唐斌璨

(湖南省交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖南 長沙 410200)

1 試驗材料

1.1 瀝青

試驗所用的瀝青類型為SBS改性瀝青，通過加熱90#基質(zhì)瀝青至160～170 ℃后添加SBS改性劑，然后用玻璃棒人工攪拌，讓其進行發(fā)育，用剪切機在6 000 r/min轉(zhuǎn)速下剪切，使其充分溶脹，最后加入一定量的穩(wěn)定劑及相容劑使其穩(wěn)定即可完成試樣制備。按照JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》的試驗方法檢測SBS改性瀝青技術(shù)指標，結(jié)果如表1所示。檢測結(jié)果均符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

表1 SBS改性瀝青檢測結(jié)果

1.2 集料

粗集料采用玄武巖碎石，其技術(shù)性能指標如表2所示。細集料采用機制砂，其技術(shù)性能指標如表3所示。礦粉采用石灰石礦粉，其技術(shù)性能指標如表4所示。

表2 粗集料技術(shù)性能指標

表3 細集料技術(shù)性能指標

表4 礦粉技術(shù)性能指標

1.3 瀝青抗剝落劑

瀝青抗剝落劑采用由重慶海木交通技術(shù)有限公司開發(fā)的AMR非胺類抗剝落劑，可直接加入熱瀝青中、用瀝青泵循環(huán)二次即充分混合，不需專用攪拌器，其性能指標如表5所示。

表5 瀝青抗剝落劑主要技術(shù)性能指標

2 試驗方法

2.1 配合比設(shè)計

(1)級配設(shè)計

配合比的優(yōu)劣在很大程度上決定了瀝青混合料性能好壞。采用瀝青混合料類型為AC-13C，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的礦料級配范圍要求，以及按照最大理論密度線標準級配和多級嵌擠密級配理論進行設(shè)計和調(diào)整，合成計算得出，目標設(shè)計配合比如圖1所示。

圖1 AC-13C合成級配曲線

(2)最佳油石比

采用GTM試驗法確定最佳油石比，試驗條件為：試驗壓強為0.8 MPa，拌和溫度為155 ℃，成型溫度145～150 ℃，控制方式為極限平衡狀態(tài)。選擇油石比為3.9%、4.2%、4.5%、4.8%，按照上述條件成型試件。按T0705-2011(表干法)測定試件毛體積相對密度，測試結(jié)果如表6所示，GTM試件體積參數(shù)隨油石比變化規(guī)律如圖2所示。

表6 AC-13CGTM試件試驗參數(shù)

圖2 GTM試驗參數(shù)隨油石比變化曲線

對圖2進行分析，衡量瀝青混合料試件塑性變形指標GSI隨著油石比的增加而增加，塑性變形增加趨勢從3.9%到4.2%時不明顯，大于4.2%時增加趨勢明顯，說明此時瀝青混合料試件塑性變形開始增大。衡量瀝青混合料試件抗剪強度指標GSF隨著油石比增大，呈現(xiàn)先增大后減小趨勢，油石比為4.2%時，GSF值最大。綜合以上分析，可以確定該級配設(shè)計下的最佳油石比為4.2%。

2.2 試驗設(shè)計

評價瀝青混合料的水穩(wěn)定性能采用浸水馬歇爾試驗；高溫穩(wěn)定性能采用車轍試驗；低溫抗裂性能采用低溫彎曲試驗。以上各實驗過程均遵循JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中規(guī)定。

3 試驗結(jié)果分析

3.1 水穩(wěn)定性試驗

不同抗剝落劑劑量在浸水0.5 h，48 h后測得的穩(wěn)定度結(jié)果，如圖3～圖4所示。

圖3 浸水前后穩(wěn)定度

圖4 殘留穩(wěn)定度比

從圖3和圖4可以看出，當不摻入抗剝落劑時，AC-13C瀝青混合料浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度為84.4%；當摻入劑量為0.3%的抗剝落劑后，AC-13C瀝青混合料浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度就提升到89.9%。

從變化趨勢看，劑量從0.2%到0.3%時，AC-13C瀝青混合料浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度提升幅度最大，大于0.3%后，提升幅度緩慢。說明抗剝落劑對瀝青混合料水穩(wěn)定性改善效果明顯，選取0.3%作的最佳抗剝落劑劑量。

3.2 高溫穩(wěn)定性試驗

根據(jù)上述試驗方法，進行了車轍試驗，得到不同抗剝落劑劑量和不同瀝青用量下的動穩(wěn)定度，得到結(jié)果如圖5所示。

從圖5中可以看出，無論瀝青用量多少，其動穩(wěn)定度值都隨著抗剝落劑劑量增加，呈現(xiàn)出增大趨勢。但這種增加趨勢在劑量為0.3%后，變得不太明顯。這說明抗剝落劑對瀝青高溫穩(wěn)定性能有一定促進作用，但作用有限。

圖5 瀝青混合料動穩(wěn)定度隨抗剝落劑劑量變化圖

3.3 低溫抗裂性試驗

采用低溫彎曲小梁試驗時，對于每種抗剝落劑劑量，分別設(shè)置4個試件進行平行試驗，試驗結(jié)果如圖6所示。

圖6 小梁彎曲試驗破壞應(yīng)變

從圖6可以看出，小梁破壞應(yīng)變隨著抗剝落劑劑量的增多，呈現(xiàn)出先增加后減小趨勢，在抗剝落劑劑量為0.3%時達到峰值；摻入抗剝落劑后，小梁破壞應(yīng)變增加，說明抗剝落劑對瀝青混合料低溫抗裂性能促進作用明顯；觀察圖中曲線三段斜率，發(fā)現(xiàn)抗剝落劑劑量從0.2%增加到0.3%時斜率最大，而從0.3%到0.4%斜率出現(xiàn)負值，說明抗剝落劑對瀝青低溫抗裂性能促進作用有限，超過0.3%后就變現(xiàn)為對瀝青低溫抗裂性能的抑制作用。

4 結(jié) 論

(1)抗剝落劑對AC-13C瀝青混合料水穩(wěn)定性改善效果明顯，但存在一個合理經(jīng)濟范圍，大于0.3%后，提升幅度緩慢。

(2)抗剝落劑對AC-13C瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能具有一定的改善作用，但改善作用有限。

(3)對于加入抗剝落劑后，AC-13C瀝青混合料低溫抗裂性能變化情況變現(xiàn)為先增強后減弱趨勢。

從經(jīng)濟性角度考慮，選擇抗剝落劑劑量為0.3%，既能滿足對瀝青混合料水穩(wěn)定性起到最大改善作用，也能滿足其它路用性能的要求。