Evothern溫拌橡膠瀝青混合料的路用性能分析

文/新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院 艾克拜爾·艾爾肯

在工程生產和建設過程中注重環境保護，早已成為國內乃至全世界范圍的共識。在這種背景下，溫拌瀝青混合料技術應運而生，其材料性能及路用性能在業內得到廣泛的研究，并獲得普遍認可。相較于熱拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料較低的生產和施工溫度，在能源節約及減少碳排放等方面效果顯著。據相關資料顯示，摻加溫拌劑后的瀝青混合料的生產、施工溫度比普通熱拌混合料，特別是普通改性瀝青混合料要降低30℃～50℃。

不同的溫拌摻加劑對熱拌瀝青混合料的路用性能必然產生影響，研究表明溫拌瀝青混合料的路用性能并不次于普通的熱拌瀝青混合料，均能滿足技術規范要求，甚至能提升混合料的高溫、低溫以及水穩定性能。本文以Evothern溫拌瀝青混合料為研究對象，對比橡膠瀝青混合料的路用性能，研究Evothern溫拌瀝青混合料的路用性能。

原材料

試驗材料采用殼牌90#基質瀝青，其技術指標如表1所示。橡膠粉采用40目斜胎膠粉，其技術指標如表2所示。礦質集料及礦粉均為石灰巖質，溫拌摻加劑熔點為99℃，當溫度高于116℃則可完全溶于瀝青膠結料。

表1 基質瀝青技術指標

表2 橡膠粉技術指標

試驗方法

膠結料的制備

試驗采用的橡膠改性瀝青的制備如下：將橡膠粉與殼牌90#基質瀝青按照一定比例混合，在研究控制的溫度和時間下，通過高速剪切攪拌機混合拌制而成，制成后的橡膠改性瀝青直接用于拌和混合料，以及溫拌橡膠瀝青的生產。

試驗采用的Evothern溫拌橡膠瀝青制備如下：將占瀝青用量3%的溫拌劑Evothern加入到拌制完畢的橡膠改性瀝青中，并攪拌兩分鐘，制備完成后即可直接用于混合料的拌制。

混合料拌和與壓實溫度的確定

為研究溫拌劑的摻加對橡膠改性瀝青混合料路用性能的影響，試驗采用AC-13合成級配，級配組成如表3所示。

鑒于橡膠改性的黏度較高，采用常規的黏溫曲線方法測得的溫拌橡膠瀝青混合料的最佳拌和溫度和最佳壓實溫度并不適宜，因此本實驗基于混合料壓實效果來確定混合料的拌和與壓實溫度。通過在不同溫度下成型試件，控制試件的目標空隙率來確定混合料的壓實溫度，然后依據經驗推算混合料的拌和溫度。

按照橡膠瀝青混合料使用手冊的推薦溫度，通過馬歇爾體積設計方法確定混合料的橡膠瀝青用量為6.6%，基于該用量在不同溫度下成型試件，測定試件的空隙率，得到結果如圖1所示。

表3 級配組成

圖1 混合料壓實溫度與空隙率關系

試驗結果分析

根據實驗確定的配合比以及拌和溫度拌制橡膠瀝青混合料、Evothern溫拌橡膠瀝青混合料，通過車轍試驗、低溫彎曲試驗、真空飽水馬歇爾試驗分別對混合料的高溫性能、低溫性能以及水穩定性進行分析。

高溫性能評價

橡膠瀝青混合料和Evothern溫拌橡膠瀝青混合料的車轍試驗結果如表4所示。

通過試驗可以看出，加入Evothern溫拌劑后，混合料的動穩定度要高于普通橡膠瀝青混合料，這就說明加入Evothern溫拌劑后混合料的高溫性能得到明顯提升。這是由于溫拌劑加入后混合料的溫度下降，使得瀝青混合料的老化現象得到弱化，同時溫拌劑摻加增加了瀝青膠結料與礦質集料的顆粒摩擦，混合料的粘聚力及內摩擦角增大，進而提升了混合料的抗剪切能力。

低溫性能評價

橡膠瀝青混合料和Evothern溫拌橡膠瀝青混合料的低溫彎曲試驗結果如表5所示。

通過表5可以看出，加入Evothern溫拌劑后，雖然膠結料的勁度模量低于橡膠瀝青混合料，但是混合料的最大彎拉應變和抗彎拉強度均高于普通橡膠瀝青混合料，混合料的低溫性能得到提升。

水穩定性能評價

橡膠瀝青混合料和Evothern溫拌橡膠瀝青混合料的真空飽水馬歇爾試驗結果如表6所示。

表4 混合料車轍試驗結果

表5 混合料的低溫彎曲試驗結果

表6 混合料的真空飽水馬歇爾試驗結果

通過表6可以看到，試驗過程中兩種混合料都沒有出現明顯的剝落現象，均表現出良好的抗水損害性能。加入Evothern溫拌劑后，混合料的抗水損害能力稍有弱化。這是由于Evothern溫拌劑可以使得膠結料的親水性略微增強，從而導致膠結料與水分結合，膠結料與集料、集料與集料之間的黏附性稍有下降。

結論

橡膠改性瀝青混合料由于其較好的路用性能得到廣泛應用，而Evothern溫拌劑的加入不但使得橡膠瀝青混合料的施工溫度得到下降，而且Evothern溫拌橡膠瀝青混合料的路用性能也表現良好。Evothern溫拌劑的加入，使得混合料的拌和溫度下降17℃，壓實溫度下降18℃。與熱拌橡膠瀝青混合料相比，Evothern溫拌劑的加入使得混合料的高溫性能以及低溫性能得到提升，水穩定性能卻稍有削弱。