張永明
(佛山市建盈發(fā)展有限公司 佛山市 528313)
當前路面建設(shè)中,主要采用具有良好性能的瀝青路面,其中大部分瀝青路面均采用傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料鋪筑而成[1]。但熱拌瀝青混合料所需的制備及鋪筑溫度都很高,建設(shè)周期內(nèi)不僅會消耗大量能源,而且還伴隨各種廢氣、粉塵等污染物的排放,對周邊環(huán)境及人員健康造成嚴重危害。為避免熱拌瀝青混合料的這些缺點,研究人員開始嘗試使用瀝青混合料溫拌技術(shù)[2]。
目前國內(nèi)溫拌技術(shù)應(yīng)用較為廣泛,使用較多的溫拌劑產(chǎn)品包括EC120及Evotherm溫拌劑。EC120是線性脂肪族烴混合物的一類,熔點在100℃左右,當溫度超過110℃后,可以在瀝青中呈現(xiàn)液態(tài)形式,與瀝青相容性好。EC120在瀝青中形成的網(wǎng)格構(gòu)造,可以使其穩(wěn)定存在于瀝青中,并大幅度減小瀝青在高低溫時的粘度,達到降低拌和溫度的效果。瀝青的老化是由瀝青所含的油和膠變低引起的。由于EC120擁有固結(jié)油蠟成分的效果,因此添加溫拌劑的改性瀝青具有優(yōu)異的抗老化性能[3]。
Evotherm為一定濃度的暗黃色水溶液,主要成分是表面活性劑。其作用機理是在高溫攪拌過程中,水、Evotherm和瀝青混合形成結(jié)構(gòu)固定的水膜。所形成的水膜具有良好的全溫段潤滑效果,在低溫時依然可以使瀝青具有較好的流動性,降低其粘度,提高制備和易性。在此背景下,選取EC120及Evotherm兩種溫拌劑分別制備溫拌瀝青混合料,研究溫拌劑改性瀝青技術(shù)指標、瀝青混合料體積指標及路用性能的變化,分析這兩種溫拌劑的使用特點及性能優(yōu)勢。
研究使用的瀝青為70號基質(zhì)瀝青,兩種溫拌改性劑分別為深圳海川生產(chǎn)的EC120溫拌改性劑與上海龍孚生產(chǎn)的Evotherm表面活性類溫拌劑。
先將兩種溫拌劑分別制備成溫拌改性瀝青。結(jié)合國內(nèi)的研究資料及以往的使用經(jīng)驗[4],EC120摻量為瀝青質(zhì)量的3.5%,Evotherm摻量為瀝青質(zhì)量的0.7%。再用溫拌改性瀝青分別制備AC-13溫拌瀝青混合料,同時制備不含溫拌劑的普通AC-13瀝青混合料作為對照組。瀝青混合料配合比設(shè)計如表1所示,混合料的最佳油石比為4.7%。
表1 AC-13瀝青混合料目標配合比級配
普通AC-13瀝青混合料的拌和溫度為145℃,EC120溫拌瀝青混合料的拌和溫度為130℃,Evotherm溫拌瀝青混合料的拌和溫度為135℃。
通過浸水馬歇尓試驗、凍融劈裂試驗、車轍試驗及低溫彎曲小梁試驗,研究兩種溫拌劑加入后混合料高低溫性能及水穩(wěn)定性的變化。
基質(zhì)瀝青與溫拌改性瀝青的技術(shù)指標如表2所示。
表2 瀝青技術(shù)指標
從表2中可以看出:
(1)EC120的摻入對基質(zhì)瀝青技術(shù)指標影響較大,針入度下降了34.33%,延度下降了46.67%,軟化點提高了14.74%,黏度降低了32.43%,EC120溫拌劑對基質(zhì)瀝青的高溫性能改善顯著。
(2)Evotherm的摻入對基質(zhì)瀝青技術(shù)指標影響較小,針入度下降了5.97%,延度下降了2.13%,軟化點提高了2.11%,黏度提高了10.81%。
采用馬歇爾試驗得到了三種AC-13瀝青混合料的體積指標,如表3所示。
表3 AC-13瀝青混合料體積性能
當加入溫拌劑后,有以下結(jié)論:
(1)摻入EC120后,溫拌瀝青混合料的穩(wěn)定度顯著提升,較普通AC-13瀝青混合料提高了48.21%,其他體積指標相比相差不大。
(2)摻入Evotherm后,混合料各項體積指標與普通AC-13瀝青混合料較為接近,表明Evotherm的摻入對混合料體積指標影響較小。
對瀝青混合料進行車轍試驗、馬歇爾試驗及低溫彎曲小梁試驗,得到的路用性能結(jié)果如表4所示。
表4 AC-13瀝青混合料路用性能
從表4中可以看出:
(1)高溫穩(wěn)定性方面,兩種溫拌劑均能提高瀝青混合料的抗車轍能力,EC120溫拌瀝青混合料的動穩(wěn)定度比普通瀝青混合料提高了將近兩倍,Evotherm溫拌瀝青混合料提高了17.55%,測試結(jié)果與軟化點、馬歇爾穩(wěn)定度的變化規(guī)律一致,驗證了EC120具有提高瀝青混合料強度的效果。
(2)水穩(wěn)定性方面,EC120溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性小幅提高,Evotherm溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性略有降低。
(3)低溫性能方面,EC120溫拌瀝青混合料的破壞應(yīng)變相比普通瀝青混合料下降23.19%,降幅較大;Evotherm的添加不會對低溫性能產(chǎn)生較大影響。
(1)溫拌瀝青指標的研究表明,EC120的摻入對基質(zhì)瀝青技術(shù)指標影響較大,Evotherm的摻入對基質(zhì)瀝青技術(shù)指標影響較小。
(2)溫拌瀝青混合料體積指標和性能研究表明,當使用EC120溫拌劑時,瀝青混合料的強度顯著增大,高溫性能和水穩(wěn)性能大幅提高,低溫性能明顯下降;Evotherm溫拌劑的摻入僅能有限提高瀝青混合料的高溫性能,水穩(wěn)性能及低溫性能無明顯影響。
(3)在實現(xiàn)相近溫拌效果的同時,EC120溫拌劑對混合料性能影響顯著,Evotherm溫拌劑對混合料性能基本無影響。