溫拌改性劑對(duì)瀝青及瀝青混合料路用性能影響分析

楊鳳雷

(天津市凱曼德工程技術(shù)有限公司，天津 300450)

0 引 言

基礎(chǔ)建設(shè)前期，我國(guó)路面鋪設(shè)過(guò)程中主要采用的是熱拌瀝青混合料，這種混合料自身存在一定缺點(diǎn)，如：拌合溫度、施工溫度高，在道路建設(shè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵、有害氣體等，會(huì)對(duì)人體造成傷害。為減少熱拌瀝青混合料帶來(lái)的危害，我國(guó)研究人員開(kāi)始用溫拌瀝青混合料來(lái)代替熱拌瀝青混合料，這樣既可以避免資源浪費(fèi)又減少了環(huán)境污染程度，同時(shí)還保證了瀝青混合料的路用性能。近年來(lái)我國(guó)一直倡導(dǎo)文明施工，保護(hù)環(huán)境，可見(jiàn)溫拌瀝青混合料的性能符合我國(guó)建設(shè)的宗旨，所以研究溫拌瀝青混合料具有相當(dāng)重要的意義。

1 溫拌劑對(duì)瀝青性能影響分析

本文選用我國(guó)自主研制的RF溫拌劑，通過(guò)該溫拌劑對(duì)基質(zhì)瀝青和改性瀝青的性能影響來(lái)分析RF溫拌劑的作用，并對(duì)溫拌劑進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

1.1 瀝青三大指標(biāo)變化

本文所選用的試驗(yàn)原材料為70#基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定可知兩種瀝青的測(cè)試結(jié)果均滿足技術(shù)要求。將選出的溫拌劑RF按內(nèi)摻法進(jìn)行摻拌，摻拌比例分別為0%，2%，3%，4%，5%，然后將溫拌瀝青進(jìn)行攪拌5 min，保證RF溫拌劑充分溶解在瀝青中，通過(guò)測(cè)定瀝青的三大指標(biāo)變化，說(shuō)明溫拌劑對(duì)瀝青的影響。

(1)針入度變化

瀝青的針入度直接體現(xiàn)在瀝青混合料的高、低溫性能上，本節(jié)在兩種瀝青中分別加入不同質(zhì)量的RF溫拌劑，進(jìn)行針入度試驗(yàn)。結(jié)果如圖1和圖2所示。

圖1 70#基質(zhì)瀝青試驗(yàn)結(jié)果圖

圖2 SBS改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果圖

由圖1和圖2可以看出：在兩種瀝青中分別加入RF溫拌劑后，瀝青在不同溫度下的針入度均有不同程度的提高，且出現(xiàn)隨著溫拌劑摻量的增加，提高幅度增大，該現(xiàn)象說(shuō)明RF溫拌劑會(huì)導(dǎo)致瀝青的溫度敏感性增強(qiáng)。

(2)延度變化

延度是指在5 cm/min，5 ℃的條件下，標(biāo)準(zhǔn)試件被拉伸到斷裂程度時(shí)對(duì)應(yīng)的瀝青長(zhǎng)度，本文在兩種瀝青中分別加入不同比例的溫拌劑，將摻量做為變化條件，通過(guò)研究不同溫度下延度的變化值來(lái)說(shuō)明溫拌劑對(duì)瀝青的影響。結(jié)果如表1所示。

表1 瀝青延度試驗(yàn)值

通過(guò)上表可以分析出：兩種瀝青中分別加入RF溫拌劑后均會(huì)使瀝青延度降低，且溫拌劑加入的越多，延度值降低的越多。當(dāng)RF溫拌劑的摻配比例大于3%后，延度值降低幅度增大，所以通過(guò)延度指標(biāo)分析可得出經(jīng)驗(yàn)為RF溫拌劑摻配比例不宜大于3%。

(3)軟化點(diǎn)

軟化點(diǎn)可以做為評(píng)定瀝青混合料高溫性能的重要指標(biāo)，軟化點(diǎn)較高，說(shuō)明混合料的高溫穩(wěn)定性越好，能更好的抵抗車轍變形。本節(jié)在兩種瀝青中分別加入不同質(zhì)量的RF溫拌劑，軟化點(diǎn)變化如表2所示。

表2 瀝青軟化點(diǎn)變化表

由上表可以分析出：在兩種瀝青中加入RF溫拌劑后軟化點(diǎn)均有所提高，隨著添加質(zhì)量的增加，軟化點(diǎn)提高越大，說(shuō)明改性劑可以有效的改善瀝青的高溫穩(wěn)定性。

1.2 瀝青粘度變化

瀝青的粘度直接體現(xiàn)在瀝青混合料的壓實(shí)度指標(biāo)上，本節(jié)在兩種瀝青中分別加入不同質(zhì)量的RF溫拌劑，進(jìn)行布氏粘度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明。

(1)試驗(yàn)溫度越高，瀝青的粘度越小。

(2)當(dāng)溫拌劑RF的摻配比大于3%時(shí)，瀝青的粘度降幅相應(yīng)減小。

2 瀝青混合料性能變化分析

本文采用的礦料級(jí)配為AC-13C，及配合比設(shè)計(jì)可確定最佳油石比為4.6%，通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)可得溫度控制在25 ℃，通過(guò)孔隙率、穩(wěn)定度的測(cè)試，并結(jié)合以上分析結(jié)論可知溫拌劑的摻量為3%。

2.1 混合料高溫變化

本節(jié)通過(guò)馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)對(duì)70#基質(zhì)瀝青混合料和SBS改性瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性的測(cè)定，以穩(wěn)定度和流值做為評(píng)定指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)表3數(shù)據(jù)分析可得：兩種瀝青混合料在添加RF溫拌劑后，穩(wěn)定度均有所提高，流值均有所降低，且兩個(gè)指標(biāo)均滿足規(guī)范值，說(shuō)明RF溫拌劑可以有效提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

針入度和流值是經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)服力不強(qiáng)，本節(jié)又通過(guò)對(duì)原材料試件進(jìn)行了車轍試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示

表4 車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律可以證實(shí)表3結(jié)論的正確性。

2.2 混合料水穩(wěn)定性變化

考慮到凍融循環(huán)對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性數(shù)值影響較大，所以本節(jié)采用的是凍融劈裂試驗(yàn)，分析指標(biāo)采用凍融劈裂比，經(jīng)試驗(yàn)后數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 凍融劈裂試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由上表可以看出：雖然凍融循環(huán)對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響較大，但試驗(yàn)結(jié)果顯示在RF溫拌劑作用下，劈裂強(qiáng)度比未出現(xiàn)明顯變化，說(shuō)明兩種混合料的水穩(wěn)定性均受到影響。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)溫拌改性劑對(duì)瀝青及瀝青混合料路用性能影響分析得出以下結(jié)論。

(1)RF能夠增強(qiáng)瀝青的溫度敏感性，通過(guò)瀝青粘度變化以及對(duì)三大指標(biāo)的影響可以得出，RF的摻量3%時(shí)較為合理。

(2)RF溫拌劑可以提高瀝青及瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

(3)在RF溫拌劑作用下70#基質(zhì)瀝青混合料、SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性均無(wú)明顯變化。