廖榮華

（廣東冠粵路橋有限公司,廣東 廣州 510000）

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)瀝青路面占比已達(dá)到95%以上。由于其具有良好的耐熱、低溫、施工簡(jiǎn)便等諸多優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。但由于運(yùn)輸能力的不斷增加，以及氣候變化等因素的影響，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了嚴(yán)重的水蝕、塌陷、車轍等問題。這種損傷對(duì)道路的壽命和耐久性都有很大影響[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外已有許多研究成果，如在瀝青混合料中加入高分子添加劑，可以改善道路的性能。聚合物類外加劑的類型很多，主要包括：高模量劑、抗車轍劑、高黏改性劑、SBS改性劑等。相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明：高分子外摻料是一種高模量和耐高溫性能優(yōu)良的新型道路材料，它使瀝青路面的動(dòng)力模量、抗剪切、滑移性能得到顯著改善，同時(shí)也使鋪裝厚度減小?？梢哉f，不同的外加劑都可以在一定的范圍內(nèi)提高路面性能，而對(duì)于它的短期以及長(zhǎng)時(shí)間的老化后的研究還很少見。因此該文以實(shí)際工程為例，在AC-13、SMA-13兩種瀝青混合料中摻入不同外加劑進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的耐熱及抗開裂試驗(yàn)，此試驗(yàn)結(jié)果可以為外摻劑的選用提供參考[2-3]。

1 工程概況

該文以廣州某一高速公路瀝青路面為例，施工的總里程為36 km，此瀝青路面位于山區(qū)，常年受到惡劣天氣的影響。其中施工原方案為采用AC-20I型SBS改性中粒式瀝青混合料，為了提高此高速公路的抗老化性能，現(xiàn)將施工方案進(jìn)行了改變，并通過室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而選擇了較為合適的外加劑。

2 試驗(yàn)部分

2.1 原材料

瀝青采用廣東瀝青科技有限公司生產(chǎn)的SBS改性瀝青，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 SBS改性瀝青測(cè)試結(jié)果

由表1可知，SBS改性瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以作為試驗(yàn)的原材料。

該試驗(yàn)所用纖維為廣東天風(fēng)公司生產(chǎn)的玄武巖短切纖維，纖維表面光滑、平直，其技術(shù)性能指標(biāo)如表2所示。

表2 纖維性能指標(biāo)

該試驗(yàn)選用三種外摻劑，分別為抗車轍劑、高模量劑、高黏改性劑，三種外摻劑主要由有機(jī)高分子聚合物組成，為黑色固態(tài)顆粒，其技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

表3 外摻劑技術(shù)指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)方案

該文結(jié)合實(shí)際工程，利用室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)不同老化程度的瀝青混合料進(jìn)行模擬測(cè)試，選取處于不同老化階段（分為短期、長(zhǎng)期老化）的混合料，采用單軸貫入試驗(yàn)測(cè)試高溫性能，并得到相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果[4]。

3 試驗(yàn)結(jié)果及其分析

3.1 室內(nèi)模擬老化試驗(yàn)方法

通常來說，一般瀝青混合料老化的方法主要分為自然老化和模擬老化。自然老化主要是指在自然環(huán)境下的老化研究，主要研究?jī)?nèi)容為瀝青混合料在受車輛載荷及自然環(huán)境作用下性能變化規(guī)律。根據(jù)資料顯示，其試驗(yàn)效果基本與實(shí)際情況基本吻合，但是由于老化的周期過長(zhǎng)，與此同時(shí)，在老化過程中需要控制的變量較大，難以進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。因此越來越多的學(xué)者為了加速老化，提出了多種室內(nèi)模擬老化的試驗(yàn)方法，例如：短期老化方法有：延時(shí)攪拌法、烘箱加熱等；長(zhǎng)期老化的方法有：加壓氧化法、紫外線處理法等。通過查閱資料并結(jié)合前期試驗(yàn)結(jié)果分析可得利用烘箱加熱法進(jìn)行短期老化，選用延時(shí)烘箱加熱法進(jìn)行長(zhǎng)期老化試驗(yàn)方法是最便捷、精準(zhǔn)的方法，該試驗(yàn)將利用以上兩種試驗(yàn)方法進(jìn)行[5]。

3.2 高溫性能試驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 外摻劑對(duì)新拌瀝青混合料高溫性能影響

對(duì)兩種新拌瀝青混合料進(jìn)行單軸貫入試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4及圖1所示。

表4 新拌瀝青混合料單軸貫入試驗(yàn)結(jié)果

圖1 AC-13、SMA-13高溫性能測(cè)試結(jié)果圖

由表4及圖1所示，將兩種不同的瀝青混合料進(jìn)行貫入試驗(yàn)，可知相比于不摻外加劑的瀝青混合料，摻不同外摻料的貫入強(qiáng)度均有所增加。其中摻抗車轍劑及高黏改性劑的貫入強(qiáng)度提高十分明顯，這說明抗車轍劑及高黏改性劑的摻入能夠明顯提高兩種瀝青混合料的高溫性能，增加瀝青混合料的抗變形能力。

3.2.2 外摻劑對(duì)短期老化瀝青混合料高溫性能影響

對(duì)短期老化的兩種瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果如表5及圖2所示。

由表5及圖2所示，將兩種不同的短期老化瀝青混合料進(jìn)行貫入試驗(yàn)，可知相比于不摻外加劑的瀝青混合料，摻不同外摻劑的貫入強(qiáng)度均有所增加。說明抗車轍劑和高黏改性劑的摻入，可以明顯改善其貫入強(qiáng)度，而且效果明顯，但是纖維及高模量劑的摻入對(duì)短期老化瀝青混合料的高溫性能改善不明顯。

圖2 AC-13、SMA-13短期老化高溫性能測(cè)試結(jié)果圖

表5 短期老化瀝青混合料單軸貫入試驗(yàn)結(jié)果

3.2.3 外摻劑對(duì)長(zhǎng)期老化瀝青混合料高溫性能影響

對(duì)長(zhǎng)期老化的兩種瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果圖3所示。

由圖3所示，將兩種不同的長(zhǎng)期老化瀝青混合料進(jìn)行貫入試驗(yàn)，可知相比于不摻外加劑的瀝青混合料，摻不同外摻料的貫入強(qiáng)度均有所增加，由圖可知，相較于短期老化的試驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)纖維的摻入對(duì)長(zhǎng)期老化的瀝青混合料高溫性能提高明顯。

圖3 AC-13、SMA-13長(zhǎng)期老化高溫性能測(cè)試結(jié)果圖

3.3 抗裂性能試驗(yàn)結(jié)果

在實(shí)際的工程中，瀝青混合料的使用會(huì)因?yàn)槟途眯圆粔蚨斐筛黝惲芽p的產(chǎn)生，例如：疲勞裂縫、溫度裂縫等，該次抗裂性能測(cè)試選用IDEAL-CT試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果如表6及圖4、5所示。

圖4 AC-13、SMA-13起裂功結(jié)果圖

表6 瀝青混合料抗裂性能試驗(yàn)結(jié)果

圖5 AC-13、SMA-13CTindex結(jié)果圖

由圖4、5可知，在抗裂性能試驗(yàn)中，與不摻外加劑的相比，加入外加劑的瀝青混合料的抗裂性能均有較大的提高。其中抗車轍劑對(duì)瀝青混合料的起裂功影響最大，較普通的瀝青混合料提高了39%，其說明抗車轍劑的摻入使其產(chǎn)生裂縫所需能量增加；在CTindex的試驗(yàn)中可以看出在AC-13瀝青混合料中摻入抗車轍劑其抗裂性能提高最明顯；而在SMA-13瀝青混合料中摻入纖維其抗裂性能提高最明顯。

4 結(jié)論

該文通過對(duì)不同外摻劑對(duì)瀝青混合料抗老化性能影響進(jìn)行研究，得到以下結(jié)論：

（1）外摻劑的摻入使瀝青混合料的高溫性能及抗裂性能均有所提高，但提高程度不盡相同。

（2）在老化過程中，不同的外摻劑對(duì)瀝青混合料的影響不同，其中纖維對(duì)長(zhǎng)期老化的瀝青混合料的抗老性能提高比較明顯。

（3）在抗裂性能研究中可知，摻入高模量劑、高黏改性劑的瀝青混合料抗裂性能提高不明顯，甚至較差。