周曉輝（中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300452）

特立尼達(dá)湖瀝青（TLA）是世界上使用最廣泛的天然湖瀝青，由地層內(nèi)部的石油資源經(jīng)過億萬年地殼運(yùn)動(dòng)和火山口的高溫作用而形成，其具有如下特點(diǎn)：含氮量高，且氮元素以官能團(tuán)形式存在，這使其具有很強(qiáng)的浸潤(rùn)性；抗老化能力強(qiáng)；不含蠟，當(dāng)加入到基質(zhì)瀝青中，能降低蠟對(duì)基質(zhì)瀝青的危害［1］。由于特立尼達(dá)湖瀝青針入度較低且軟化點(diǎn)較高，符合文獻(xiàn) ［2］的要求。因而將特立尼達(dá)湖瀝青應(yīng)用在基質(zhì)瀝青中，可以大大改善改性瀝青混合料的路用性能。下面，筆者對(duì)特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料的性能進(jìn)行了研究。

1 特立尼達(dá)湖瀝青的改性

采用質(zhì)量?jī)?nèi)摻法進(jìn)行改性試驗(yàn)［2］，特立尼達(dá)湖瀝青摻量分別為15%、20%、25%、30%。將70＃中?；|(zhì)瀝青放置于150℃烘箱中進(jìn)行加熱融化，按照上述質(zhì)量比進(jìn)行摻配，將瀝青溫度控制在160～170℃，利用高速剪切機(jī)進(jìn)行高速剪切40～50min后，進(jìn)行針入度、軟化點(diǎn)和粘附性試驗(yàn)［2］，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。從表1可以看出，隨著特立尼達(dá)湖瀝青摻量增加，針入度值減?。ㄊ够|(zhì)瀝青的溫度敏感性降低），軟化點(diǎn)值增大（改善基質(zhì)瀝青的高溫性能），粘附性等級(jí)增大（使基質(zhì)瀝青變得更加粘稠）。

表1 特立尼達(dá)湖改性瀝青試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2 特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料的性能分析

采用摻量30%的特立尼達(dá)湖改性瀝青和摻量4.0%的熱塑性彈性體類（styrene butadiene styrene block copolymer，SBS）改性瀝青進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。選用玄武巖AC-13型瀝青混合料，配合比（質(zhì)量比百分比）為（9.5～13.2mm碎石）∶（4.75～9.5mm碎石）∶（0～2.36mm機(jī)制砂）∶礦粉＝30∶39∶28∶3。

2.1 抗高溫性能

利用車轍試驗(yàn)了解改性瀝青混合料的抗高溫性能［2］，試驗(yàn)條件如下：試驗(yàn)溫度60℃；輪壓0.7MPa。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。從表2可以看出，特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料比SBS改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度高，表明其抗高溫性能更好，其原因是特立尼達(dá)湖瀝青中具有含量高的抗氧化自由基，使其具有很強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性［3］。

表2 抗高溫性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2.2 抗水損害性能

采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗水損害性能［2］，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。由表3可知，特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料比SBS改性瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比和浸水殘留穩(wěn)定度高，表明其抗水損壞能力更強(qiáng)，其原因是特立尼達(dá)湖瀝青具有較好浸潤(rùn)性，增強(qiáng)了材料表面結(jié)合力，從而阻止水對(duì)其結(jié)構(gòu)的破壞［3］。

2.3 低溫抗裂性能

當(dāng)路面溫度下降時(shí)，瀝青路面會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)變。當(dāng)溫度突變時(shí)，收縮應(yīng)變伴隨著過多的應(yīng)力積聚，當(dāng)應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)會(huì)導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)的破壞［4］。采用低溫彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)改性瀝青混合料的低溫抗裂性能［5］，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示。從表4可以看出，特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料的低溫彎曲應(yīng)變比SBS改性瀝青混合料更高，表明特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料具有更好的低溫抗裂性能，其原因是特立尼達(dá)湖瀝青中半固態(tài)石油基及細(xì)小礦物與基質(zhì)瀝青相容共存，降低了特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料的溫度敏感性，從而減少了瀝青路面裂紋的產(chǎn)生［4］。

表3 抗水損害性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表4 低溫性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

3 結(jié)論

1）特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性好，具有良好的抗高溫性能。

2）特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料具有較好的抗水損壞性能。

3）特立尼達(dá)湖改性瀝青混合料具有較強(qiáng)的低溫抗裂性能。

［1］趙遷喬.天然瀝青對(duì)石油瀝青路用性能改善研究 ［D］.西安：長(zhǎng)安大學(xué)公路工程學(xué)院，2005.

［2］JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 ［S］.

［3］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.

［4］陳煒.TLA改性瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)研究 ［D］.長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2007.

［5］沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防 ［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［編輯］ 李啟棟