黃筑強(qiáng) 盛 偉 劉 曄 盛正偉

（1.長沙學(xué)院，湖南 長沙 410012；2.望城經(jīng)開區(qū)建設(shè)開發(fā)公司，湖南 長沙 410600）（3.湖南省高速百通建設(shè)投資有限公司，湖南 長沙 410012）

1 概述

瀝青路面具有行車平穩(wěn)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)但瀝青路面容易出現(xiàn)車轍，車轍容易導(dǎo)致高速行駛的車輛發(fā)生水漂或冰漂，嚴(yán)重危害行車的安全。本文研究不同抗車轍劑及不同摻量時，對瀝青路面抗車轍及抗低溫性、水穩(wěn)性的影響。

2 抗車轍劑作用機(jī)理分析[1]

（1）起膠結(jié)作用?？管囖H劑與集料先拌和，改善部分集料表面特性，增強(qiáng)粘粘效果。

（2）改善性能。高溫熔融的抗車轍劑混在瀝青中，改善瀝青的高溫性能。

（3）加筋作用。拌和時，抗車轍劑未完全熔化，被拉成絲，效果猶如加了纖維，增強(qiáng)了抗拉作用。

（4）嵌擠作用。未熔的抗車轍劑填充了集料骨架中的空隙，形成微型骨架，增強(qiáng)瀝青混合料的性能。

3 原材料試驗(yàn)

項(xiàng)目所采用的瀝青為中石化武漢分公司的70#道路瀝青，按照瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)范[2]進(jìn)行針入度、軟化點(diǎn)和延度試驗(yàn)。粗集料為5-10 和10-20 的玄武巖，細(xì)集料為0-5 的玄武巖。因粗細(xì)集料為同一產(chǎn)地，故只取10-20 的玄武巖進(jìn)行集料指標(biāo)測試。進(jìn)行混合料試驗(yàn)前先對集料進(jìn)行篩分，按表3進(jìn)行配料。

（1）將70#瀝青進(jìn)行指標(biāo)測試，測得的指標(biāo)如表1所示。

表1 70#瀝青的三大指標(biāo)

（2）粗集料10-20 的進(jìn)行測試，結(jié)果如表2所示。

表2 粗集料的技術(shù)性質(zhì)表

（3）集料的級配按照表3配制。

表3 集料的級配表

4 四種抗車轍劑的性能試驗(yàn)

四種抗車轍劑是：A、B、C、D 抗車轍劑。根據(jù)供應(yīng)商給出的摻量，四種抗車轍劑均以瀝青混合料總質(zhì)量的0.2%-0.8%為摻量，每隔0.2%取一組，共4 組，來進(jìn)行高溫性能、低溫性能和水穩(wěn)定性的試驗(yàn)。0%為不加抗車轍劑的空白對照組。本次試驗(yàn)車轍劑的摻入方式為：瀝青加熱至120-150℃，采用高速剪切儀開5000轉(zhuǎn)/min 邊摻邊攪拌的方式拌和，剪切的時長為30min。集料采用上述玄武巖，礦粉采用石灰?guī)r礦粉，按集料總質(zhì)量的5%添加。瀝青混合料的類型采用工程上常用的AC-20。油石比全部采用4.6%。

根據(jù)規(guī)程[2]，測試瀝青混合料的抗高溫、抗低溫和抗水穩(wěn)定性能試驗(yàn)分別為車轍試驗(yàn)、彎曲蠕變試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)來測試。下面分別從這三個性能試驗(yàn)來探究四種抗車轍劑四種不同摻量的瀝青混合料的性能。

4.1 抗高溫性能試驗(yàn)

用車轍試驗(yàn)直接地反映瀝青混合料的抗高溫性能。提高瀝青混合料的抗高溫性能也是抗車轍劑加入的最主要目的。試驗(yàn)選取的條件為試驗(yàn)箱溫度60℃，輪壓0.7Mpa。分別采用四種抗車轍劑的四個摻量，制作車轍板，進(jìn)行車轍試驗(yàn)，車轍試驗(yàn)的動穩(wěn)定度如圖1，車轍深度如圖2。

圖1 車轍動穩(wěn)定度對比圖

圖2 車轍深度對比圖

從兩圖可以得出：○1 加入車轍劑后，瀝青混合料的動穩(wěn)定度都不同程度的提高了，車轍深度都比空白組小，加抗車轍劑的車轍板深度最小減小了31.69%，最大減小了82.71%，由此可見，抗車轍劑的加入效果是顯著的。○2 摻量大于0.4%時，抗車轍效果較為顯著。○3 在試驗(yàn)摻量內(nèi)，D 的抗車轍效果最為顯著。

4.2 抗低溫性能試驗(yàn)

通過彎曲蠕變試驗(yàn)測試瀝青混合料的抗低溫性能。將不同的抗車轍劑摻量的瀝青與集料礦粉制成車轍板，再將車轍板切成長寬高為250mm×30mm×35mm 的棱柱體。將棱柱體置于-10℃的恒溫水浴中保溫1h，然后再進(jìn)行彎曲蠕變試驗(yàn)。試驗(yàn)加載速度為50mm/min。測試的結(jié)果如圖3。

圖3 彎曲蠕變試驗(yàn)結(jié)果圖

從上圖可以得出：○1 加入抗車轍劑，瀝青混合料的破壞應(yīng)變都不同程度提高了，最多提高16.73%，最少提高2.54%?！? 每種抗車轍劑提高的效果不同，B 最好，其次是D-C-A?！? 各種抗車轍劑摻量從0.2%-0.4%，破壞應(yīng)變增加；摻量大于0.4%，破壞應(yīng)變減小。從彎曲蠕變來看，最佳摻量在0.4%附近。

4.3 抗水穩(wěn)性試驗(yàn)

A、浸水馬歇爾試驗(yàn)

可以通過浸水馬歇爾試驗(yàn)測試混合料的水穩(wěn)性。該試驗(yàn)可以模擬瀝青混合料在浸水條件下抵抗瀝青剝落的能力。按不同抗車轍劑的摻量，分別制作16 個馬歇爾試件，平均分為兩組進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，計算得到浸水殘留穩(wěn)定度。測試的數(shù)據(jù)如表4。

表4 浸水馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

30min 穩(wěn)定度 10.20 16.37 16.06 15.60 10.46 16.73 15.37 14.45 48h 穩(wěn)定度 9.20 15.54 15.11 14.53 9.43 15.56 14.03 13.22殘留穩(wěn)定度 90.20%94.93%94.08%93.14%90.15%93.01%91.28%91.49%

由表4可以看出：○1 摻入了抗車轍劑，48h 后的穩(wěn)定度提高較多，殘留穩(wěn)定度也大于空白組，說明抗車轍劑能提高瀝青混合料的水穩(wěn)性?！? 30min 和48h 穩(wěn)定度最大值都在D 的0.4%取得，殘留穩(wěn)定度最大值在C 的0.4%取得?！? C 和D 的0.4%和0.6%摻量時，殘留穩(wěn)定度達(dá)到一個較高水平。

B、凍融劈裂試驗(yàn)

瀝青混合料的抗水穩(wěn)性也可以通過凍融劈裂試驗(yàn)進(jìn)行評價。采用不同抗車轍劑及不同摻量的瀝青制作雙面擊實(shí)50 次的馬歇爾試件16 個。將試件分為兩組，一組進(jìn)行凍融循環(huán)，一組不做處理，作為參照。循環(huán)完后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，將測試結(jié)果繪制成圖，如圖4所示。

圖4 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果圖

從圖4中可以得出：○1 摻入抗車轍劑的瀝青混合料的TSR 普遍增大，均隨摻量的增加TSR 提高，隨后又降低，在0.4%-0.6%之間取最大值?！? D 的效果最顯著，相比空白組增加了7.3%。

5 結(jié)論

通過上述ABCD 四種抗車轍劑的四種摻量的三項(xiàng)性能試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

（1）抗高溫性能評價。ABCD 四種抗車轍劑隨摻量的增加，其抗車轍性能均增強(qiáng)，且D 抗車轍劑的效果最顯著，動穩(wěn)定度最大提高了3.06 倍，車轍深度最少了2.72mm（均是D 在0.8%摻量時取得）。

（2）抗低溫性能評價。加入抗車轍劑，彎曲蠕變試驗(yàn)的破壞應(yīng)變均有提高。當(dāng)B 在0.4%時達(dá)到最大值，說明保證低溫性能最佳，抗車轍劑的摻量在0.4%左右。

（3）抗水穩(wěn)性評價。從浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)可以看出，摻入抗車轍劑的瀝青混合料的水穩(wěn)性提高了。根據(jù)分析得出，C 在摻量為0.4%-0.6%時，水穩(wěn)性達(dá)到最佳。

綜上所述，本文認(rèn)為：抗車轍劑的加入能改善瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)性能；各種抗車轍劑的性能效果不盡相同，各有長處，摻入的劑量不同，所改善的效果也不同。從抗高溫、低溫、水穩(wěn)性綜合考慮，抗車轍劑的摻量在0.4%-0.6%時綜合性能更好。