新型再生瀝青混合料低溫性能的研究

■王淵輝，李 軍 ■開封大學土木建筑工程學院，河南 開封 475004

瀝青路面低溫縮裂不僅在寒冷地區(qū)而且在溫暖地帶都是十分普遍的一種道路病害。它的產(chǎn)生不僅破壞了路面的連續(xù)性、整體性及美觀，而且可使路況進一步惡化，嚴重危及道路的使用質(zhì)量和壽命［1］。結(jié)合再生瀝青混合料的一些性質(zhì)，長期使用過后的舊瀝青材料已經(jīng)老化，其勁度會變高，柔度變差。所以，研究再生瀝青混合料的低溫性能是重點之一。

瀝青混合料的低溫性能是再生瀝青混合料路用性能研究的重點，是瀝青混合料研究的一個永恒的主題，所以對再生瀝青混合料的低溫性能的評價十分必要。

1 試驗設(shè)計

評價低溫性能的試驗主要有:彎曲試驗、劈裂試驗、斷裂溫度試驗、彎曲蠕變試驗等［2］。本文選用小梁彎曲試驗來評價溫拌再生瀝青混合料的低溫性能。具體試驗步驟為:

(1)試驗準備:按馬歇爾法確定的最佳瀝青用量和視密度成型300mm×300mm ×60mm 的車轍試件，切成尺寸為250mm ±2mm、寬30mm±2mm、高35mm±2mm 的棱柱體小梁試件備用，一組試驗用小梁根數(shù)由具體試驗決定，一般情況是四根。在環(huán)境保溫箱中對試件進行保溫至少6h。

(2)試驗:從恒溫箱中取出試件，立即對稱安放在支座上，試件上下方向應與試件成型時的方向一致，對位移測定裝置和荷載傳感器進行量程和調(diào)零處理，開動壓力機進行中點加載，同時啟動計算機采集測試數(shù)據(jù)［3］。

本文主要通過基質(zhì)瀝青與SBS 改性瀝青的小梁彎曲試驗形成對比，而每種不同的瀝青試驗所加入的舊料又可分為過篩和未過篩兩種情況，又進行基質(zhì)瀝青小梁彎曲試驗時為了確定分散劑含量對溫拌再生瀝青混合料的低溫性能的影響分別在車轍試件中加入了不同含量的。因此，本試驗研究的影響溫拌再生瀝青混合料的低溫性能因素主要有三個方面:①不同瀝青種類;②舊料是否過2.36 篩;③摻入分散劑含量。

2 基質(zhì)瀝青低溫性能評價

根據(jù)溫拌再生瀝青混合料配合比設(shè)計中確定的混合料級配及最佳油石比成型八塊車轍試件，①其中有四塊是過2.36 篩+基質(zhì)瀝青+溫拌劑，油石比為4.96%，設(shè)定這四組的編號分別為0、1、2、3 號。②另外四塊未過2.36 篩+基質(zhì)瀝青+溫拌劑，油石比為4.6%，設(shè)定這四組的編號分別為5、6、7、8 號。

八塊車轍試件舊料摻配率均為42%，舊料的統(tǒng)一加熱溫度為110℃，新集料加熱溫度為150℃，拌和溫度為140℃，壓實成型溫度為130℃。其中舊料未過2.36 篩的一塊車轍板可加入26.0g 溫拌劑舊料過2.36 篩的一塊車轍板可加入27.8g 溫拌劑。新集料，新瀝青等摻入量均可由溫拌再生瀝青混合料的配合比設(shè)計計算得出。為了研究分散劑含量對溫拌再生瀝青混合料低溫性能的影響，在進行基質(zhì)瀝青試驗時分別在0、1、2、3 組過篩車轍試件中摻入0、1%、2%、3%的分散劑。

車轍試件成型后，放置冷卻一定時間，用切割機根據(jù)規(guī)定尺寸切割小梁試件，試件尺寸為250mm±2mm、寬30mm±2mm、高35mm±2mm。然后進行基質(zhì)瀝青的小梁彎曲試驗，一組試驗用小梁4 根。試驗溫度為-10℃，加載速率為50mm/min。

低溫時所得的抗彎拉強度、破壞彎拉應變、破壞時彎曲勁度模量均是表征混合料低溫性能的指標。如抗彎拉強度表征混合料抵抗彎拉應力作用的能力，抗彎拉強度越高，材料抵抗破壞的能力越強，低溫時抵抗收縮應力的能力就越強，路面低溫抗裂性越好［6］。本文主要以破壞彎拉應變作為評價溫拌再生瀝青混合料低溫性能的主要指標。

(1)舊料過2.36 篩和未過2.36 篩對溫拌再生瀝青混合料低溫性能的影響。

在確保分散劑含量一定時(以含有1%分散劑含量的一組代表摻入分散劑的情況)分別對過篩和未過篩的小梁破壞應變進行比較，從而比較混合料的低溫性能。

由圖1 和圖2 所示，當摻入的分散劑量及其他條件相同時，舊料過2.36 篩的小梁最大破壞應變大于未過2.36 篩的小梁最大破壞應變，因此，舊料過2.36 篩的溫拌再生瀝青混合料的低溫性能大于舊料未過2.36 篩的溫拌再生瀝青混合料的低溫性能。分析其主要原因是由于廢舊瀝青混合料經(jīng)過長期外界因素的作用，集料存在細化現(xiàn)象，從而舊料存在不均勻性，當舊料過2.36mm 篩時，更好地保證舊料的均勻性，減少細粒徑部分的雜質(zhì)，成型試件后在結(jié)構(gòu)上較未過篩舊料所形成的再生料的低溫性能更好。

(2)分散劑含量對溫拌再生瀝青混合料低溫性能的影響。

下圖分別為過篩和未過篩是分別摻入分散劑0、1%、2%、3%時的破壞應變。

由圖3、圖4 所示，無論是過篩還是未過篩小梁的破壞應變都隨著分散劑摻量的增大而增加，即分散劑摻量越高，溫再生混合料的低溫性能越好。從是否添加分散劑角度看，當摻入分散劑時破壞應變明顯高溫未摻入分散劑的情況，因此，在溫拌再生瀝青混合料時摻入分散劑有助于提高混合料的低溫性能。

3 小結(jié)

由基質(zhì)瀝青和SBS 改性瀝青的小梁彎曲試驗可得出以下結(jié)論:

(1)溫拌再生瀝青混合料的低溫性能與舊料是否過篩、是否摻入分散劑。新瀝種類等因素有關(guān)。

(2)當舊料過2.36mm 篩時，更好地保證舊料的均勻性，成型試件后在結(jié)構(gòu)上較未過篩舊料所形成的再生料的低溫性能更好。

(3)在溫拌再生瀝青混合料時摻入分散劑有助于提高混合料的低溫性能。

［1］吳濤，崔偉，顧良軍，程莉.瀝青混合料低溫性能評價指標研究［J］.公路交通技術(shù)，2006(02):32 -35.

［2］劉廣信.瀝青混凝土低溫抗裂的有效指標［J］.國外公路，1995(06):47 -49.

［3］周和勝，郭靜.瀝青混合料低溫性能影響因素分析［J］.城市道橋與防洪，2010(06):109 -112.