張 華，祁 峰

（1.中鐵十二局集團有限公司，太原030024；2.西安公路研究院，西安710065）

溫拌瀝青混合料與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料相比，其拌和與壓實溫度較低，能源消耗和廢氣排放較少，同時可有效延長施工時效，是一種新型的節(jié)能環(huán)保型道路材料。近幾年，隨著國內(nèi)外科研工作者對溫拌技術(shù)的深入研究，使得該技術(shù)日益成熟；然而，我國目前由于缺乏統(tǒng)一的溫拌劑和溫拌瀝青國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，更多的研究集中于溫拌瀝青混合料的綜合路用性能，而忽視了溫拌劑對作為膠結(jié)料的瀝青性能影響研究。

乳化型溫拌劑是一種表面活性劑，添加到瀝青中后會與瀝青發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，從而改變?yōu)r青的原有性能。本文將針對乳化型溫拌劑對原瀝青性能指標(biāo)的影響做進一步深入研究。

1 原材料及試驗方案

1.1 原材料

瀝青：SBS成品改性瀝青，SK-90#、SK-70#基質(zhì)瀝青基本技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 瀝青主要性能指標(biāo)試驗結(jié)果

根據(jù)試驗所得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，SBS改性瀝青各項指標(biāo)均達到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）中改性瀝青I-C瀝青的規(guī)定要求；90#和70#基質(zhì)瀝青都滿足規(guī)范有關(guān)要求。

溫拌劑：乳化型溫拌劑選取目前市場應(yīng)用效果較好的兩種溫拌劑，分別為一種進口溫拌劑產(chǎn)品“A”和國內(nèi)某公路研究院自主研發(fā)的溫拌劑“B”。添加量均為瀝青質(zhì)量的0.7%，在特定的溫度下攪拌均勻即可。

1.2 試驗儀器及方案

對于SBS改性瀝青和二種基質(zhì)瀝青，在添加溫拌劑前后分別測定瀝青的三大指標(biāo)、針入度指數(shù)PI和不同溫度下的旋轉(zhuǎn)黏度。

試驗過程中用到的儀器有：針入度儀、延度儀、旋轉(zhuǎn)黏度儀和薄膜烘箱等。

對于到老化試驗涉及以下兩種方案：

試驗方案一：分別在175℃、163℃、151℃和139℃下對SBS改性瀝青和添加HH-X溫拌劑的SBS改性瀝青進行薄膜烘箱老化試驗，老化時間5h。然后測試瀝青老化后的25℃針入度和5℃延度。

試驗方案二：模擬瀝青路面實際鋪筑時瀝青混合料的老化，瀝青混合料從拌和樓拌和好到現(xiàn)場攤鋪，往往需要3~4h，有時時間更長，在此過程中，混合料的溫度較高，瀝青存在一個老化過程，因此在室內(nèi)試驗中，分別在170℃和140℃下拌和熱拌瀝青混合料和HH-X型溫拌瀝青混合料，然后將熱拌瀝青混合料在170℃，HH-X型溫拌瀝青混合料在140℃的烘箱中保持4h，采用回流式瀝青抽提儀回收瀝青，測試瀝青物理指標(biāo)的變化。

2 試驗結(jié)果

2.1 三大指標(biāo)及針入度指數(shù)試驗結(jié)果

對三種瀝青在三個不同溫度下的針入度試驗結(jié)果見表2。

表2 瀝青性能指標(biāo)試驗結(jié)果

A.針入度試驗：針入度試驗是國際上用來測定黏稠（固體、半固體）瀝青稠度的一種常用方法。通常稠度高的瀝青，針入度值愈小，表示瀝青愈硬，它是我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中劃分瀝青等級的主要依據(jù)。在15℃、25℃、30℃三個溫度下，不論是SBS改性瀝青，還是90#和70#基質(zhì)瀝青，加入A和B兩種乳化型溫拌劑后，其針入度的變化都比較小，由此可見，A和B兩種溫拌劑對瀝青的針入度幾乎沒有影響。

B.針入度指數(shù)：針入度指數(shù)PI是表征瀝青感溫性的指標(biāo)之一，PI越小，瀝青對溫度的變化越敏感。在SBS改性瀝青及90#和70#基質(zhì)瀝青中分別加入兩種乳化型溫拌劑后，瀝青的針入度指數(shù)有所增加，但是增加的幅度很小，說明乳化型溫拌劑的加入可以改善瀝青的感溫性，但是影響不大。

C.軟化點試驗：軟化點是表征瀝青高溫性能的有效指標(biāo)，瀝青軟化點不能太低或太高，否則夏季融化，冬季脆裂且不易施工。加入乳化型溫拌劑后改性瀝青和基質(zhì)瀝青的軟化點均沒有顯著變化，說明乳化型溫拌劑對瀝青的高溫性能沒有明顯影響。

D.延度試驗：延度反映瀝青的柔韌性，延度越大，瀝青的柔韌性越好。兩種溫拌劑對SBS改性瀝青和70#基質(zhì)瀝青延度有一定的負面影響，但是影響很?。辉?0#基質(zhì)瀝青中加入A和B后低溫延度有較為明顯的提高，低溫性能得到改善。

2.2 乳化型溫拌劑對瀝青黏度的影響研究

在不同溫度下瀝青黏度試驗結(jié)果如表3所示。

表3 不同溫度下的黏度（Pa.s）測試結(jié)果

（1）隨著溫度的升高，瀝青旋轉(zhuǎn)黏度急劇下降，在150℃左右下降趨勢變緩。添加溫拌劑后，在溫度低于160℃時，溫拌瀝青的粘度與原瀝青黏度變化不大。

（2）溫拌劑可降低改性瀝青的高溫運動黏度；兩種乳化型溫拌劑對90#和70#基質(zhì)瀝青的60℃動力黏度影響很小。

2.3 溫拌劑對瀝青老化性能的影響研究

瀝青混合料在拌和、攤鋪、碾壓以及使用過程中都存在老化問題，采用溫拌技術(shù)后，溫度降低對SBS改性瀝青老化的影響。考慮到溫拌瀝青混合料的實際拌和溫度較低，設(shè)計了兩個試驗方案來分析溫度對瀝青老化的影響。

2.3.1 實驗方案一

由于溫拌瀝青混合料的拌和溫度達不到175℃，故不對添加HH-X溫拌劑的瀝青進行該溫度下的老化試驗。老化后瀝青的針入度和延度指標(biāo)試驗結(jié)果見表4。

表4 老化試驗結(jié)果

A.添加HH-X溫拌劑與不添加HH-X溫拌劑的SBS改性瀝青中相比，相同老化溫度后前者的針入度均較大，且與未老化前相比，相差不大，說明HH-X溫拌劑后對瀝青老化有一定的延緩作用。

B.添加HH-X溫拌劑與不添加HH-X溫拌劑的SBS改性瀝青中相比，相同老化溫度后前者的延度均較大，且與未老化前相比，相差較小，說明HH-X溫拌劑后對瀝青老化有一定的延緩作用。

C.隨著老化溫度的降低，老化后瀝青的針入度和延度均顯著提高。由于采用溫拌技術(shù)后瀝青的使用溫度顯著降低，因此溫拌技術(shù)可以顯著降低瀝青的老化。

2.3.2 試驗方案二

抽提回收瀝青試驗數(shù)據(jù)見表5。

表5 回收瀝青技術(shù)指標(biāo)

A.添加HH-X型溫拌劑的瀝青技術(shù)指標(biāo)明顯優(yōu)于不加溫拌劑的。

B.本試驗中溫拌瀝青混合料的老化溫度僅降低了30℃，主要原因是考慮到目前溫拌技術(shù)一般推薦降低拌和溫度30℃，如果考慮到HH-X型溫拌瀝青混合料的實際降溫幅度更大，溫拌技術(shù)對瀝青的老化將更低。

分析其原因主要有兩個方面：溫拌瀝青混合料的老化溫度本來就比熱拌瀝青混合料低30℃，毫無疑問，溫度越高，瀝青老化越嚴(yán)重，技術(shù)指標(biāo)變化越大；溫拌劑自身具有再生、活化瀝青的性能，故可以緩和瀝青的老化。

2.3.3 方案一和方案二對比分析

A.在相同老化溫度下，方案二中瀝青技術(shù)指標(biāo)低于方案一，這主要是由于按方案二老化時，瀝青膜更薄，瀝青老化較嚴(yán)重。此外，抽提回收瀝青時，三氯乙烯對瀝青的性質(zhì)可能也存在一定的影響。

B.兩個方案得出的試驗結(jié)果都是相同的，即溫拌瀝青混合料的瀝青的老化程度明顯低于熱拌瀝青混合料，由此可知溫拌技術(shù)能有效的降低瀝青的老化。

3 結(jié)論

A.添加溫拌劑后，瀝青的針入度指數(shù)有較小幅度的增加，說明乳化型溫拌劑的加入可以改善瀝青的感溫性，但是影響不大。

B.加入乳化型溫拌劑后改性瀝青和基質(zhì)瀝青的軟化點均沒有顯著變化，說明乳化型溫拌劑對瀝青的高溫性能沒有明顯影響。

C.兩種溫拌劑對SBS改性瀝青和70#基質(zhì)瀝青延度有一定的負面影響，但是影響很小；在90#基質(zhì)瀝青中加入A和B后低溫延度有較為明顯的提高，低溫性能得到改善。

D.溫拌瀝青混合料的瀝青的老化程度明顯低于熱拌瀝青混合料，采用溫拌技術(shù)可有效改善瀝青的老化。

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