任少輝,劉丹丹

(1.黑龍江省公路科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080;2.哈爾濱華通道橋技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司,黑龍江 哈爾濱 150080)

彩色瀝青的應(yīng)用在我國起步較晚，相對的技術(shù)要求沒有統(tǒng)一要求，此前一些地區(qū)如上海、天津等地，根據(jù)自身的地域特點，編制適合自己區(qū)域的彩色瀝青施工技術(shù)指南，來指導(dǎo)本地區(qū)彩色瀝青生產(chǎn)和施工。直到2017年7月1日正式實施了《彩色瀝青混凝土》GB/T32984-2016，提出彩色瀝青結(jié)合料及混凝土的技術(shù)要求，現(xiàn)階段只有這本國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提出彩色瀝青原材料及混凝土的技術(shù)要求。

調(diào)研選取了遼寧省三家彩色瀝青生產(chǎn)廠家，分別取樣(標(biāo)注為：試樣A；試樣B；試樣C)進行了明色瀝青的性能研究，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)階段對彩色瀝青研究成果，課題組主要對彩色瀝青的針入度、延度、軟化點作為重點研究項目，其次是旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化后的指標(biāo)，用于評價老化性能，顏色變化。

1 彩色瀝青結(jié)合料三大指標(biāo)的對比

為保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，消除人為誤差、設(shè)備誤差等因素對試驗結(jié)果的影響，試驗分為三個小組平行試驗，通過對試驗數(shù)據(jù)的對比分析，剔除因誤差產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，選取試驗準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為最終試驗結(jié)果，試驗結(jié)果如表1所示。

表1 彩色瀝青結(jié)合料三大指標(biāo)數(shù)據(jù)匯總表

圖1 針入度對比圖

圖2 延度對比圖

圖3 軟化點對比圖

通過試驗對比研究可以看出：試樣B的試驗數(shù)據(jù)延度、針入度均優(yōu)于試樣A和試樣C，試樣A的軟化點值最大。通過上述實驗結(jié)果，可以得出：三種試樣在成分(改性劑、增塑劑、樹脂等)組成上有一定的差異。根據(jù)工程需要，可以改變各組成成分，來調(diào)整瀝青的針入度、延度、軟化點等指標(biāo)，進行彩色瀝青的生產(chǎn)。

在進行彩色瀝青針入度、延度、軟化點對比分析后，課題組還進行了進一步研究，研究彩色瀝青的針入度指數(shù)PI，課題組進行了15 ℃、25 ℃、30 ℃的三個溫度的針入度試驗，并計算出相應(yīng)的針入度指數(shù)、當(dāng)量軟化點、當(dāng)量脆點，感溫性能研究數(shù)據(jù)如表2和圖4。

表2 彩色瀝青的感溫性能研究數(shù)據(jù)匯總表

圖4 試樣B的T800/℃和T1.2/℃示意圖

通常將當(dāng)量軟化點T800作為評價瀝青高溫穩(wěn)定性的關(guān)鍵性指標(biāo)。T800越大，瀝青的高溫穩(wěn)定性越好，相反T800低的瀝青在夏季易產(chǎn)生塑性流動。用當(dāng)量脆點T1.2表征瀝青低溫開裂性的指標(biāo)。T1.2高的瀝青在冬季路面溫度低時會產(chǎn)生開裂。當(dāng)量軟化點與脆點之差為粘彈區(qū)間，其反映了瀝青對溫度的適應(yīng)范圍。實際上只有保證瀝青處于脆點和軟化點之間的溫度下瀝青才不易脆裂、不易流動，用于工程時才不易出現(xiàn)開裂、擁包等病害。

通過對三家彩色瀝青感溫性的進一步研究并對試驗數(shù)據(jù)的分析對比：在相同的試驗條件下，試樣B的當(dāng)量軟化點、當(dāng)量脆點優(yōu)于試樣A和C，粘彈區(qū)間的范圍最大。結(jié)合針入度、延度、軟化點三項指標(biāo)的數(shù)據(jù)，與我省高寒緯度地區(qū)的地域和氣候特點，試樣B作為彩色瀝青混合料性能研究的首選瀝青。

2 彩色瀝青老化性能研究

抗老化性能是影響路面壽命的主要因素，是評價耐久性的一項重要指標(biāo)。瀝青的老化主要有4個方面：氧化老化、揮發(fā)物的衰減、自然硬化和滲流硬化。由于瀝青老化是在薄膜烘箱中加熱163 ℃，時間為5 h后，進行加熱前后質(zhì)量變化、殘留針入度比、殘留延度的試驗，進行老化后性能對比研究，試驗數(shù)據(jù)如表3。

表3 彩色瀝青結(jié)合料老化后數(shù)據(jù)匯總表

通過老化試驗：三種試樣A、B、C的質(zhì)量變化、殘留針入度比均滿足規(guī)范要求和研究需要，試樣C的殘留延度不滿足規(guī)范要求。剔除不滿足要求的試樣C，對比試樣A、B三項實驗數(shù)據(jù)可知，試樣B的老化性能優(yōu)于試樣A。

3 與我省常用瀝青性能對比

現(xiàn)階段，黑龍江省常用的改性瀝青為SBS類I-C型，此種改性瀝青具有較好的低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性的優(yōu)點。課題組在我省在建項目呼瑪至十八站項目選取了改性瀝青，進行了瀝青的三大指標(biāo)和老化后三項試驗，與彩色瀝青進行對比，其試驗對比數(shù)據(jù)見表4。

根據(jù)表4的數(shù)據(jù)對比分析，彩色瀝青軟化點、延度以及老化后的針入度比優(yōu)于SBS改性瀝青，通過老化后針入度比可知，彩色瀝青的抗老化性能更優(yōu)；針入度、老化后的延度弱于改性瀝青，老化后的質(zhì)量變化基本一致，總體說：彩色瀝青與SBS改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)相近。

表4 彩色瀝青與改性瀝青主要數(shù)據(jù)對比

4 適應(yīng)我省寒冷地區(qū)彩色瀝青技術(shù)性能建議值

黑龍江是中國位置最北、最東，緯度最高，經(jīng)度最東的省份。黑龍江省西起121°11′，東至135°05′，南起43°25′，北至53°33′，南北跨10個緯度，2個熱量帶；東西跨14個經(jīng)度，3個濕潤區(qū)。全省年平均氣溫多在-4 ℃～5 ℃之間。冬季漫長寒冷，夏季短促，春秋干燥涼爽，年降水量400～650 mm。

結(jié)合黑龍江省的地域、氣候特點，我省近期使用的改性瀝青，在《彩色瀝青混凝土》GB-T 32984-2016的基礎(chǔ)上，建議我省的改性彩色瀝青(I-C)技術(shù)指標(biāo)，見表5。

表5 黑龍江省彩色瀝青技術(shù)指標(biāo)建議值

通過對改性彩色瀝青的研究并且與我省常用SBS改性瀝青的對比可知：改性彩色瀝青與SBS改性瀝青針入度、延度、軟化點和老化后三項要求相近，改性彩色瀝青的抗老化性能優(yōu)于SBS改性瀝青；同時提出了適合黑龍江省改性彩色瀝青(I-C型)技術(shù)指標(biāo)的建議值。