賽歐鋪改性瀝青混合料溫拌技術(shù)

胡小弟，高一鳴，林麗蓉，仲 甡，戴雄威

(武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引 言

賽歐鋪，英文名Thiopave，是SEAM(Sulphur extended asphalt modifier)的升級產(chǎn)品，它是由shell公司研發(fā)的一種硫磺溫拌改性劑，常溫下為褐色顆粒物，拌合過程中迅速融化，與瀝青共同形成新的粘結(jié)劑，提高瀝青混合料力學(xué)性能；同時它還能降低混合料出料溫度，通過降低溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果.

很多學(xué)者對硫磺改性劑進(jìn)行過研究：David Strickland研究表明SEAM能提高熱拌瀝青混合料的低溫性能[1]；鄭傳峰等人認(rèn)為在寒冷地區(qū)摻高量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)的SEAM是不合理的[2-3].楊云東認(rèn)為Thiopave(硫磺)改性技術(shù)可以替代18%～26%的瀝青[4].楊現(xiàn)茂和于漧對摻硫磺改性劑的養(yǎng)生時間進(jìn)行了研究，并指出14天及其以上時間較好[5-6].楊錫武等人指出當(dāng)SEAM 摻量大于20%以后，SEAM 改性瀝青混合料具有較好的抗車轍性能和抗疲勞性能[7-8].

在我國，Thiopave改性瀝青廣泛應(yīng)用在湖北、云南、廣西以及四川等地.其中大部分使用Thiopave改性瀝青混合料的地區(qū)為南方地區(qū).根據(jù)南方地區(qū)高溫多雨的特點(diǎn)， Thiopave改性瀝青混合料的性能，尤其是高溫性能和水穩(wěn)定性需要特別關(guān)注.本文針對南方地區(qū)高溫多雨的特點(diǎn)，采取室內(nèi)試驗(yàn)的方法對Thiopave改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性進(jìn)行研究.另外，本文還對比了Thiopave改性瀝青混合料不養(yǎng)生和養(yǎng)生14天[5-6]的高溫性能的差異以及改性劑對其性能的影響.

1 原材料性能檢測

1.1 集料

本研究所用集料(粗、細(xì)集料)均來自湖北省孝感市大悟縣采石場，其性能檢測指標(biāo)如表1和表2所示.由試驗(yàn)結(jié)果可以看到，粗、細(xì)集料所測各項(xiàng)指標(biāo)符合《瀝青面層施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)瀝青面層粗、細(xì)集料技術(shù)要求的規(guī)范.

表1 粗集料技術(shù)性能指標(biāo)Table 1 Coarse aggregate technical performance indicators

表2 細(xì)集料技術(shù)性能指標(biāo)Table 2 Fine aggregate technical performance indicators

1.2 瀝青膠結(jié)料

本研究采用70#道路石油瀝青，其性能檢測指標(biāo)如表3所示.

表3 瀝青基本性能Table 3 Asphalt basic performance

注：TFOT為瀝青薄膜加熱試驗(yàn)

2 礦料級配組成設(shè)計(jì)

本研究采用公稱最大粒徑為16 mm的粗型密集配AC-16C，其瀝青混合料組成設(shè)計(jì)方法可參考文獻(xiàn)[9]，級配設(shè)計(jì)曲線如圖1所示.

圖1 AC-16C級配設(shè)計(jì)曲線Fig.1 AC - 16C gradation design curve

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

本研究采用AC-16C級配和70#道路石油瀝青，通過瀝青混合料馬歇爾配合比設(shè)計(jì)方法，確定最佳油石比為4.4%.根據(jù)已有的研究[2-4]，本研究取Thiopave:瀝青質(zhì)量比為30∶70，替代了大約18%的瀝青.研究分析Thiopave改性瀝青混合料AC-16C高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，并對比不養(yǎng)生和養(yǎng)生14天的高溫性能的差異以及加改性劑與不加改性劑對其性能的影響.

本研究采用國標(biāo)規(guī)定的車轍試驗(yàn)來測定Thiopave改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，改性劑為抗剝落劑.試驗(yàn)溫度60 ℃，輪壓為0.7 MPa，試件尺寸為300 mm×300 mm×50 mm.采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)來評價Thiopave改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4～6.

表4 車轍試驗(yàn)Table 4 Rutting test

由表4可以看出：

a.加Thiopave未養(yǎng)生的瀝青混合料的動穩(wěn)定度較未加Thiopave的混合料動穩(wěn)定度有所提高，而加改性劑的瀝青混合料又比只加Thiopave的瀝青混合料動穩(wěn)定度稍有增加，表明加Thiopave及改性劑能提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性.

b.養(yǎng)生14 d的Thiopave瀝青混合料的動穩(wěn)定度比未加Thiopave和加Thiopave未養(yǎng)生的瀝青混合料提高了80%以上，比養(yǎng)生7天的Thiopave的動穩(wěn)定度提高了27%以上，表明養(yǎng)生14天對Thiopave改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有較大的提高，而改性劑的加入對瀝青混合料的動穩(wěn)定度有所提高，只是提高的幅度不大.

表5 殘留穩(wěn)定度

表6 凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)

針對以上幾種瀝青混合料的對比，瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗(yàn)以及凍融劈裂試驗(yàn)，通過表5～6的數(shù)據(jù)可以得到：

a.加Thiopave未養(yǎng)生的AC-16C的水穩(wěn)定性能滿足規(guī)范要求，但低于未加Thiopave的AC-16C，其原因可能是加Thiopave未養(yǎng)生的AC-16C整體數(shù)值都比較大，可以說明加Thiopave能改善AC-16C混合料的馬歇爾穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度；

b.未加Thiopave的 AC-16C和加Thiopave未養(yǎng)生的AC-16C以及養(yǎng)生7天的AC-16C和加Thiopave養(yǎng)生14天的AC-16C的水穩(wěn)定性依次遞增，而養(yǎng)生14天的AC-16C相較于7天的AC-16C 亦有很大的增長，可見，養(yǎng)生對Thiopave改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較大的改善.

c.加Thiopave及抗剝落劑未養(yǎng)生的AC-16C要優(yōu)于未加Thiopave的 AC-16C和加Thiopave未養(yǎng)生的AC-16C，加Thiopave及抗剝落劑養(yǎng)生7天的AC-16C要優(yōu)于加Thiopave養(yǎng)生7天的AC-16C，加Thiopave及抗剝落劑養(yǎng)生14天的AC-16C要優(yōu)于加Thiopave養(yǎng)生14天的AC-16C；可見，抗剝落劑和Thiopave的共同使用對瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較大的改善.

4 結(jié) 語

本研究對AC-16C混合料添加Thiopave改性劑，并比較未養(yǎng)生與養(yǎng)生7天及14天情況下的高溫穩(wěn)定性，可以得到：

a.Thiopave改性劑能提高AC-16C混合料的高溫穩(wěn)定性；對水穩(wěn)定性沒有太明顯提高，但是能滿足規(guī)范的要求，但加抗剝落劑可在提高AC-16C混合料的高溫穩(wěn)定性的同時提高其水穩(wěn)定性.

b.養(yǎng)生14天相較于養(yǎng)生7天以及不養(yǎng)生對加Thiopave的AC-16C混合料的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性有較大的提高，尤其是高溫穩(wěn)定性，因此，養(yǎng)生對于加Thiopave的AC-16C混合料至關(guān)重要.

c.本研究選取瀝青混合料類型比較單一，在以后的研究中，會對多種瀝青混合料進(jìn)行添加Thiopave的性能試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證本研究成果的可靠性.

致 謝

首先感謝武漢工程大學(xué)對本項(xiàng)研究的大力支持；其次，本研究也是師生共同努力的結(jié)果，在此，對參與本研究的眾人表示衷心的感謝！

參考文獻(xiàn)：

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