摻加抗車轍劑改性瀝青混合料的路用技術性能分析

盧燕華

(韶關市翔宏公路勘察設計有限公司)

1 主要的試驗材料

1.1 瀝青

以東海牌的SBS 改性瀝青與AH－70 號道路石油瀝青進行試驗，并按照公路瀝青相關規(guī)定，及其混合料試驗的相關規(guī)程對瀝青進行指標測試，如下表一與表二所示，即為本試驗中所測瀝青的性能技術指標結果與SBS 改性瀝青的性能測試結果。

表1 所檢測瀝青的性能指標結果

表2 SBS 改性瀝青的性能測試結果

1.2 集料

以4.75～9.50 mm 與9.5～16.0 mm 的石灰?guī)r作為粗骨料，以0.0～5.0 mm 的石灰?guī)r作為細集料。在不違背JTGF40—2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》中相關規(guī)定的基礎上，針對本試驗目的及需要等，分別對使用的粗骨料、細集料以及礦粉等的性能指標進行實時檢測，經(jīng)試驗后，發(fā)現(xiàn)其技術參數(shù)結果在極大程度上已符合相關規(guī)定所提出的明確要求。

1.3 抗車轍劑

本試驗中所使用的抗車轍劑LDT－1(見表三)是一種主要由多種聚合物經(jīng)一定復合并改性后所形成的瀝青混合料改性劑材料。由于就通常情況而言，所置入瀝青混合料中的抗車轍劑的摻量均為瀝青混合料用量的0.3%～0.5%為準，因此，在本試驗中，選取0.35%瀝青混合料用量作為抗車轍劑的摻量。

表3 抗車轍劑LDT－1 的物理性能

2 相關混合料配合比的設計

2.1 礦料級配的設計

以目標級配曲線大致呈S 型曲線的瀝青混合料級配AC－13 型進行試驗。據(jù)有關研究表明，目標級配曲線與成型瀝青混合料試件的高穩(wěn)定性呈正相關關系，即目標級配曲線與S 型曲線越相似，那么，成型瀝青混合料試件所具備的穩(wěn)定性越強，反之，則越弱:如表4 所示，即為具體的混合料目標配合比的設計結果。

表4 混合料目標配合比的設計結果

2.2 混合料的制備流程

首先，當攪拌機溫度經(jīng)加熱后上升至165～175 ℃時，置入適量的粗骨料、細集料以及抗車轍劑LDT－1，并于拌和鍋內拌和90 s，直到其達到充分混合狀態(tài)。其次，根據(jù)實際情況，置入定量的熱瀝青，并進行100s 左右的持續(xù)攪拌。最后，置入適量礦粉，并攪拌直至均勻。通常情況下，應根據(jù)常規(guī)拌和混合料的質量規(guī)定對拌和完畢的成品混合料質量進行針對性控制。

2.3 確定油石比

由于我國已明確制定了公路瀝青混凝土路面施工技術的要求與規(guī)范等，因此，本試驗在相關理論指導的基礎上，主要以馬歇爾試驗法對瀝青用量進行設計，并通過以目標礦料配合比、不添加抗車轍劑LDT－1 的方式對瀝青混合料的穩(wěn)定度與空隙率等性能指標進行檢測。隨后，通過詳細計算，求得最佳的石油比應為4.9%，但是，根據(jù)相關油石比的明文規(guī)定，由于抗車轍劑的摻入會對油石比產生一定影響，因此，一般情況下，于計算得出的油石比上增加0.2%才是最佳油石比選擇。

3 抗車轍劑改性瀝青混合料路用性能的評價

3.1 水穩(wěn)定性試驗

據(jù)相關調查與研究結果顯示，當水分通過路面裂縫或空隙浸入路面結構層，并在外荷載的環(huán)境作用下，將會在一定程度上使路面瀝青混合料出現(xiàn)不同程度的軟化與剝落現(xiàn)象，嚴重時，甚至會破壞路面性能，降低集料與瀝青的黏附性。根據(jù)事先已明確的油石比制備相應的馬歇爾試件，分別對雙面進行75 次左右的擊實，并進行標準馬歇爾試驗與浸水馬歇爾試驗。在試驗過程中，瀝青混合料的水穩(wěn)定性主要以馬歇爾的殘留穩(wěn)定度來評價，如下表五所示，即為馬歇爾殘留穩(wěn)定度的試驗結果，從表中數(shù)據(jù)可知，SBS 改性瀝青與抗車轍劑LDT－1 不僅可在一定程度上提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性，且在滿足相關試驗規(guī)范的基礎上，浸水馬歇爾試驗的殘留穩(wěn)定度不小于85%的要求，而且抗車轍劑LDT－1 的改性效果略優(yōu)于SBS，此外，抗車轍劑LDT－1 的殘留穩(wěn)定度為94.1%，說明其具有較好的水穩(wěn)定性能。

表5 殘留穩(wěn)定度的試驗結果

3.2 高溫穩(wěn)定性試驗

根據(jù)事先已明確的最佳油石比，待將試驗溫度調節(jié)至60 ℃時，以0.7 MPa 的輪壓對成型車轍試件進行輪碾，并分別選取雙輪車轍試驗儀與ZCZ－10 型全自動單等對試件進行實時的變形量檢測，隨后，計算出其相應的動穩(wěn)定度。如下表六所示，即為高溫車轍試驗結果，從表中數(shù)據(jù)可看出，LDT－1 抗車轍劑的改性效果明顯優(yōu)于SBS 改性瀝青的效果。

表6 高溫車轍試驗結果

3.3 低溫彎曲試驗

首先，根據(jù)事先確定好的最佳油石比，以25 cm×3 cm×3.5 cm 的標準，對經(jīng)碾壓機碾壓成型的試件進行切割。其次，在室溫達15 ℃的環(huán)境下，以50 mm/min 的試驗加載速率進行低溫彎曲試驗，如表7 所示，即為本試驗的低溫破壞應變結果，從表中不難發(fā)現(xiàn)，雖然SBS 改性瀝青與抗車轍劑LDT－1 均已符合相關規(guī)定與標準，可有效提高其混合料的低溫性能，但是，SBS 與抗車轍劑LDT－1 改性瀝青的效果卻并不顯著，其中，抗車轍劑LDT－1 不僅在一定程度上使其彎曲強度提高了12.8%，而且還使瀝青混合料的破壞應變提高了17.1%。

表7 低溫破壞應變結果

4 抗車轍劑的改性機理分析

在拌和再生瀝青混合料期間，熱集料與抗車轍劑LDT－1 將得以逐漸軟化，與此同時，微結晶區(qū)則在聚合物作用下成為具有一定纖維加筋作用的塑料纖維，因此，為了有效加強混合料內部連的相互作用力、進一步穩(wěn)定其結構骨架以及降低成型路面的滲透性等，就必須加強相應膠結料體系的整體性與相互作用力與瀝青混合料的韌性及承受荷載能力。

5 結束語

總而言之，將抗車轍劑有效應用于混凝土路面建設，不僅能有效提高瀝青的性能穩(wěn)定性，而且還能在極大程度上提高瀝青混合料的抗裂性能，從而有效延長瀝青的使用壽命，促進公路建設與發(fā)展。

［1］張子賢，楊文海，劉秀平.車轍王抗車轍劑在瀝青混合料中的應用［J］.公路，2010(10).

［2］茍慧萍，林浩東.抗車轍劑在徐湛高速公路中的應用研究［J］.公路，2011，(10).