌混合料采用與熱拌混合料相同的油石比。

1.4試驗結果

按照上述確定的級配組成分別進行熱拌和溫拌混合料馬歇爾試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗、車轍試驗和低溫彎曲試驗，試驗結果見表3。

（1）馬歇爾試驗。對熱拌瀝青混合料和溫拌瀝青混合料進行馬歇爾試驗，空隙率和穩定度均能滿足規范要求。溫拌瀝青混合料在135 ℃成型溫度下的空隙率較熱拌瀝青混合料增大03%，穩定度與熱拌瀝青混合料相當；溫拌瀝青混合料在165 ℃成型溫度下的空隙率較熱拌瀝青混合料略有降低，穩定度比熱拌瀝青混合料略有提高，表明在相同的溫度條件下，溫拌技術能提高瀝青混合料的抗壓強度。

（2）浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗。溫拌瀝青混合料在135 ℃成型溫度下的殘留穩定度和凍融劈裂強度較熱拌混合料略有提高；在165 ℃成型溫度下較熱拌瀝青混合料有明顯提高，表明溫拌劑可提高橡膠瀝青混合料的抗水損害性能。

（3）車轍試驗。溫拌瀝青混合料在135 ℃成型溫度下的動穩定度較熱拌瀝青混合料有明顯降低，而在165 ℃成型時動穩定度略有提高，然而均能滿足規范要求。分析原因是，當溫度降低30 ℃時，在較低溫度下采用輪碾儀成型車轍板的空隙率較大。

（4）低溫彎曲試驗。混合料的小梁試件在破壞時彎拉應變越大，彎曲勁度模量越小，路面越不容易產生低溫開裂。溫拌瀝青混合料在135 ℃和165 ℃成型溫度下的最大彎拉應變與熱拌瀝青混合料基本相當，表明溫拌劑對瀝青混合料的低溫抗變形性能影響較小。

2溫拌橡膠瀝青混合料試驗路鋪筑

黃延高速擴能工程桃園大橋，橋高106 m，橋面鋪裝設計方案為：4 cm ARSMA13橡膠瀝青混凝土上面層，6 cm AC20C瀝青混凝土中面層，橡膠瀝青同步碎石下封層，防水層。

溫拌橡膠瀝青混合料試驗段采用“溫拌熱鋪”的施工工藝鋪筑了下面層和上面層，當天的環境溫度為8 ℃～13 ℃，風力Ⅲ級。溫拌試驗路段為K39+0～K39+600大橋左幅和K38+400～K38+800路段，溫拌瀝青混合料出料溫度為170 ℃。

在鋪筑試驗路的過程中進行了室內試驗，試驗溫度與熱拌瀝青混合料相同，成型溫度為165 ℃，試驗結果見表4，試驗路鋪筑過程中的溫度控制見表5，鋪筑后的檢測結果見表6。

3結語

（1）由室內路用性能試驗結果可知，溫拌技術在降低橡膠瀝青混合料成型溫度30 ℃時，各項路用性能均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）和項目技術指南相關要求。

（2）溫拌瀝青混合料的路用性能不低于熱拌瀝青混合料，特別是水穩定性明顯比熱拌瀝青混合料高，這主要是因為：溫拌瀝青混合料的拌和成型溫度比熱拌瀝青混合料降低30 ℃以上，瀝青的老化程度大大降低，加之乳化類溫拌混合料具有的獨特性能，而且溫拌劑具有表面活性，有抗剝落劑的性質。

（3）通過試驗路的鋪筑進一步驗證了溫拌瀝青混合料較好的路用性能，表明溫拌混合料可有效延長施工時效，保證路面壓實度。

參考文獻：

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[責任編輯：黨卓鈺]