兩種溫拌改性瀝青混合料的路用性能評價

1、兩種溫拌改性瀝青混合料的路用性能評價0 引 言傳統(tǒng)的瀝青混合料在拌和、 攤鋪時溫度較高， 不僅增加燃料 成本，浪費(fèi)能源， 而且在施工過程中會釋放較多熱量和有毒氣體 1-2 。溫拌劑可以在保證瀝青混合料路用性能的前提下，降低 瀝青拌和、 攤鋪時的溫度， 在一定程度上減少熱量及有害氣體的 排放，從而保證瀝青路面施工時的環(huán)境質(zhì)量， 降低現(xiàn)場施工人員 遭受有害氣體危害的程度 3-5 。目前，市場上常用的溫拌劑種 類繁多，經(jīng)其改性的瀝青混合料的路用性能也不盡相同。因此， 有必要對不同溫拌改性瀝青混合料的路用性能進(jìn)行研究 6-8 。針對以上問題，制備 W1 W2兩種新型溫拌改性劑，并在不 同摻量條件下制備

2、出溫拌改性瀝青混合料， 借助車轍試驗、 低溫 小梁彎曲試驗、殘留穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗，分別對比研究 不同溫拌劑類型及摻量的溫拌改性瀝青混合料路用性能的變化 規(guī)律；在最佳摻量下對比評價兩種新型溫拌改性瀝青混合料與市 場上其他溫拌改性瀝青混合料的路用性能， 以期為溫拌改性瀝青 混合料的實(shí)體工程應(yīng)用提供參考。1 試驗原材料及配合比設(shè)計1.1 試驗原材料試驗所用瀝青為SBS改性瀝青，按照公路工程瀝青及瀝青 混合料試驗規(guī)程(JTG E20-2011)測定各項技術(shù)指標(biāo)均符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)中的相關(guān)要 求。SBS改性瀝青主要技術(shù)指標(biāo)要求及試驗結(jié)果如表 1所示。所用增粘

3、劑為木質(zhì)素纖維，所制備溫拌劑W1 W2的物化性質(zhì)見表 2。1.2 新型溫拌劑性能測試 按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程( JTGE20-2011)的要求進(jìn)行瀝青針入度試驗、軟化點(diǎn)試驗和延度試 驗，試驗結(jié)果見表 3。摻量的增加， 其溫拌瀝青的針入度及軟化點(diǎn)提高， 說明二者 皆可改善溫拌瀝青混合料的高溫性能；同時，隨著摻量的增加， 溫拌瀝青的延度也有所提高。1.3 配合比設(shè)計 隧道內(nèi)瀝青路面應(yīng)具有較好的耐久性、 抗滑性能以及降噪性能。為達(dá)到這一要求，選用OGFC-13型熱拌瀝青混合料鋪筑隧道 路面，OGFC-13型瀝青混合料礦料級配見表 4。表4 OGFC-13型瀝青混合料礦料級配篩孔尺寸 /

4、mm1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過率/% 1009774322523171284 在此基礎(chǔ)上，選用木質(zhì)素纖維作為增粘劑， 并基于飛散試驗、 析漏試驗，確定出OGFCft佳瀝青用量為5.3%。2 兩種溫拌改性瀝青混合料高溫性能的研究 為系統(tǒng)分析溫拌劑對瀝青混合料高溫性能的影響， 本文根據(jù)公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程(JTGE20-2011)，選擇普通改性SBS瀝青混合料和不同類型及摻量的溫拌改性瀝青 混合料進(jìn)行車轍試驗， 研究溫拌劑對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影 響，試驗結(jié)果見表 5。由表 5 可以得出以下結(jié)論。(1) 與普通SBS改性瀝青混合料相比

5、，幾種不同摻量的溫拌改性瀝青混合料動穩(wěn)定度明顯增大，最大增加 15.2%，表明溫 拌劑的摻加可明顯改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。 這是由于溫拌 劑在瀝青中形成結(jié)晶、凝膠或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改性瀝青相位角在 W1 溫拌劑熔融之前大幅下降，這一相位角的顯著減小發(fā)生在50 C100 C之間，在此溫度區(qū)間內(nèi)瀝青彈性有所提高，從而 增強(qiáng)了改性瀝青的抗永久變形能力。(2) 摻量2%勺W1溫拌改性瀝青混合料動穩(wěn)定度比摻量2% 的W2溫拌改性瀝青混合料高 231%所以W1溫拌改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于 W2溫拌改性瀝青混合料。3 兩種溫拌改性瀝青混合料低溫性能的研究普通SBS改性瀝青混合料及不同摻量條件下 W1溫

6、拌改性瀝 青混合料的低溫彎曲破壞試驗結(jié)果見表 6。通常，瀝青混合料低溫性能的評價選用抗彎拉強(qiáng)度及破壞應(yīng) 變兩個指標(biāo)。表6中，W1溫拌改性瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度隨 W1摻量的增加逐漸提高，與破壞應(yīng)變變化趨勢并非完全一致。因此，選用瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變兩個指標(biāo)的綜 合，即劈裂應(yīng)變能，來評價瀝青混合料的低溫性能更加合理。由表 6 可以得出以下結(jié)論。(1) 隨著W1溫拌劑摻量增加，溫拌改性瀝青混合料的劈 裂應(yīng)變能也相應(yīng)增加，且均高于普通SBS改性瀝青混合料的劈裂 應(yīng)變能，摻量為2%的W1溫拌改性瀝青混合料的劈裂應(yīng)變能比 SBS 改性瀝青混合料高78.5%，表明W1溫拌劑可明顯改善瀝青混合

7、料的低溫穩(wěn)定性。這是由于低溫環(huán)境下 W1溫拌劑與瀝青飽和組 分一起結(jié)晶析出，鎖定了油類組分，共同形成網(wǎng)狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使 得瀝青變硬、變脆，抵抗剪切變形的能力增強(qiáng)，從而提高了瀝青 混合料的低溫穩(wěn)定性。(2) W1溫拌改性瀝青混合料的劈裂應(yīng)變能比 W2溫拌改性 瀝青混合料高199%表明W1溫拌改性瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性 比W2溫拌改性瀝青混合料好。4 溫拌改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能研究選擇普通瀝青混合料及W1溫拌改性瀝青混合料進(jìn)行浸水馬 歇爾試驗與凍融劈裂試驗，試驗結(jié)果見表7。由表 7可以得出以下結(jié)論。(1)部分摻量的 W1溫拌改性瀝青混合料殘留穩(wěn)定度小于 普通SBS改性瀝青混合料。這是由于溫拌改性瀝

8、青混合料拌和溫 度及成型溫度較低， 導(dǎo)致混合料中的水分未充分蒸發(fā)， 部分水分 被瀝青膜阻滯在集料表面，影響瀝青膜對集料的裹覆，對 OGFC 混合料水穩(wěn)定性能帶來不利影響。( 2) 溫拌改性 OGFC 瀝青混合料殘留穩(wěn)定度及凍融殘留強(qiáng)度比隨溫拌劑摻量的增加而有所提高，表明W1溫拌劑摻量影響瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。選用摻量2%的W1 W2兩種類型溫拌改性瀝青混合料進(jìn)行浸 水馬歇爾試驗與凍融劈裂試驗，試驗結(jié)果如圖 1 所示。圖 1 兩種新型溫拌改性瀝青混合的水穩(wěn)定性比較由圖1可知，在相同摻量下， W1溫拌改性瀝青混合料的殘 留穩(wěn)定度比 W2溫拌改性瀝青混合料僅高 2.5%，相差較少，表明 溫拌劑類型

9、對瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響較小。5 不同溫拌改性瀝青混合料的路用性能對比 大量實(shí)踐經(jīng)驗和研究表明， 現(xiàn)有溫拌技術(shù)均可明顯達(dá)到降低 拌和溫度的目的， 但不同溫拌改性瀝青混合料的路用性能差別較 大。選取A B、C三種常用溫拌劑與 W1 W2兩種新型溫拌劑， 分別在最佳摻量下制備溫拌改性瀝青混合料， 并對其路用性能進(jìn) 行對比評價，試驗結(jié)果見表 8。由表 8 可以得出以下結(jié)論。（1 ） 溫拌改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度均優(yōu)于普通瀝青混合 料，說明溫拌劑可改善瀝青混合料的高溫性能； W1 溫拌改性瀝 青混合料動穩(wěn)定度最高，為 6 364次？mm-1,說明W1溫拌劑能 明顯改善瀝青混合料的高溫性能。（2）W1

10、、W2兩種新型溫拌改性瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng) 度比較普通瀝青混合料略低。 從表中殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂強(qiáng)度 比的整體數(shù)據(jù)來看， 各瀝青混合料的差別不大， 說明溫拌劑類型 對瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響較小。（3）對高溫性能、 低溫性能以及水穩(wěn)定性能整體進(jìn)行對比， 得出W1溫拌改性瀝青混合料的綜合路用性能最好。6 結(jié)語（1） 對比研究了溫拌劑對瀝青混合料高溫性能的影響，得 出溫拌劑可改善瀝青混合料的高溫性能，且W1溫拌改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能優(yōu)于 W2溫拌改性瀝青混合料。（ 2） 低溫彎曲破壞試驗表明，兩種溫拌劑均可改善瀝青混 合料的低溫性能， 且隨溫拌劑摻量增加， 溫拌改性瀝青混合料的 劈裂應(yīng)變能有所提高。W1溫拌改性瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性較 W2溫拌改性瀝青混合料要好。（3