張 瑾，李美杰

(山東交通學(xué)院土木工程學(xué)院，山東 濟南 250357)

1 瀝青混合料的選取及檢測

一般來說，瀝青混合料由多種原材料組成，包括瀝青膠結(jié)料、礦粉、細集料和粗集料等，原材料的性質(zhì)直接影響到混合料的性能，尤其是對路用性能的影響比較大。

1.1 瀝青

通過對多種瀝青混合料的性能進行分析，SBS改性瀝青具有較好的抗低溫能力，故最終選擇SBS(I－B)改性KLMY90#瀝青(以下簡稱SBS)作為試驗?zāi)z結(jié)料。對SBS的路用性能進行測試，檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知，SBS各項檢測指標滿足文獻［1］的要求。

表1 SBS試驗檢測結(jié)果

1.2 集料

集料主要為石灰?guī)r，技術(shù)性能檢測結(jié)果如表2、3所示。

1.3 填料

填料的技術(shù)性能試驗結(jié)果見表4。

由表2～4可知，粗、細集料及礦粉的各項指標均滿足文獻［1］的技術(shù)要求。

2 溫拌添加劑

2.1 Sasobit

Sasobit是一種聚烯烴類瀝青改性劑，是一種長鏈碳氫化合物，基于費托合成法合成，廣泛應(yīng)用于各種瀝青混合料中。Sasobit每條鏈上的碳原子數(shù)量是50～120，既適用于進口瀝青，也適用于國產(chǎn)瀝青。從外表看，Sasobit是淡黃色或白色的小顆粒。合成蠟在116℃會融化，Sasobit與合成蠟相似，當把Sasobit加入到瀝青中，能明顯看到Sasobit會對瀝青的高溫性能造成影響。當溫度低于熔點時，Sasobit在瀝青中形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得瀝青混合料在高溫時穩(wěn)定性更佳，這相當于提高了瀝青混合料的軟化點［2－6］。

表2 粗集料的技術(shù)性能試驗結(jié)果

表3 細集料的技術(shù)性能試驗結(jié)果

表4 填料的技術(shù)性能試驗結(jié)果

2.2 Evotherm

Evotherm是以表面活性劑為基礎(chǔ)，通過濃縮液乳化技術(shù)制成。表面活性劑實際是一種能夠降低有機液體表面張力的溶劑，一般來說只需要添加少許即可。表面活性劑的部分分子團具有較強的極性和吸附能力，能夠吸附瀝青中的大分子;另外一些分子團極性較弱，具備一定的親和力，能夠起到吸附水分子的作用;當這2種分子同時進入到高溫瀝青中，能夠發(fā)揮不同的作用，大大地減少瀝青分子之間的作用力，降低瀝青混合料的粘性，增強瀝青的裹附效果［7－8］。

2.3 陸路邦溫拌劑

陸路邦溫拌劑是國產(chǎn)品牌，其主要功能是降粘［9］。陸路邦溫拌劑的主要化學(xué)成分是烷基醇酰胺，其性能十分優(yōu)越，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域中，包括液體洗滌劑和非離子活性劑等。將這種溫拌劑加入到瀝青混合料中，極性很弱的分子會迅速進入到各個組分之中，使各組分之間的流動性能變差，同時溫拌劑自身會形成一種分散結(jié)構(gòu)，從而降低瀝青的粘度。在實際應(yīng)用中，為了進一步發(fā)揮陸路邦溫拌劑的分散性能，往往加入一定量的稀釋劑，如航空煤油［10－11］。

3 低溫性能試驗

3.1 試驗方案

為了更加直觀的比較不同集料組成的瀝青混合料抗剪性能的差異，對3種集料均采用AC－13級配(如圖1所示)制備瀝青混合料試件(空隙率控制在4.0%左右)，并在試驗過程中，分別加入3種溫拌添加劑，通過試驗測定瀝青混合料在－10℃(允許最大偏差為0.5℃)、加載速度50 mm/min時彎曲破壞的力學(xué)性質(zhì)，按照規(guī)范提出的瀝青混合料低溫性能評價指標即最大彎拉應(yīng)變來評價瀝青混合料的低溫抗裂性能。由輪碾成型的板塊狀試件切割制作成250 mm×30 mm×35 mm的棱柱體試件，經(jīng)碾壓后的試件密度控制為馬歇爾試驗標準擊實密度。采用MTS810型材料試驗系統(tǒng)進行瀝青混合料低溫彎曲試驗，由系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)采集，然后將得到的試驗結(jié)果進行比較。

圖1 AC－13級配曲線

3.2 試驗分析

瀝青混合料的路用性能包括3個方面，分別是高溫性能、低溫性能和水穩(wěn)性能。這3個性能都是評價路用性能的重要指標，直接決定瀝青混合料的品質(zhì)，瀝青混合料的低溫抗裂性能與路面的開裂直接相關(guān)［12］。本文通過小梁低溫彎曲試驗進行評估，從低溫性能的角度分析不同溫拌添加劑對瀝青混合料的影響。試驗采用規(guī)定的加載速度50 mm/min在跨徑中央施以集中荷載，直至試驗破壞，記錄破壞荷載和跨中撓度，并計算出破壞時的抗彎拉強度和梁底最大彎拉應(yīng)變［1］。試驗數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 低溫試驗結(jié)果

1)破壞載荷

由表5可知，瀝青混合料中加入Evotherm后承受的破壞載荷最大，達到了1 785 N;另外，添加Sasobit也能夠提高瀝青混合料的最大破壞載荷;加入陸路邦溫拌劑，試件承受最大破壞荷載的能力下降［13］。

2)抗拉彎強度對比

由表5可知，SBS的抗拉彎強度達到12.74 MPa，具有很強的抗拉彎能力［14－15］。3種不同的溫拌添加劑對抗拉彎強度的影響與對破壞載荷的影響相似，加入Evotherm后得到的效果最好，Sasobit次之，而加入陸路邦溫拌劑起到負面作用。

3)跨中撓度對比

由表5可知，SBS承受的跨中撓度為15 mm，添加Sasobit和Evotherm都起到降低跨中撓度的作用，添加陸路邦溫拌劑卻起到增加瀝青混合料的跨中撓度的作用。

4)極限應(yīng)變對比

根據(jù)文獻［1］的規(guī)定，瀝青混合料最小極限應(yīng)變要能達到0.025×10－6，試驗中3種類型的混合料均滿足文獻［1］的要求。另外，由表5可知，當加入Evotherm和Sasobit后，混合料的極限應(yīng)力略有下降，這說明這2種添加劑對瀝青混合料的低溫抗裂性能起到了負面影響。加入陸路邦溫拌劑，提高了混合料的低溫抗裂性能［16］。

4 結(jié)語

通過試驗研究了不同類型的溫拌添加劑對瀝青混合料低溫性能的影響。試驗結(jié)果表明，Evotherm能夠提高破壞荷載和抗拉彎強度，而陸路邦溫拌劑能夠改善跨中撓度和極限應(yīng)變;Sasobit的影響趨勢與Evotherm相同，但是影響程度沒有Evotherm大。研究表明，不同類型的溫拌添加劑能夠影響瀝青混合料的性能，所以，可以通過添加劑來改善混合料的性能。

［1］交通部公路科學(xué)研究所.JTG F40—2004 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］李德超.溫拌瀝青混合料技術(shù)綜述［J］.石油瀝青，2008(5):7－11.

［3］蔡春華，曹亞東，嚴軍，等.溫拌瀝青混合料的應(yīng)用研究［J］.上海建設(shè)科技，2006(6):31－32.

［4］白詩堯.不同溫拌瀝青對瀝青混合料路用性能影響的室內(nèi)性能研究［D］.長沙:長沙理工大學(xué)，2012.

［5］王曉磊，張久鵬，肖維，等.Sasobit改性劑在瀝青混凝土路面低溫施工中的應(yīng)用分析［J］.公路，2007(3):137－141.

［6］張銳，黃曉明.添加Sasobit的瀝青與瀝青混合料性能分析［J］.交通運輸工程學(xué)報，2007，7(4):54－57.

［7］左鋒，葉奮.國外溫拌瀝青混合料技術(shù)與性能評價［J］.中外公路，2007(6):168－172.

［8］傅志勇.瀝青混合料高溫性能實驗方法研究［D］.長沙:長沙理工大學(xué)，2005.

［9］張銳，黃曉明，趙永利，等.加入新型添加劑的瀝青混合料路用性能研究［J］.公路交通科技，2006，23(11):27－30.

［10］邱欣.新型改性瀝青混合料路用性能評價研究［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報，2006，22(6):85－86.

［11］張銳.加入新型添加劑的瀝青混合料路用性能研究［J］.公路交通科技，2006，23(11):12－13.

［12］秦永春，黃頌昌，徐劍，等.溫拌瀝青混合料技術(shù)及最新研究［J］.石油瀝青，2006，20(4):24 －27.

［13］謝壽華，劉曉芬.摻加 Sasobit改性瀝青的試驗及評價［J］.中外公路，2003，23(5):113 －114.

［14］董文龍，劉黎萍，江濤.添加劑劑量對改善瀝青紫外線老化作用的影響分析［J］.山東交通學(xué)院學(xué)報，2006，14(4):62－66.

［15］楊錫武，劉惠.摻乳化瀝青半剛性基層混合料的強度與收縮性研究［J］.山東交通學(xué)院學(xué)報，2009，17(1):65－71.

［16］袁美俊，高立鑫，成菲.抗拉強度指標在ATB－25設(shè)計中的應(yīng)用［J］.山東交通學(xué)院學(xué)報，2010，18(4):68－72.