解文波
(中交二公局第六工程有限公司,陜西 西安 710065)
基質(zhì)瀝青為70#道路石油瀝青,溫拌劑含4類(lèi),即EC120、Sasobit、RH-1、AkzoNobel,前三種為固態(tài),最后一種為液態(tài),摻量分別為3.5%、3.0%、3.0%、0.7%。
將4類(lèi)溫拌劑摻入基質(zhì)瀝青內(nèi),得到多個(gè)組別的混合料,再?gòu)尼樔攵?、軟化點(diǎn)、質(zhì)量損失、殘留針入度、殘留延度幾個(gè)關(guān)鍵方面與A-70#原樣瀝青展開(kāi)對(duì)比分析,從而探討各類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用效果[1-2]。
取原樣瀝青和摻入溫拌劑的兩大類(lèi)材料,對(duì)其組織針入度試驗(yàn),所得結(jié)果如圖1所示。結(jié)合圖1可知,通過(guò)AkzoNobel溫拌劑的應(yīng)用,瀝青混合料的針入度并未發(fā)生顯著變化,究其原因與瀝青、集料間的潤(rùn)滑作用有關(guān),并且此過(guò)程中瀝青的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以維持原狀,從而無(wú)瀝青針入度的變化。在應(yīng)用EC120、Sasobit溫拌劑后,混合料的針入度降低,可以說(shuō)明的是,此類(lèi)有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用效果在于調(diào)整瀝青的狀態(tài),使其變稠,究其原因與溫拌劑、瀝青間的物理化學(xué)反應(yīng)有關(guān),該過(guò)程中可以形成完整且具有穩(wěn)定性的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),即便遇低溫條件也能較好地規(guī)避變形問(wèn)題[3]。
圖1 溫拌劑對(duì)瀝青針入度的影響
針入度試驗(yàn)期間,溫度取25℃;在RH-1溫拌劑的作用下針入度小幅度減小,可以肯定的是,RH-1溫拌劑的應(yīng)用可以改變混合料的針入度,使其降低,但該溫拌劑在此方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)甚微,不具有顯著的影響。
組織軟化點(diǎn)試驗(yàn),所得結(jié)果如圖2所示。結(jié)合圖2內(nèi)容展開(kāi)分析:通過(guò)AkzoNobel溫拌劑的應(yīng)用,并不會(huì)導(dǎo)致瀝青的軟化點(diǎn)發(fā)生明顯的變化,意味著在影響瀝青高溫性能方面表面活性類(lèi)溫拌劑的作用甚微;在摻入EC120、Sasobit兩類(lèi)溫拌劑后,可見(jiàn)軟化點(diǎn)有較大幅度的增加,意味著有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑對(duì)瀝青高溫性能的影響較為顯著;而對(duì)于RH-1溫拌劑而言,該材料的應(yīng)用則不會(huì)對(duì)瀝青軟化點(diǎn)帶來(lái)過(guò)多的影響,此時(shí)瀝青的高溫性能幾乎維持原狀。
圖2 溫拌劑對(duì)瀝青軟化點(diǎn)的影響
組織延度試驗(yàn),所得結(jié)果如圖3所示。結(jié)合圖3內(nèi)容展開(kāi)分析:在摻入RH-1、AkzoNobel兩類(lèi)溫拌劑后,瀝青的延度幾乎維持原狀,即與A-70#原樣瀝青無(wú)明顯的差異,表明此類(lèi)溫拌劑在延度影響方面的作用較為微弱,具體而言,在摻入RH-1溫拌劑后發(fā)現(xiàn)其瀝青混合料的延度略微上升,而AkzoNobel的摻入則使其略微下降。通過(guò)EC120、Sasobit的應(yīng)用可知瀝青的延度顯著下降,兩類(lèi)溫拌劑的作用程度有所差異,以EC120最為突出,在此條件下瀝青缺乏足夠的低溫抗裂性,實(shí)際應(yīng)用中遇低溫時(shí)容易因抵抗性不足而開(kāi)裂。
圖3 溫拌劑對(duì)瀝青延度的影響
溫度設(shè)定為60℃、135℃,分別組織布氏粘度試驗(yàn),測(cè)定數(shù)據(jù)并整理。試驗(yàn)結(jié)果為:在60℃的低溫環(huán)境中,通過(guò)EC120、Sasobit兩類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用,布氏粘度有較大幅度的增加;摻入RH-1、AkzoNobel兩類(lèi)溫拌劑后布氏粘度有所增加,但相比之下其增幅較小。而隨著試驗(yàn)溫度的提高,待其達(dá)到135℃后,通過(guò)EC120、Sasobit兩類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用,布氏粘度有較大幅度的降低;摻入RH-1、AkzoNobel兩類(lèi)溫拌劑后,布氏粘度也有降低的變化趨勢(shì)。究其原因與有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑的材料特性有關(guān),其中含有合成蠟的成分,該部分在60℃的溫度條件下呈凝固體狀態(tài),因此在60℃的試驗(yàn)中布氏粘度較大;但隨著溫度的提高,在135℃的試驗(yàn)條件中其已經(jīng)超過(guò)合成蠟的熔點(diǎn)(約為100℃),因此蠟的狀態(tài)發(fā)生改變,較之于原樣瀝青而言布氏粘度有較為明顯的降低變化趨勢(shì)。
老化試驗(yàn)采用的是旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱,由該裝置加熱(溫度控制在163℃),予以75 min的老化處理,測(cè)定數(shù)據(jù)后對(duì)瀝青的抗老化性能進(jìn)行分析[4]。
試驗(yàn)結(jié)果為:通過(guò)EC120、Sasobit的應(yīng)用,殘留針入度均存在顯著下降的變化特點(diǎn),并且兩類(lèi)材料所導(dǎo)致的下降幅度有所不同,以Sasobit最為明顯;相比之下,對(duì)于RH-1、AkzoNobel兩類(lèi)溫拌劑,盡管殘留針入度有所降低,但幅度較小。由此可以進(jìn)一步得知,就抗老化性能而言,表面活性劑類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用效果較為良好,有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑在此方面則相對(duì)較差。
對(duì)于原樣瀝青而言,營(yíng)造150℃的擊實(shí)溫度條件,油石比4.2%;分別摻入3類(lèi)溫拌劑(EC120、RH-1、AkzoNobel)展開(kāi)針對(duì)性的馬歇爾試驗(yàn),此時(shí)擊實(shí)溫度調(diào)整為125℃。匯總試驗(yàn)結(jié)果,如表1所示。
表1 馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
結(jié)合表1內(nèi)容展開(kāi)分析可知:通過(guò)RH-1、AkzoNobel兩類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用,其與未摻入溫拌劑的試驗(yàn)結(jié)果相比,孔隙率基于保持相同的水平(兩者雖然有所差異但相對(duì)較小);在摻入EC120溫拌劑后,此時(shí)的馬歇爾孔隙率則有較大幅度的增加。由此推斷:在降溫能力方面RH-1、AkzoNobel更強(qiáng),若能夠以合理的方式使用兩類(lèi)溫拌劑,則可以較為有效地提高瀝青路面的質(zhì)量(具體體現(xiàn)在壓實(shí)度提升的層面)。
通過(guò)凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)分析水穩(wěn)性能。按規(guī)范制作馬歇爾試件分別對(duì)其采取雙面擊實(shí)50次的方法,所有試件以均勻的方式劃分為兩組。其中,第一組為原樣試件,主要用于對(duì)比分析,將其置于室溫條件中;第二組試件則經(jīng)過(guò)真空飽水和凍融循環(huán)處理。匯總試驗(yàn)結(jié)果,如表2所示。
表2 凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果
結(jié)合表2內(nèi)容展開(kāi)分析:通過(guò)EC120溫拌劑的應(yīng)用,混合料的凍融劈裂強(qiáng)度有較大幅度的降低變化,意味著對(duì)于有機(jī)降粘型溫拌劑而言,其容易影響混合料的水穩(wěn)性能。而通過(guò)RH-1、AkzoNobel兩類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用,則制得的瀝青混合料在凍融劈裂強(qiáng)度方面較之于原樣瀝青并無(wú)明顯的差異,彼此幾乎可以達(dá)到相同的狀態(tài)。
1)有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑在提高瀝青高溫性能方面具有較突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),但其也存在缺點(diǎn),即瀝青的低溫抗裂性能難以得到保證。從抗老化性能的角度來(lái)看,則以表面活性劑類(lèi)溫拌劑的應(yīng)用效果較佳,有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑則欠佳。
2)有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑具有一定程度的降粘效果,但溫度對(duì)其的干擾作用較強(qiáng),在60℃和135℃兩項(xiàng)條件中,前者的布氏粘度相對(duì)較大,后者出現(xiàn)明顯減小的變化特點(diǎn)。對(duì)于表面活性劑類(lèi)溫拌劑而言,隨著溫度的變化,雖然其降粘效果會(huì)受到影響但并不顯著,在改變?cè)囼?yàn)溫度后,布氏粘度僅存在微小的變化,即在各溫度條件下該指標(biāo)可維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。
3)通過(guò)對(duì)原樣瀝青(150℃)和溫拌劑瀝青(125℃)的馬歇爾孔隙率的對(duì)比分析可知,有機(jī)降粘類(lèi)溫拌劑指標(biāo)有較明顯的增加;表面活性劑類(lèi)應(yīng)用后該指標(biāo)雖然有所變化但幅度較小,總體來(lái)看呈基本持平的狀態(tài)??梢?jiàn),就降溫能力而言,以表面活性劑類(lèi)更為合適,若將其應(yīng)用于瀝青路面施工中可提高路面的壓實(shí)度。
在瀝青混合料施工中,溫拌劑在改善質(zhì)量方面具有重要作用,但隨著溫拌劑類(lèi)型的變化,所帶來(lái)的應(yīng)用效果均存在獨(dú)特性。在工程實(shí)踐中,有關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)主流溫拌劑的應(yīng)用特性形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),以工程施工要求為導(dǎo)向,確定可行的溫拌劑類(lèi)型,并按合理的用量予以使用,充分發(fā)揮出其在改善瀝青混合料性能方面的優(yōu)勢(shì),為工程建設(shè)提供材料層面的支持。
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