溫拌瀝青混合料路用性能研究

王錫鑄

(福建省高速公路養護工程有限公司，福州 350108)

0 引言

目前， 道路建設中的瀝青路面主要采用傳統的熱拌瀝青混合料（HMA），熱拌瀝青混合料要求石料加熱的溫度達到150～180℃，攤鋪和碾壓溫度不低于120℃，這樣不僅要消耗大量的能源， 而且在生產和施工的過程中還會排放出大量的廢氣及粉塵， 嚴重影響周圍環境質量和施工人員的身體健康。 如何保留熱拌瀝青混合料性能良好的特點并克服其存在的環境污染重、能耗大、瀝青老化等缺陷，降低環境因素影響，延長瀝青路面施工時間等問題一直是道路工程技術人員亟需解決的重大問題。 由此溫拌瀝青混合料（WMA）技術應運而生，成為國內外道路工程技術人員研究的熱點。

溫拌瀝青混合料相比于熱拌瀝青混合料 （l50～180℃）和冷拌（常溫）瀝青混合料有著如下優點：溫拌劑的加入能夠降低路面的拌和溫度， 最高降幅可達20～30℃，由于溫拌劑的加入使得瀝青路面柔韌性增強，對瀝青路面性能的提升具有一定的優勢， 由于拌和溫度的降低，使得瀝青在拌和施工過程中不易發生施工老化，提升了路面的使用性能，而且使得施工溫度下降緩慢，保證了充分的碾壓和成型時間， 是一種經濟環保的瀝青路面利用方式。因此對溫拌技術進行研究，具有良好的發展前景和應用意義。

本文采用龍孚EWMA 、Sasobit 溫拌劑制備常溫改性溫拌瀝青， 研究不同改性劑及其不同摻加量對AC-16C常溫溫拌瀝青混合料的路用性能的影響， 為常溫瀝青混合料的在工程中的推廣應用提供數據參考。

1 原材料及配合比

1.1 集料

本文的粗細集料采用福建省閩侯縣輔翼料場的石料，要求清潔、無風化、無雜質，且具有足夠的強度和耐磨性，礦粉采用的是尤溪縣聚豐建材廠的礦粉，要求干燥、不含泥土，材料各項指標均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）要求。

本文采用AC-16C 級配進行試驗，依據《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)，根據篩分結果，以表1比例進行合成，合成級配見表2。

表1 礦料組成比例

表2 混合料合成級配

1.2 瀝青

本文采用的瀝青為福建省廈門新立基股份有限公司的SBS 改性瀝青，其各項指標均滿足相關規范要求，采用最佳瀝青含量4.8%。

1.3 溫拌劑

溫拌劑是一種降粘劑，能改善瀝青粘度、增強混合料的可塑性，從而降低混合料拌和施工溫度。本文選用龍孚EWMA 、Sasobit 溫拌劑， 研究不同溫拌劑的摻量對瀝青混合料的影響。

2 混合料路用性能分析

2.1 高溫穩定性

（1）不同溫度下動穩定度

為了研究試驗溫度對動穩定度的影響， 選取龍孚EWMA 、Sasobit 溫拌劑進行不同溫度下的車轍試驗，試驗結果如下表3 所示。

表3 試驗溫度對動穩定度的影響

從試驗結果可以看出，從135℃開始，兩種溫拌劑在所有溫度下的動穩定度均大于2800 次/mm，可見兩種溫拌劑的動穩定度均較好， 同時對比兩種溫拌劑的動穩定度試驗結果可以看出，添加龍孚EWMA 溫拌劑的瀝青混合料其動穩定受溫度的影響較小，在溫度較低時，隨著溫度的升高動穩定度增大，但增大到145℃后，其動穩定度略微下降，但下降幅度很小，動穩定度基本穩定。 而添加Sasobit 溫拌劑的瀝青混合料其動穩定度受溫度的影響較大，在150℃以下，動穩定度與溫度大致成線性變化，當溫度超過150℃以后，動穩定度隨溫度變化很小，也基本趨于穩定。

（2）不同摻量下動穩定度

選取145℃的試驗溫度進行不同溫拌劑摻量的高溫穩定性試驗，通過輪碾成型法成型試件，車轍試驗結果如

從選取的原樣SBS 改性瀝青混合料、 添加不同劑量的龍孚溫拌劑改性瀝青混合料、 添加不同劑量的Sasobit溫拌劑的改性瀝青混合料進行的車轍試驗結果， 可以看出，添加兩種溫拌劑對動穩定度均有一定的提高。其中龍孚溫拌瀝青混合料隨溫拌劑摻量的增加略微增加， 但到一定摻量后，其動穩定度基本不變，呈略微減少現象；而Sasobit 溫拌瀝青混合料的動穩定度隨溫拌劑摻量的增加先增加達到峰值后基本不變。

圖1 溫拌劑摻量對動穩定度影響

（3）不同車轍試驗溫度下動穩定度

為了更深入的了解溫拌瀝青混合料高溫穩定性的影響因素，分析環境溫度對車轍形成的影響，設計使用兩種溫拌劑進行50℃、55℃、60℃、65℃、70℃五種溫度下的車轍試驗。 試驗結果如圖2 所示。

圖2 兩種溫拌劑在不同試驗溫度下動穩定度

從試驗結果可以看出添加兩種溫拌劑的混合料動穩定度隨著溫度的升高而降低，且接近線性變形，溫度升高5℃，動穩定度約降低2000 次/mm，可見溫度對動穩定度的影響非常大。 對比兩種溫拌瀝青混合料， 可以看出Sasobit 溫拌瀝青混合料的高溫穩定性較龍孚溫拌瀝青混合料好。

2.2 水穩定性

（1）不同成型溫度對水穩定性的影響

龍孚溫拌劑進行135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃溫度下48h 浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，試驗結果如圖3 和圖4 所示。

從試驗結果可以看出， 殘留穩定度與凍融劈裂抗拉強度比均滿足要求， 且隨著溫度的升高而升高， 但到150℃后，溫度的變化對殘留穩定度與凍融劈裂抗拉強度比基本不變。 由于48h 的飽水作用，其強度有所下降，但隨著溫度的升高，兩者之間的差值在減少。可見隨著成型溫度的升高，殘留穩定度逐步增大。從凍融劈裂抗拉強度的數值可以看出其變化規律類似殘留穩定度試驗結果，也是隨著溫度的升高而增大， 且凍融與未凍融之間的間距在縮小，可見經過凍融循環其強度會有所降低，但是隨著成型溫度的提高， 溫拌混合料形成較密實與穩定的結構，且其結構逐步穩定，因此其強度逐步穩定。

圖3 48h 浸水馬歇爾殘留穩定度

圖4 凍融劈裂抗拉強度

（2）不同摻量對水穩定性的影響

對不同溫拌劑不同摻量下的溫拌瀝青混合料進行抗水損害性能試驗，試驗結果如圖5 和圖6 所示。

圖5 不同摻量抗水損害性能

圖6 不同摻量下凍融劈裂抗拉強度

從圖5 可以看出， 殘留穩定度與凍融劈裂抗拉強度比隨著摻量的變化不明顯，但從數值可以看出基本穩定，且數據較大。從圖6 所示，可以看出凍融劈裂抗拉強度數值隨著摻量的增加而增加，且Sasobit 溫拌劑的數值較龍孚的高。

3 結論

（1）龍孚溫拌劑屬于表面活性劑型，在高溫下，其化學鍵斷裂，親水基連接的自由水分子迅速損失，這些自由水分子在SBS 瀝青中起到潤滑的作用。 因此添加龍孚溫拌劑的瀝青混合料受溫度的影響較小；而Sasobit 溫拌劑屬于降粘型溫拌劑，因此添加Sasobit 溫拌劑的瀝青混合料其動穩定度受溫度的影響較大。

（2）溫拌瀝青混合料的水穩定性隨著成型溫度的升高而增大，但到150℃左右，其數據基本不變；同時水穩定性隨著溫拌劑摻量的增加而增大。

（3）溫拌瀝青混合料是在不降低混合料性能的前提下降低拌合溫度， 路用性能與熱拌瀝青混合料基本一致。