外摻抗車轍劑瀝青混合料瀝青用量的試驗(yàn)分析

梁高榮

（廣西路橋建設(shè)有限公司 廣西 南寧 530001）

1 外摻抗車轍劑瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法分析

目前比較常見(jiàn)的幾種抗車轍劑產(chǎn)品的混合料配合比設(shè)計(jì)方法如下：

摻加抗車轍劑的瀝青混合料設(shè)計(jì)方法與普通混合料的配合比設(shè)計(jì)方法完全相同。 首先按照不摻加抗車轍劑的瀝青混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定礦料級(jí)配和最佳油石比，然后以此礦料級(jí)配作為摻加后的礦料級(jí)配，將確定的油石比增加0.2%作為摻加后的最佳油石比。

摻加海川車轍王抗車轍劑的混合料配合比設(shè)計(jì)方法是依照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，拌和溫度取165℃，擊實(shí)溫度取150℃，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)確定不摻抗車轍劑的瀝青混合料的最佳油石比，然后根據(jù)抗車轍劑的摻量適量增加用油量作為摻加抗車轍劑后的最佳油石比，例如，摻加0.3%和0.5%的海川車轍王抗車轍劑時(shí)，最佳油石比的增量為0.1%；摻量為0.7%時(shí)，最佳油石比的增量為0.2%。

摻加路孚8000 的瀝青混合料油石比應(yīng)當(dāng)在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上適當(dāng)增加0.3%～0.5%。 如果側(cè)重于提高高溫性能，則摻加路孚8000 后瀝青混合料的油石比可以按低限控制； 如果需要兼顧低溫性能，則油石比要盡可能采用高限。

2 外摻抗車轍劑瀝青混合料瀝青用量的試驗(yàn)分析

2.1 瀝青混合料最大理論密度的確定

在馬歇爾試驗(yàn)中，最大理論密度的測(cè)定方法對(duì)瀝青混合料的體積指標(biāo)的計(jì)算有著極其重要的影響。 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》考慮到礦料可能吸收部分瀝青，因此，統(tǒng)一要求實(shí)測(cè)混合料的最大理論密度； 但對(duì)于改性瀝青混合料，由于其結(jié)合料的粘結(jié)強(qiáng)度較大，分散困難，因此采用回歸經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算改性瀝青混合料的最大理論密度。

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，外摻抗車轍劑改性瀝青混合料團(tuán)塊容易分散，較分散SBS 改性瀝青混合料容易得多，因此，可以采用實(shí)測(cè)的方法來(lái)獲得外摻抗車轍劑改性瀝青混合料的最大理論密度。 但在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，分散開(kāi)來(lái)的瀝青混合料并沒(méi)有全部浸泡在水中，有許多細(xì)小的顆粒漂浮在水面上，不斷擾動(dòng)才能浸泡于水中。 在所有混合料原材料組成中，只有抗車轍劑的密度略低于水的密度，因此，推斷這些顆粒為包裹著瀝青砂漿的抗車轍劑。 之所以發(fā)生上述現(xiàn)象是由于這些顆粒的密度較小（略大于水）而水的表面張力又較大的緣故。 于是，試驗(yàn)過(guò)程中，為使這些微小顆?？焖俳](méi)水中，在水中加入了微量的洗滌劑以顯著降低水的表面張力。

對(duì)比分析的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)測(cè)最大理論密度與采用礦料合成平均密度計(jì)算出的最大密度值結(jié)果幾乎完全吻合，計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的最大相對(duì)誤差僅為0.29%，最小只有0.13%。上述偏差的出現(xiàn)可能是由于以下幾點(diǎn)原因造成的：實(shí)測(cè)值本身存在試驗(yàn)誤差；礦料合成平均密度其實(shí)質(zhì)是指礦料所有開(kāi)口孔隙吸油50%的情形下礦料的有效密度，而實(shí)際礦料的吸油量受多種因素影響：抗車轍劑本身也吸收一部分油分。 由于抗車轍劑的密度小于水致使實(shí)測(cè)混合料的最大理論密度存在諸多不便， 而計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間的偏差又非常小，因此，建議采用以礦料的合成平均密度計(jì)算得到的最大理論密度值來(lái)計(jì)算外摻抗車轍劑改性瀝青混合料的各項(xiàng)體積指標(biāo)。

2.2 合理?yè)搅肯埋R歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析

參照普通混合料配合比設(shè)計(jì)方法， 分別對(duì)不同摻量（0.0%，0.3%，0.4%，0.5%）的瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果以及各項(xiàng)馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)隨油石比變化的趨勢(shì)可以得到如下結(jié)論：

（1）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的毛體積密度普遍較未摻加時(shí)有所降低，說(shuō)明混合料的密實(shí)程度受到影響；但毛體積密度隨油石比增加而呈上拋物線變化的趨勢(shì)與未摻加時(shí)基本保持一致。

（2）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的空隙率普遍較未摻加時(shí)有所增大，這同樣說(shuō)明外摻顆粒狀抗車轍劑后瀝青混合料的密實(shí)程度受到了影響；但空隙率隨油石比增加而逐漸減小的趨勢(shì)沒(méi)有發(fā)生變化。

（3）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的礦料間隙率普遍較未摻加時(shí)增大了，這說(shuō)明抗車轍劑交織搭橋而形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得礦料顆粒之間的間隙增大了，為瀝青結(jié)合料的填充提供了更大的空間；同時(shí)也應(yīng)看到礦料間隙率隨油石比增加而呈下拋物線變化的趨勢(shì)并沒(méi)有發(fā)生變化。

（4）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的瀝青飽和度普遍較未摻加時(shí)減小了，但瀝青飽和度隨油石比增加而逐漸增大的趨勢(shì)沒(méi)有發(fā)生變化。

（5）在設(shè)計(jì)油石比范圍內(nèi)，摻加抗車轍劑后瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度沒(méi)有出現(xiàn)峰值，而是隨著油石比的增加逐漸減小的。摻量為0.4%和0.5%時(shí)，其馬歇爾穩(wěn)定度曲線上還出現(xiàn)了驟然下降的現(xiàn)象。 上述兩種現(xiàn)象是不同于普通瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果的獨(dú)特現(xiàn)象。

（6）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的流值普遍較未摻加時(shí)增大了，這說(shuō)明抗車轍劑的交織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)混合料的可塑性產(chǎn)生了直接的影響；但是也應(yīng)當(dāng)看到流值隨油石比的增加而趨向于增大的趨勢(shì)并沒(méi)有發(fā)生變化。

綜合上述分析可知，在設(shè)計(jì)油石比范圍內(nèi)，摻加抗車轍劑后瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)體積指標(biāo)均出現(xiàn)了小幅度的上浮或下降， 表明混合料的密實(shí)程度受到了一定的影響。 但是也應(yīng)當(dāng)看到各項(xiàng)體積指標(biāo)隨油石比的增加而產(chǎn)生的變化趨勢(shì)并沒(méi)有發(fā)生改變，這表明利用馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行外摻抗車轍劑改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)是合理可行的。

2.3 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法

（1）原材料的選擇與性能檢測(cè)。 就原材料的選擇與性能檢測(cè)而言，外摻抗車轍劑改性瀝青混合料與普通瀝青混合料并無(wú)明顯區(qū)別，可參照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。

（2）礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)。 礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)包括確定混合料類型、確定礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍、計(jì)算礦質(zhì)混合料配合比等三項(xiàng)工作， 與普通瀝青混合料設(shè)計(jì)是一樣的，可以參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。

（3）選取抗車轍劑的合理?yè)搅俊?抗車轍劑的合理?yè)搅渴歉鶕?jù)礦料級(jí)配和性能要求確定的，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)研究結(jié)果，并考慮其經(jīng)濟(jì)性，選取一個(gè)性價(jià)比較高的摻量。

（4）最佳瀝青用量的確定。 本研究表明外摻抗車轍劑改性瀝青混合料室內(nèi)拌和工藝宜按照下述步驟進(jìn)行：使用機(jī)械拌和，拌和溫度采用180℃，將預(yù)熱的集料和要求劑量的抗車轍劑倒入拌和鍋中， 干拌90s， 然后加入熱瀝青濕拌90s，最后，再加入礦粉拌和至均勻。

（5）瀝青混合料路用性能檢驗(yàn)。 設(shè)計(jì)完成的瀝青混合料需在配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、 低溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性等路用性能檢驗(yàn)，不符合要求的瀝青混合料，必須更換材料或重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。 對(duì)于這一部分內(nèi)容，外摻抗車轍劑改性瀝青混合料與普通瀝青混合料并無(wú)明顯區(qū)別，可參照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)行的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)是經(jīng)過(guò)大量室內(nèi)外試驗(yàn)以及實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)確保瀝青路面工程質(zhì)量起到重要的作用。 然而，摻加抗車轍劑瀝青混合料的僅基于普通瀝青混合料配比之上，適當(dāng)增加一定瀝青用量，即可獲得最佳油石比，這導(dǎo)致VFA、VMA 等一系列技術(shù)指標(biāo)在摻加抗車轍劑之后基本處于不控制狀態(tài)，同時(shí)造成設(shè)計(jì)報(bào)告中的多數(shù)指標(biāo)欠缺，有必要對(duì)摻加抗車轍劑瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入探討和改進(jìn)。S

［1］王萬(wàn)平.抗車轍瀝青混合料的試驗(yàn)研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)：道路與鐵道工程，2010.

［2］謝祥根.抗車轍外摻劑在AC-20 型瀝青混合料中的應(yīng)用研究[J].公路，2008（5）.