代印松，張紅兵，齊浩松

(天津市市政工程研究院，天津 300074)

Duroflex抗車轍劑對瀝青混合料材料性能的影響

代印松，張紅兵，齊浩松

(天津市市政工程研究院，天津 300074)

研究Duroflex抗車轍劑對瀝青混合料材料性能的影響．對不同抗車轍劑摻量下AC-20C瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性進行試驗，并與SBS改性瀝青混合料材料性能進行對比分析，結(jié)果表明：摻加Duroflex抗車轍劑對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性均有明顯改善作用．

道路工程；瀝青混合料；Duroflex抗車轍劑

隨著現(xiàn)代交通的發(fā)展，交通量和軸重不斷增大，渠化交通日益嚴(yán)重，使得瀝青路面的車轍越來越嚴(yán)重，高溫失穩(wěn)破壞已成為瀝青路面的主要破壞形式之一．摻加抗車轍劑是提高瀝青路面抗車轍性能的一種有效方法，但過分追求瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，勢必?fù)p失部分低溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性[1]．因此，在研究抗車轍劑的作用機理與性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對摻加Duroflex 抗車轍劑的瀝青混合料材料性能進行試驗研究，并與SBS改性瀝青混合料的性能進行對比，分析Duroflex 抗車轍劑對瀝青混合料材料性能的影響．

1 Duroflex抗車轍劑的作用機理

Duroflex抗車轍劑的作用是通過添加劑中的聚合物結(jié)構(gòu)，以及添加劑由單個Duroflex微粒構(gòu)成的空腔狀微粒群的良好的表面性來實現(xiàn)[2]．它經(jīng)在骨料表面增黏、加筋、顆粒填充及瀝青改性等途徑來提高瀝青混合料的綜合性能[3]．熱骨料與Duroflex充分干拌，熔化的Duroflex在熱骨料表面形成改性添加劑膜，加入瀝青、礦粉攪拌，改性添加劑膜與瀝青膜形成過渡層，在攤鋪、碾壓直到瀝青凝固之前，瀝青混合料中都一直存在一個持續(xù)穩(wěn)定的分散過程．路面成型后，高分子聚合物在瀝青中以極為離散的狀態(tài)凝固，形成一種高強度的固化結(jié)構(gòu)，這種固化結(jié)構(gòu)同時也增強了瀝青的彈性，提高了瀝青的軟化點，降低了溫度的敏感性，增加了瀝青與骨料的黏附性，從而使成型瀝青路面的滲透性大大降低，抗水損害能力大大提高[4]．

Duroflex與熱骨料的混合，會在礦物陣列與瀝青黏合劑之間形成聚合體搭橋，配合纖維的作用，膠結(jié)料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強了瀝青、礦粉膠結(jié)料體系的相互作用力和整體性[5]．這種聚合物形成的微結(jié)晶區(qū)在集料骨架內(nèi)交聯(lián)而成加筋作用．

Duroflex中其他的成分則通過瀝青灰泥和礦粉成分之間特別的物理化學(xué)作用來發(fā)揮功效[6]．所有作用原理的總和使制得的瀝青混凝土在高溫條件下的強度會有數(shù)倍的提升，而同時在低溫環(huán)境中產(chǎn)生的抗裂能力也會增強．

2 試驗原材料

瀝青采用重交瀝青AH-70及滿足JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》[7]中SBS類I-D的改性瀝青．礦料為符合JTG E42—2005《公路工程集料試驗工程》[8]的石灰?guī)r．抗車轍劑用Duroflex抗車轍劑，其主要成分為高分子聚合物≥80%，纖維≤15%，反應(yīng)劑≥5%；外觀為灰褐色粒狀顆粒物，粒徑在4.75～0.75,mm之間，其形狀不規(guī)則；密度為1.042,g/cm3，融化溫度為130～180,℃；不溶解于煤油、汽油、柴油和三氯乙烯，但溶解于石油醚．

3 級配設(shè)計

通過礦料篩分結(jié)果，采用天津市市政工程研究院優(yōu)化級配范圍，對AC-20C瀝青混合料進行級配設(shè)計，合成級配如表1所示．

表1 合成級配表

4 瀝青混合料性能試驗

為研究Duroflex抗車轍劑對瀝青混合料材料性能的影響，對不同抗車轍劑摻量下混合料的性能進行試驗，并與SBS改性瀝青混合料材料性能進行對比分析．采用通過GTM旋轉(zhuǎn)壓實設(shè)計瀝青混合料的最佳油石比為4.1%．

4.1 試驗方案

本次試驗采用70,A號基質(zhì)瀝青分別成型0.0%，0.3%，0.4%，0.5%抗車轍劑摻量混合料試件，同時采用SBS改性瀝青混合料試件進行對比，驗證不同瀝青、不同摻量下混合料的高溫抗車轍性能、低溫抗裂及水穩(wěn)定性能．

4.2 高溫抗車轍性能試驗

試驗溫度為60,℃、輪壓0.7,MPa條件下動穩(wěn)定度的試驗結(jié)果見表2．

表2 動穩(wěn)定度試驗結(jié)果

由以上動穩(wěn)定度試驗結(jié)果可以看出：①0.3%，0.4%，0.5%抗車轍劑摻量下，基質(zhì)瀝青混合料及改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度均滿足文獻[7]中動穩(wěn)定度＞2,800次/mm的要求；②不摻加抗車轍劑的基質(zhì)瀝青混合料動穩(wěn)定度最小，只有1,891次/mm，摻加0.5%抗車轍劑的瀝青混合料動穩(wěn)定度最大，達到10,204次/mm；③Duroflex抗車轍劑的摻加能夠在很大程度上提高混合料的高溫抗車轍性能，并且隨著抗車轍劑摻量的增加，高溫抗車轍性能顯著提高．

4.3 低溫抗裂性能試驗

利用小梁試驗得出混合料低溫彎拉強度來驗證混合料的低溫抗裂性能．試驗溫度為－10,℃，控溫精度為±0.1,℃，加載速率50,mm/min．試驗設(shè)備為MTS-810(TESTSTAR-Ⅱ型)．試驗結(jié)果見表3．

表3 低溫抗裂試驗結(jié)果

由表3可以看出：

(1)不摻加抗車轍劑基質(zhì)瀝青混合料的低溫彎拉強度最小，為11.22,MPa，0.4%抗車轍劑摻量的基質(zhì)瀝青混合料低溫彎拉強度最大，為13.83,MPa；

(2)基質(zhì)瀝青混合料加上抗車轍劑后，低溫彎拉強度有一定程度的提高；0.0%與0.3%抗車轍劑摻量下基質(zhì)瀝青混合料相比，低溫彎拉強度約提高12%，可見抗車轍劑的添加在提高高溫穩(wěn)定性的同時，也能夠進一步提高瀝青混合料的低溫抗裂性能；

(3)0.3%抗車轍劑摻量的基質(zhì)瀝青混合料的低溫彎拉強度與SBS改性瀝青混合料的相差不大，但0.4%與0.5%抗車轍劑摻量下基質(zhì)瀝青混合料的低溫彎拉強度與SBS改性瀝青混合料的相比，其低溫抗裂能力卻有很大提高；

(4)0.4%的摻量下的瀝青混合料低溫彎拉強度比0.5%的大，說明隨著車轍劑摻量的繼續(xù)增加，瀝青混合料的低溫抗裂性能降低；

(5)與基質(zhì)瀝青混合料相比，改性瀝青混合料具有較好的低溫抗裂性能．

4.4 水穩(wěn)定性能試驗

本次試驗采用殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂試驗驗證混合料的水穩(wěn)定性，試驗結(jié)果見表4．

表4 水穩(wěn)定性試驗結(jié)果

由表4可以看出：①摻加抗車轍劑后穩(wěn)定度較基質(zhì)瀝青混合料與改性瀝青混合料的穩(wěn)定度有所提高，其中0.4%與0.5%摻量下基質(zhì)瀝青混合料的穩(wěn)定度最大，但各種混合料的試驗結(jié)果相差較小，均滿足施工技術(shù)規(guī)范要求；②綜合殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂試驗，與SBS改性瀝青混合料相比，摻加Duroflex抗車轍劑對提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性具有顯著作用，但隨著摻量的繼續(xù)增加，水穩(wěn)定性有所降低．

5 結(jié) 論

(1)與SBS改性瀝青混合料相比，Duroflex抗車轍劑的摻加能夠在很大程度上提高混合料的高溫抗車轍性能，并且隨著抗車轍劑摻量的增加，其高溫抗車轍性能顯著提高．

(2)隨著抗車轍劑摻量的增加，瀝青混合料的低溫抗裂性與水穩(wěn)定性同樣有所改善；但隨著摻量的繼續(xù)增加，低溫抗裂性能與水穩(wěn)定性能有所降低．因此，在采用抗車轍劑對瀝青混合料進行改性的同時，應(yīng)當(dāng)綜合考慮瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能與水穩(wěn)定性問題．

［1］ 沈金安．瀝青及瀝青混合料路用性能[M]. 北京：人民交通出版社，2001：20-26.

［2］ 樊興華. Duroflex添加劑在瀝青混凝土的研究應(yīng)用[J].石家莊鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，11(3)：52-55.

［3］ 馬 強. Duroflex改性劑對瀝青混合料性能影響研究[J]. 建材世界，2012，33(1)：24-27.

［4］ 孫義冰. 瀝青混凝土添加劑Duroflex應(yīng)用技術(shù)研究[R]. 西安：長安大學(xué)，2008：14-15.

［5］ 權(quán)登州. 摻Duroflex 抗車轍劑瀝青混合料性能研究[J]. 河北交通科技，2008，5(2)：35-37.

［6］ 陳文凱. Duroflex瀝青混凝土改性添加劑應(yīng)用研究[J].黑龍江交通科技，2011(3)：38-39.

［7］ JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

［8］ JTG E42—2005，公路工程集料試驗工程[S].

Effect on Duroflex Anti-rutting Agent on Asphalt Mixture Performance

DAI Yin-song，ZHANG Hong-bing，QI Hao-song
(Tianjin Municipal Engineering Research Institute，Tianjin 300074，China)

This paper studies the effect of Duroflex anti-rutting agent on asphalt mixture performance．It tests the high temperature stability，low temperature stability and water stability of AC-20C asphalt mixture in different anti-rutting agent dosages，and does a comparative analysis with the performance of SBS modified asphalt mixture. The result shows that adding Duroflex anti-rutting agent on asphalt mixture significantly improves the high temperature stability，low temperature stability and water stability.

road engineering；asphalt mixture；Duroflex anti-rutting agent

U414

A

2095-719X(2014)01-0044-03

2013-07-10；

2013-10-25

代印松（1986—），男，河北青縣人，天津市市政工程研究院助理工程師．