王新剛(西安公路研究院,陜西西安　710054)

瀝青抗剝落劑對(duì)混合料水穩(wěn)定性的改善作用研究

王新剛
(西安公路研究院,陜西西安710054)

通過(guò)瀝青與集料的粘附性試驗(yàn)以及混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)與凍融劈裂試驗(yàn)的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),采用粘附性試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性并不準(zhǔn)確,而采用混合料試驗(yàn)評(píng)價(jià)則較為可靠.試驗(yàn)表明,PA1型抗剝落劑對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性有良好的改善作用,而且對(duì)瀝青混合料的高低溫穩(wěn)定性影響較小.

粘附性試驗(yàn);水穩(wěn)定性;抗剝落劑;高低溫穩(wěn)定性

0　引　言

瀝青路面水損害是目前中國(guó)高速公路瀝青路面早期病害的主要形式之一.引起瀝青路面水損害的因素非常多,如路面壓實(shí)度不足、空隙率過(guò)大、排水不良等,其根本原因是瀝青與集料的粘附性不足,導(dǎo)致瀝青從集料表面剝落[1-3].向?yàn)r青混合料中加入抗剝落劑,從而改善瀝青與集料的粘附性,提高瀝青混合料的抗水損害能力,是目前最具實(shí)用性的方法[4].本文通過(guò)混合料試驗(yàn)對(duì)某瀝青抗剝落劑PA1型產(chǎn)品的使用效果進(jìn)行研究分析.

1　原材料

1.1瀝青

試驗(yàn)采用SBS(ID類(lèi))改性瀝青,測(cè)得其基本技術(shù)指標(biāo)如表1所示.

表1　SBS(ID類(lèi))改性瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果

1.2集料

試驗(yàn)集料由10～20 mm、10～15 mm、5～10 mm、0～5 mm四種規(guī)格組成,試驗(yàn)測(cè)得其相關(guān)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2.

1.3級(jí)配

本文選擇AC16C型瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)研究,為保證試驗(yàn)級(jí)配的穩(wěn)定性,采用逐檔配料的方法合成級(jí)配,級(jí)配曲線(xiàn)如圖1所示.

表2　集料密度試驗(yàn)結(jié)果

圖1　AC16C型瀝青混合料合成級(jí)配

2　配合比設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)先將PA1型瀝青抗剝落劑按照摻配比例加入瀝青中并攪拌均勻,然后用馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)[5],試件擊實(shí)成型溫度為160℃,每個(gè)試件擊實(shí)次數(shù)為雙面各75次.馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果如表3所示.

表3　AC16C瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)規(guī)范要求,目標(biāo)空隙率為4.5%時(shí)的混合料油石比為4.4%,由表3可知,此時(shí)馬歇爾試件的各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求.故確定AC16C的最佳油石比為4.4%,并以此油石比成型試件進(jìn)行混合料的水穩(wěn)及高低溫性能試驗(yàn).

3　混合料的路用性能

通過(guò)殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度、車(chē)轍、低溫小梁彎曲試驗(yàn)分別對(duì)4.4%油石比的瀝青混合料的路用性能進(jìn)行了檢驗(yàn),結(jié)果如下.

3.1水穩(wěn)定性

AC16C瀝青混合料水穩(wěn)定性馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果和凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果分別如表4、5所示.

表4　AC16C瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表5　AC16C瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

由表2集料密度試驗(yàn)結(jié)果可以看到,由于采用了SBS改性瀝青,其與集料的粘附性達(dá)到了5級(jí),完全符合現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)技術(shù)要求[6].然而,混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果卻表明,在不添加抗剝落劑的情況下,瀝青混合料的水穩(wěn)定性很差,尤其是當(dāng)混合料試件在60℃水浴中浸泡48 h后,瀝青與集料的剝離現(xiàn)象非常嚴(yán)重,如圖2所示.說(shuō)明瀝青與集料的粘附性根本不能達(dá)到混合料水穩(wěn)定性的技術(shù)要求,這個(gè)結(jié)果與集料粘附性試驗(yàn)結(jié)果完全相反.由此可見(jiàn),用集料粘附性試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性能是不準(zhǔn)確的.經(jīng)進(jìn)一步探究瀝青混合料水穩(wěn)定性較差的原因,發(fā)現(xiàn)主要是試驗(yàn)所用集料表面不夠干凈(圖3),含塵太多導(dǎo)致的,因此應(yīng)對(duì)集料采取一定的清潔措施,或者使用抗剝落劑對(duì)其與瀝青的粘附性進(jìn)行改善.本文采取了添加PA1型抗剝落劑的改善措施,由表4、5可知,在添加抗剝落劑后,瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比都得到了顯著提高,基本達(dá)到了中國(guó)規(guī)范中對(duì)改性瀝青混合料水穩(wěn)定性的技術(shù)要求.這也表明,PA1型抗剝落劑的添加對(duì)于提高瀝青與集料的粘結(jié)力以及改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性確實(shí)有良好的效果[7]. )

圖2　AC16C型瀝青混合料浸水后剝落情況

圖3　粗集料表面狀況

3.2高低溫性能

為了檢驗(yàn)PA1型瀝青抗剝落劑是否對(duì)瀝青混合料的高低溫穩(wěn)定性能有影響,本文按照?公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程?(JT E20—2011)規(guī)定的試驗(yàn)方法分別進(jìn)行了60℃車(chē)轍與－10℃低溫彎曲試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表6、7.

表6　AC16C瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果

表7　AC16C瀝青混合料小梁低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果

由表6、7可知,抗剝落劑的使用對(duì)瀝青與集料間的粘結(jié)力有很大的改善作用,所以添加抗剝落劑后瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性略有改善,但是對(duì)混合料的低溫性能則稍有不利,不過(guò)由于抗剝落劑摻量較少,影響程度也都較低,因此基本上瀝青混合料的高低溫性依然可以維持在原有的水平上[8-9].

4　結(jié)　語(yǔ)

通過(guò)以上試驗(yàn)分析可以發(fā)現(xiàn),瀝青與集料的粘附性試驗(yàn)不能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性,而浸水馬歇爾試驗(yàn)與凍融劈裂試驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果更為可靠;PA1型瀝青抗剝落劑對(duì)提高瀝青與集料的粘結(jié)力、改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性確實(shí)有良好的效果;PA1型瀝青抗剝落劑對(duì)瀝青混合料的高低溫穩(wěn)定性能影響較小,在本文采取的摻量條件下基本可以忽略.由于本文僅研究了PA1型抗剝落劑對(duì)新瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善作用,對(duì)抗剝落劑在瀝青混合料使用多年后的效果沒(méi)有研究,因此,有必要通過(guò)長(zhǎng)期性能試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)價(jià)其對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果.

[1]吳梁,周嬌.浸水劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料水穩(wěn)定性[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2013,30(7):46-49.

[2]韓瑞民,楊韻華.抗剝落劑對(duì)瀝青混合料性能作用的研究[J].公路,2002(11):83-85.

[3]任滿(mǎn)倉(cāng).抗剝落劑對(duì)瀝青路用性能影響研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2012.

[4]張宜洛.花崗巖瀝青混合料水穩(wěn)性解決措施研究[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2003,20(1):9-12.

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

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

[7]韓瑞民,楊韻華,彌海晨,等.摻抗剝落劑瀝青混合料的試驗(yàn)研究[J].石油瀝青,2002(3):10-13.

[8]徐克威.浸水車(chē)轍試驗(yàn)用于瀝青混合料水穩(wěn)定性研究[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào),2000,20(1):58-60.

[9]黃云涌,劉朝暉,李宇峙.瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào),2002,2(2):19-22.

[責(zé)任編輯:王玉玲]

Study on Improvement of Anti-stripping Agent to Water Stability of Asphalt Mixture

WAN Xingang
(Xi?an Highway Research Institute,Xi?an 710054,Shaanxi,China)

By comparing the results of adhesion test and Marshall immersion test and freeze-thaw splitting test,it was found out that tests on mixture are more reliable in evaluating the water stability of asphalt mixture than adhesion test.The test results show that PA1 anti-stripping agent makes a noticeable improvement to water stability of asphalt mixture,while the high and low temperature stability is less affected.

adhesion test;water stability;anti-stripping agent;high and low temperature stability

U414.2

B

1000-033X(2015)01-0073-03

2014-10-14

國(guó)家自然科學(xué)基金(51278060)