【摘 要】本文采用對(duì)瀝青混合料摻加不同劑量抗車(chē)轍劑和纖維的方法，通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)研究，分析同時(shí)使用兩種不同外加劑對(duì)瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍能力以及低溫抗裂能力的影響。通過(guò)采用不同的混合料材料組成條件進(jìn)行行試驗(yàn)，分析兩種外加劑對(duì)混合料各種性能，特別是高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的改善效果和改善規(guī)律，同時(shí)也確定了又摻外加劑瀝青混合料的最佳油石比。結(jié)果表明，單摻墾特萊抗車(chē)轍劑或木質(zhì)素纖維對(duì)瀝青混合料水溫性能都有一定的改善，雙摻外加劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性的改善效果優(yōu)于單摻墾特萊抗車(chē)轍劑或木質(zhì)素纖維的改善效果。

【關(guān)鍵詞】瀝青混合料；高溫穩(wěn)定性；低溫抗裂性；外加劑

0 概述

隨著我國(guó)高速公路的發(fā)展，車(chē)流量大、軸載大和渠化交通的特點(diǎn)越來(lái)越突出，高溫車(chē)轍和低溫開(kāi)裂這兩大瀝青混凝土路面早期破壞也倍受關(guān)注。然而，國(guó)內(nèi)外大量的研究?jī)H僅針對(duì)兩種病害中的一種，對(duì)于同時(shí)有效地防治這兩種病害并沒(méi)有太多的成功經(jīng)驗(yàn)[1]。瀝青混合料中單摻抗車(chē)轍劑[2，3]和木質(zhì)素纖維[4]可以分別改善混合料的高溫和低溫性能，但綜合這兩種外加劑優(yōu)缺點(diǎn)，在瀝青混合料中同時(shí)摻入這兩種外加劑，研究其混合料路用性能仍然是一個(gè)空白。

本文通過(guò)在普通瀝青混合料中摻入抗車(chē)轍劑、木質(zhì)素纖維兩種不同功能的外加劑，同時(shí)改善瀝青混合料高低溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性等路用性能，進(jìn)而防治車(chē)轍、裂縫兩大病害，在提高瀝青混合料抗高溫溫度上限值的同時(shí)降低其抗低溫溫度下限值，提出一種溫度范圍適應(yīng)更為廣闊的寬溫域?yàn)r青混合料。

1 雙摻外加劑瀝青混合料

根據(jù)以往研究結(jié)果[5]，單摻抗車(chē)轍劑對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有明顯改善，動(dòng)穩(wěn)定度有明顯提高，但對(duì)低溫性能改善不是那么明顯；相反，單摻木質(zhì)素纖維對(duì)混合料的低溫性能有明顯改善，但對(duì)高溫穩(wěn)定性改善不怎么明顯。

2 雙摻外加劑瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

以往的試驗(yàn)結(jié)果表明，在普通AC-13、AC-16型瀝青混合料中摻入墾特萊抗車(chē)轍劑占瀝青混合料總量3.9‰～6.3‰時(shí)，路用性能可以得到較好地改善；而在普通AC-13、AC-16型瀝青混合料中摻入木質(zhì)素纖維摻量為瀝青混合料總量3.6‰時(shí)，混合料的路用性能（主要是低溫性能）有明顯改善，可以認(rèn)為這一纖維摻量是木質(zhì)素纖維的最佳用量。

3 雙摻外加劑瀝青混合料作用機(jī)理

混合料中同時(shí)摻入這兩種外加劑后，混合料的高低溫性能都得到改善，并且可以兼顧混合料的其他路用性能。其作用機(jī)理在于：

（1）墾特萊抗車(chē)轍劑融入基質(zhì)瀝青中，使得瀝青粘度增強(qiáng)，抗車(chē)轍因子增大，故瀝青與集料之間的粘結(jié)力增大，混合料抗剪強(qiáng)度增加，混合料的高溫性能得到改善。

（2）木質(zhì)素纖維與瀝青的界面作用：木質(zhì)素纖維有很大的比表面積，每克纖維的表面積可接近一平方米。這么巨大的表面積可使木質(zhì)素纖維吸附大量的瀝青，形成有一定厚度的界面層。瀝青中酸性樹(shù)脂組分是一種表面活性物質(zhì)，它在纖維表面產(chǎn)生的吸附作用、物理浸潤(rùn)作用以及化學(xué)鍵作用，使瀝青呈單分子狀排列在纖維表面，形成結(jié)合力牢固的“結(jié)構(gòu)瀝青”界面層，如圖1所示：

圖2 短纖維與裂紋面垂直的模型

當(dāng)混合料受荷載作用時(shí)，裂紋尖端發(fā)生應(yīng)力集中，裂紋擴(kuò)展，當(dāng)裂紋尺寸達(dá)到臨界值時(shí)，出現(xiàn)失穩(wěn)擴(kuò)展，則產(chǎn)生較大的裂縫直至斷裂破壞。由于三維隨機(jī)各向短纖維阻滯了裂紋的擴(kuò)展，延緩了材料失穩(wěn)擴(kuò)展、斷裂出現(xiàn)的時(shí)間，因而復(fù)合成的混合料的抗疲勞性能得到明顯改善。從另一方面講，纖維的拔出需要額外的能量，建立新表面時(shí)應(yīng)力的重新分布等也需要消耗能量，這就對(duì)復(fù)合體產(chǎn)生了增韌效應(yīng)，從而增強(qiáng)了混合料（復(fù)合體）的抗疲勞能力。

4 不同方案類(lèi)型下的瀝青混合料路用性能對(duì)比研究

瀝青混合料方案類(lèi)型為AC-13，

AC-13+0.4%K，AC-13+0.36%M、AC-13+0.4%K+0.36%M；集料類(lèi)型為石灰?guī)r，瀝青采用殼牌70#基質(zhì)瀝青，分別在各自最佳油石比下進(jìn)行路用性能試驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)比研究，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果列于表1：

從表1中可以看出，隨著兩種外加劑的加入，不僅使普通AC-13型瀝青混合料高低溫性和水穩(wěn)性都得到明顯改善，而且相對(duì)于單摻混合料也有一定的變化；其中高溫性能上，雙摻外加劑瀝青混合料相對(duì)于基質(zhì)AC-13型混合料動(dòng)穩(wěn)定度提高8.4倍，相對(duì)AC-13+4‰K型混合料提高11.2%，而AC-13+3.6‰M型混合料相對(duì)基質(zhì)AC-13型混合料動(dòng)穩(wěn)定度僅有略微提高。

低溫性能方面，雙摻外加劑瀝青混合料低溫破壞應(yīng)變相對(duì)普通AC-13型混合料提高2.1倍，相對(duì)AC-13+3.6‰M型混合料提高3%，可見(jiàn)對(duì)瀝青混合料低溫性能改善發(fā)揮作用的是木質(zhì)素纖維。

抗水損壞性能對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，雙摻外加劑瀝青混合料殘留穩(wěn)定度相對(duì)普通AC-13型混合料提高8.3%，相對(duì)于AC-13+4‰K型混合料提高5.1%，相對(duì)于AC-13+3.6‰M型混合料提高6.4%。凍融劈裂殘留強(qiáng)度比AC-13+4‰M+3.6‰K型混合料相對(duì)基

質(zhì)AC-13型混合料提高了9.4%，相對(duì)AC-13+4‰K型混合料則降低了7.7%，相對(duì)AC-13+3.6‰M型混合料提高了8.3%。表明雙摻外加劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性的改善效果優(yōu)于單摻墾特萊抗車(chē)轍劑或木質(zhì)素纖維的改善效果，單摻外加劑墾特萊抗車(chē)轍劑或木質(zhì)素纖維對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性能都有一定的改善，但兩種外加劑的同時(shí)摻入改善效果會(huì)更佳。

5 結(jié)論

1）雙摻外加劑對(duì)高溫性能較單一抗車(chē)轍劑相比效果不明顯；

2）雙摻外加劑瀝青混合料低溫破壞應(yīng)變相對(duì)其他類(lèi)型混合料有了大幅度的提高；

3）雙摻外加劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性的改善效果優(yōu)于單摻墾特萊抗車(chē)轍劑或木質(zhì)素纖維的改善效果。

參考文獻(xiàn)

[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能