抗車轍劑作用下瀝青混合料的路用性能指標(biāo)

孫雪梅

（新疆筑路機(jī)械廠公路工程處，新疆 烏魯木齊830021）

0 引言

20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，我國(guó)高等級(jí)瀝青路面的建設(shè)進(jìn)入了前所未有的歷史時(shí)期。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，道路交通量逐年增加，交通渠化日益嚴(yán)重，加之我國(guó)重載超載現(xiàn)象普遍。新建瀝青路面出現(xiàn)了各種各樣的早期破壞，其中夏季高溫季節(jié)，在持續(xù)重載作用下，瀝青路面極易出現(xiàn)車轍，使瀝青路面的平整度和安全性大為降低，進(jìn)而引發(fā)各類交通事故。研究發(fā)現(xiàn)，在瀝青混合料中添加抗車轍劑可以有效提高瀝青路面的高溫抗變形能力，為解決瀝青路面車轍損壞提供了一個(gè)有效方案。然而，抗車轍劑的加入在提高路面抗車轍能力的同時(shí)會(huì)不會(huì)削弱瀝青路面的其他使用性能值得探討。本文通過(guò)在瀝青混合料中添加不同摻量的抗車轍劑，研究了抗車轍劑摻量對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性的影響，為抗車轍劑在瀝青混合料中的使用提供參考。

1 原材料

本文中瀝青選用SK—70 號(hào)基質(zhì)瀝青，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。集料選用潔凈的石灰?guī)r，礦粉選用磨細(xì)的石灰石粉，集料和礦粉的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。選用常州市天怡工程纖維有限公司生產(chǎn)的抗車轍劑，外觀為純黑色顆粒狀固體，常溫下物理性質(zhì)穩(wěn)定。瀝青混合料級(jí)配類型選用AC—16[5]，級(jí)配組成見(jiàn)圖1。

圖1 AC—16礦質(zhì)混合料級(jí)配組成

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

先通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青混合料的最佳油石比為4.9%，在瀝青混合料中分別添加0、0.5%、0.7%和0.9%的抗車轍劑，分別研究抗車轍劑摻量對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性的影響。

2.1 抗車轍劑對(duì)高溫穩(wěn)定性的影響

對(duì)不同抗車轍劑摻量的瀝青混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)，其中溫度為60℃，輪壓為0.7MPa。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 抗車轍劑摻量對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響

從圖2可以看出，摻加抗車轍劑可以大幅提高瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，使瀝青路面的高溫抗變形能力得到明顯改善。例如當(dāng)抗車轍劑摻量為0、0.7%和0.9%時(shí)瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度分別為987次/mm、11 385次/mm和19 332次/mm，從0增大到0.7%和0.9%時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度分別提高了9 倍和18倍。這是因?yàn)榭管囖H劑在拌和時(shí)由于高溫而變軟，和瀝青相互膠結(jié)在一起，一方面改善了瀝青的性能，使瀝青軟化點(diǎn)升高。另一方面，瀝青和抗車轍劑還有礦料中的細(xì)集料形成的瀝青膠漿填充在粗集料形成的空隙中，提高了瀝青混合料的密實(shí)性，使混合料的整體強(qiáng)度提高，高溫性能得到改善。

2.2 抗車轍劑對(duì)低溫抗裂性的影響

將成型好的不同抗車轍劑摻量的瀝青混合料小梁試件在-10℃下用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行間接拉伸試驗(yàn)，加載速率為50mm/min，研究抗車轍劑摻量對(duì)瀝青混合料低溫抗裂性的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 抗車轍劑對(duì)瀝青混合料低溫抗裂性的影響

從圖3可以看出，加入抗車轍劑使瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變都有不同程度的增大，這表明抗車轍劑的加入使混合料的低溫抗裂性能得到了提升。隨著抗車轍劑摻量的增大，彎拉應(yīng)變先減小后增大，而破壞應(yīng)變先增大后減小。當(dāng)抗車轍劑摻量為0.7%時(shí)，彎拉強(qiáng)度有最小值而破壞應(yīng)變有最大值。這是因?yàn)?，抗車轍劑本身具有高彈性?？管囖H劑的加入，一方面降低了瀝青的感溫性，提高了混合料的整體彈性；另一方面在混合料中起到加筋作用，使混合料的低溫性能得到改善。

2.3 抗車轍劑對(duì)水穩(wěn)定性的影響

對(duì)不同抗車轍劑摻量下的瀝青混合料進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，研究抗車轍劑摻量對(duì)混合料水穩(wěn)定性的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 水泥用量對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響

從圖4可以看出，加入抗車轍劑使瀝青混合料的馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比都增大，這表明加入抗車轍劑能夠提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性，降低瀝青路面的水損害。殘留穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度比都隨抗車轍劑摻量的增大先增大后減小，當(dāng)抗車轍劑摻量為0.7%時(shí)，兩者都有最大值，表明此時(shí)混合料的水穩(wěn)定性最好。這是因?yàn)榧尤肟管囖H劑使瀝青的黏附性增強(qiáng)，瀝青與集料間的黏結(jié)力增大，因此水穩(wěn)定性增強(qiáng)。

3 結(jié)論

（1） 抗車轍劑摻量越大，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度越大，表明混合料的高溫穩(wěn)定性越好。

（2）加入抗車轍劑時(shí)混合料的彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變都得到一定程度的提升，但抗車轍劑摻量并不是越大越好，當(dāng)摻量為0.7%時(shí)混合料的低溫抗裂性最好。

（3）抗車轍劑的加入能明顯增加瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度比，隨抗車轍劑摻量的增大，混合料的殘留穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度比都出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)摻量為0.7%時(shí)兩者都達(dá)到最大值，此時(shí)水穩(wěn)定性最好。

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