王錫鑄

(福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，福州 350108)

0 引言

目前， 道路建設(shè)中的瀝青路面主要采用傳統(tǒng)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(dá)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(chǎn)和施工的過程中還會排放出大量的廢氣及粉塵， 嚴(yán)重影響周圍環(huán)境質(zhì)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(diǎn)并克服其存在的環(huán)境污染重、能耗大、瀝青老化等缺陷，降低環(huán)境因素影響，延長瀝青路面施工時(shí)間等問題一直是道路工程技術(shù)人員亟需解決的重大問題。 由此溫拌瀝青混合料（WMA）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為國內(nèi)外道路工程技術(shù)人員研究的熱點(diǎn)。

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(yōu)點(diǎn)：溫拌劑的加入能夠降低路面的拌和溫度， 最高降幅可達(dá)20～30℃，由于溫拌劑的加入使得瀝青路面柔韌性增強(qiáng)，對瀝青路面性能的提升具有一定的優(yōu)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(fā)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(shí)間， 是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的瀝青路面利用方式。因此對溫拌技術(shù)進(jìn)行研究，具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)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(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考。

1 原材料及配合比

1.1 集料

本文的粗細(xì)集料采用福建省閩侯縣輔翼料場的石料，要求清潔、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，且具有足夠的強(qiáng)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(xiàng)指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）要求。

本文采用AC-16C 級配進(jìn)行試驗(yàn)，依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)，根據(jù)篩分結(jié)果，以表1比例進(jìn)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(xiàng)指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)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(qiáng)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(wěn)定性

（1）不同溫度下動穩(wěn)定度

為了研究試驗(yàn)溫度對動穩(wěn)定度的影響， 選取龍孚EWMA 、Sasobit 溫拌劑進(jìn)行不同溫度下的車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表3 所示。

表3 試驗(yàn)溫度對動穩(wěn)定度的影響

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

（2）不同摻量下動穩(wěn)定度

選取145℃的試驗(yàn)溫度進(jìn)行不同溫拌劑摻量的高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)，通過輪碾成型法成型試件，車轍試驗(yàn)結(jié)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(jìn)行的車轍試驗(yàn)結(jié)果， 可以看出，添加兩種溫拌劑對動穩(wěn)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(wěn)定度基本不變，呈略微減少現(xiàn)象；而Sasobit 溫拌瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨溫拌劑摻量的增加先增加達(dá)到峰值后基本不變。

圖1 溫拌劑摻量對動穩(wěn)定度影響

（3）不同車轍試驗(yàn)溫度下動穩(wěn)定度

為了更深入的了解溫拌瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響因素，分析環(huán)境溫度對車轍形成的影響，設(shè)計(jì)使用兩種溫拌劑進(jìn)行50℃、55℃、60℃、65℃、70℃五種溫度下的車轍試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。

圖2 兩種溫拌劑在不同試驗(yàn)溫度下動穩(wěn)定度

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出添加兩種溫拌劑的混合料動穩(wěn)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(wěn)定度約降低2000 次/mm，可見溫度對動穩(wěn)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(wěn)定性較龍孚溫拌瀝青混合料好。

2.2 水穩(wěn)定性

（1）不同成型溫度對水穩(wěn)定性的影響

龍孚溫拌劑進(jìn)行135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃溫度下48h 浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3 和圖4 所示。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出， 殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂抗拉強(qiáng)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(wěn)定度與凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比基本不變。 由于48h 的飽水作用，其強(qiáng)度有所下降，但隨著溫度的升高，兩者之間的差值在減少?？梢婋S著成型溫度的升高，殘留穩(wěn)定度逐步增大。從凍融劈裂抗拉強(qiáng)度的數(shù)值可以看出其變化規(guī)律類似殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)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(jīng)過凍融循環(huán)其強(qiáng)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(shí)與穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且其結(jié)構(gòu)逐步穩(wěn)定，因此其強(qiáng)度逐步穩(wěn)定。

圖3 48h 浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度

圖4 凍融劈裂抗拉強(qiáng)度

（2）不同摻量對水穩(wěn)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(jìn)行抗水損害性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)度

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

3 結(jié)論

（1）龍孚溫拌劑屬于表面活性劑型，在高溫下，其化學(xué)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(wěn)定度受溫度的影響較大。

（2）溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性隨著成型溫度的升高而增大，但到150℃左右，其數(shù)據(jù)基本不變；同時(shí)水穩(wěn)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。