不同溫拌劑對(duì)瀝青及其混合料性能的影響分析

解　晨，徐文遠(yuǎn)

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院， 黑龍江哈爾濱150000)

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不同溫拌劑對(duì)瀝青及其混合料性能的影響分析

解晨，徐文遠(yuǎn)

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院， 黑龍江哈爾濱150000)

為了研究不同機(jī)理的溫拌劑在瀝青與瀝青混合料路用性能與降溫效果上的差異，以及選出能夠更好的評(píng)價(jià)溫拌瀝青混合料的路用性能的指標(biāo)。分別對(duì)瀝青添加有機(jī)添加劑機(jī)理的溫拌劑sasobit(摻量為0、1%、2%、3%、4%、5%)和自行研發(fā)的基于表面活性機(jī)理的溫拌劑ZYF-B(摻量為0、3%、4%、5%、6%、7%)，進(jìn)行針入度、延度、軟化點(diǎn)及黏附性試驗(yàn)；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)綜合比較后，得出兩種溫拌的較佳摻量是sasobit為3%、ZYF-B為5%，并對(duì)這兩種比例的混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究結(jié)果顯示，ZYF-B溫拌劑的加入使瀝青的針入度、黏附性、改性瀝青的延度、混合料的水穩(wěn)定性方面優(yōu)于sasobit溫拌劑；sasobit溫拌劑的加入使瀝青的軟化點(diǎn)、基質(zhì)瀝青的延度、混合料的高溫穩(wěn)定性、混合料的低溫抗裂性方面優(yōu)于ZYF-B溫拌劑。降溫效果評(píng)價(jià)以傳統(tǒng)熱拌基質(zhì)瀝青為基準(zhǔn)，以3%～5%為目標(biāo)空隙率，ZYF-B溫拌劑降低溫度25 ℃～50 ℃，sasobit溫拌劑降溫溫度19 ℃～23 ℃。通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析得到了影響溫拌瀝青混合料路用性能最重要的因素是溫拌瀝青的延度。相關(guān)結(jié)論可對(duì)施工中合理選擇溫拌劑提供參考。

溫拌劑；瀝青；瀝青混合料；灰色關(guān)聯(lián)分析

0　引　言

溫拌瀝青混合料具有節(jié)能環(huán)保、延長(zhǎng)施工周期及保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)施工人員健康等一系列優(yōu)點(diǎn)[1]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于研究溫拌瀝青及其混合料性能，研究熱點(diǎn)集中于基于有機(jī)添加劑機(jī)理的溫拌劑和基于表面活性機(jī)理的溫拌劑。大量的研究人員對(duì)比分析了兩種不同機(jī)理的溫拌劑的路用性能及降溫效果，但定量分析其影響因素的較少[2-5]。因此，本文從比較這兩種溫拌劑對(duì)瀝青性能的影響、降溫效果、經(jīng)濟(jì)效益和混合料的路用性能的方向入手，同時(shí)結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析，研究溫拌瀝青性能與其混合料性能的關(guān)系，以期選出能有效反映瀝青混合料性能的溫拌瀝青指標(biāo)。

1　溫拌劑對(duì)瀝青性能影響分析

本次研究所使用的兩種溫拌劑為基于有機(jī)添加劑機(jī)理的溫拌劑sasobit和本課題組自行研發(fā)的基于表面活性機(jī)理的溫拌劑ZYF-B。將sasobit的摻量擬定為0、1%、2%、3%、4%、5%，ZYF-B的摻量擬定為0、3%、4%、5%、6%、7%[6-8]。

表1　瀝青的技術(shù)指標(biāo)Tab.1　Technical index of asphalt

注：“規(guī)范”是指《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)。

1.1溫拌劑對(duì)瀝青針入度影響分析

通過(guò)向90#基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青中分別加入不同摻量的sasobit與ZYF-B，分析針入度的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果如圖1。

(a)sasobit不同用量下的針入度

(b)ZYF-B不同用量下的針入度

圖1sasobit、ZYF-B不同用量下的針入度

Fig.1Penetrationofdifferentdosagesasobit,ZYF-B

由圖1(a)可知，sasobit的加入使得90#基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青的針入度降低，以摻量3%為界，1%～3%針入度下降趨勢(shì)平緩，說(shuō)明sasobit的加入沒(méi)有對(duì)基質(zhì)瀝青和改性瀝青產(chǎn)生過(guò)大的影響。當(dāng)摻量大于3%時(shí)，瀝青的針入度下降趨勢(shì)非常明顯。

由圖1(b)可知,ZYF-B的加入并沒(méi)有對(duì)90#基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青的針入度產(chǎn)生明顯的變化，所以ZYF-B對(duì)兩種瀝青的針入度幾乎無(wú)影響。

1.2溫拌劑對(duì)瀝青軟化點(diǎn)影響分析

由圖2(a)可知,sasobit的加入使90#基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)上升明顯,在摻量3%之前軟化點(diǎn)上升緩慢，當(dāng)摻量大于3%后軟化點(diǎn)上升幅度明顯。

由圖2(b)可知，ZYF-B加入90#基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青后，兩種瀝青的軟化點(diǎn)在摻量3%～5%時(shí)隨著摻量的增加而增大，當(dāng)摻量大于5%后隨用量的增大軟化點(diǎn)變化不明顯。

(a)sasobit不同用量下的軟化點(diǎn)

(b)ZYF-B不同用量下的軟化點(diǎn)

圖2sasobit、ZYF-B不同用量下的軟化點(diǎn)

Fig.2Softeningpointofdifferentdosagesasobit,ZYF-B

1.3溫拌劑對(duì)瀝青延度影響分析

由圖3(a)可知，在加入摻量2%的sasobit后延度得到改善，在摻量為3%時(shí)延度達(dá)到峰值(133.1cm)，此時(shí)的延度較摻入量為0時(shí)的90#基質(zhì)瀝青的延度(114.2cm)提高了16.5%。摻量超過(guò)3%以后90#基質(zhì)瀝青延度迅速下降，當(dāng)摻量達(dá)到5%時(shí)延度已經(jīng)小于90#基質(zhì)瀝青的原有延度。而對(duì)于SBS改性瀝青在摻量3%以前對(duì)延度作用不明顯，摻量的繼續(xù)加大使SBS改性瀝青延度降低。

(a)sasobit不同用量下的延度

(b)ZYF-B不同用量下的延度

圖3sasobit、ZYF-B不同用量下的延度

Fig.3Ductilityofdifferentdosagesasobit,ZYF-B

由圖3(b)可知，ZYF-B加入兩種瀝青后，當(dāng)摻量達(dá)到5%時(shí)90#基質(zhì)瀝青延度也達(dá)到峰值(123.4cm)，此時(shí)的延度較摻量為0時(shí)的90#基質(zhì)瀝青的延度(114.2cm)提高了7.8%。當(dāng)摻量大于5%時(shí)90#基質(zhì)瀝青延度呈平穩(wěn)下降趨勢(shì)，隨摻量的增加越趨于平穩(wěn)。對(duì)于SBS改性瀝青當(dāng)加入溫拌劑摻量大于3%時(shí)，隨摻量的增加SBS改性瀝青的延度也隨之增大，當(dāng)摻量大于5%時(shí)SBS改性瀝青延度趨于平穩(wěn)，此時(shí)延度為44.7cm，摻入量為0時(shí)SBS改性瀝青延度為38cm，使其延度提高17.6%。

1.4溫拌劑對(duì)瀝青與集料黏附性影響分析

由圖4(a)可知，基質(zhì)瀝青自身的黏附等級(jí)為4級(jí)，當(dāng)sasobit摻量小于3%時(shí)瀝青與骨料黏附性相對(duì)較好，當(dāng)sasobit摻量大于3%瀝青與骨料的剝離現(xiàn)象嚴(yán)重。相比于基質(zhì)瀝青，SBS改性瀝青也會(huì)出現(xiàn)瀝青剝離的情況，但剝離程度稍弱于基質(zhì)瀝青。

由圖4(b)可知，基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青自身的黏附等級(jí)為4級(jí)，當(dāng)分別加入3%ZYF-B與4%ZYF-B后兩種瀝青的黏附性均變?yōu)?，隨著用量的增加黏附性沒(méi)有變化。

(a)sasobit不同用量下的黏附性等級(jí)

(b)ZYF-B不同用量下的黏附性等級(jí)

圖4sasobit、ZYF-B不同用量下的黏附性等級(jí)

Fig.4Adhesionlevelofdifferentdosagesasobit,ZYF-B

1.5sasobit與ZYF-B摻量的確定

sasobit在3%摻量時(shí)兩種瀝青的針入度值為折線的拐點(diǎn)，雖然在摻量大于3%以后兩種瀝青的軟化點(diǎn)還在繼續(xù)增大,但3%的摻量改善效果已足夠明顯，3%時(shí)的延度值為折線的峰值，在摻量為3%時(shí)雖然黏附性有所降低，但影響不大，所以綜合考慮sasobit的摻量定為3%。

ZYF-B在摻量大于5%時(shí)基質(zhì)瀝青與改性瀝青的針入度沒(méi)有明顯變化，延度為基質(zhì)瀝青的峰值，軟化點(diǎn)也沒(méi)有提升的空間，在摻量大于4%后黏附性等級(jí)都為5級(jí)，所以綜合考慮ZYF-B的摻量定為5%。

2　溫拌劑對(duì)瀝青混合料路用性能影響分析

2.1配合比設(shè)計(jì)、拌合與壓實(shí)溫度的確定

本文采用的瀝青礦料集配為AC-13，最佳油石比為4.6%。用壓實(shí)效果來(lái)衡量降溫量，以空隙率為指標(biāo)來(lái)確定溫拌混合料的壓實(shí)以及拌合溫度[9-10]。根據(jù)“1.5”節(jié)確定的結(jié)果可用基質(zhì)瀝青、3%sasobit、5%ZYF-B拌合的瀝青混合料在160 ℃～100 ℃每10 ℃一個(gè)單位測(cè)試件空隙率。以3%～5%為目標(biāo)空隙率[11]，可以得到兩種溫拌混合料的壓實(shí)溫度范圍，擬定拌合溫度高于壓實(shí)溫度10 ℃，可得到拌合溫度范圍。通過(guò)與基質(zhì)瀝青混合料的對(duì)比，得到兩種溫拌劑的降溫范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5　不同壓實(shí)溫度下的空隙率

由圖5可以看出，每一個(gè)壓實(shí)溫度點(diǎn)上兩種溫拌劑試件的空隙率都比基質(zhì)瀝青的空隙率低。在壓實(shí)溫度低于140 ℃的3%sasobit試件空隙率都小于5%ZYF-B試件的空隙率;在壓實(shí)溫度高于140 ℃的5%ZYF-B空隙率小于或等于3%sasobit。說(shuō)明當(dāng)壓實(shí)溫度低于140 ℃時(shí)sasobit的降溫效果好于ZYF-B，壓實(shí)溫度大于140 ℃時(shí)ZYF-B的降溫效果強(qiáng)于或等于sasobit。

為了得到準(zhǔn)確的溫拌混合料的壓實(shí)拌合溫度以及兩種溫拌劑的降溫范圍，本文將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合回歸方程，計(jì)算壓實(shí)拌合溫度。見表2。

表2　拌合、壓實(shí)溫度范圍Tab.2　Temperature range of mixing, compaction

注：x 表示壓實(shí)溫度，y表示試件空隙率。

以4.5%為目標(biāo)空隙率，即y=4.5代入回歸方程，分別得到混合料的壓實(shí)溫度：90#瀝青混合料壓實(shí)溫度為144.1 ℃，90#+sasobit瀝青混合料壓實(shí)溫度為120.4 ℃，90#+ZYF-B瀝青混合料壓實(shí)溫度為116 ℃。表明sasobit降低了23.7 ℃，ZYF-B降低了28.1 ℃，降溫效果明顯。

2.2溫拌瀝青混合料路用性能的對(duì)比

2.2.1溫拌劑對(duì)混合料高溫穩(wěn)定性能的影響

本文分別向?yàn)r青混合料中加入sasobit與ZYF-B，并利用“2.1”節(jié)的結(jié)果，在各自的拌合、壓實(shí)溫度下進(jìn)行車轍試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3　車轍試驗(yàn)結(jié)果Tab.3　Results of wheel tracking test

由表3可知，加入sasobit的瀝青混合料的穩(wěn)定度比基質(zhì)瀝青混合料穩(wěn)定度提高了30%，并且相比基質(zhì)瀝青變形量也有所降低;加入ZYF-B的瀝青混合料的穩(wěn)定度與變形量都與基質(zhì)瀝青混合料接近。表明sasobit的加入有效地改善了混合料的高溫穩(wěn)定性，而ZYF-B的加入雖然沒(méi)有增強(qiáng)混合料的高溫性能，但在降低混合料溫度的同時(shí)并沒(méi)有給混合料的高溫性能帶來(lái)負(fù)面影響。

2.2.2溫拌劑對(duì)瀝青混合料低溫抗裂性能的影響

本文通過(guò)對(duì)兩種不同溫拌機(jī)理的瀝青混合料進(jìn)行等應(yīng)變加載破壞，在-10 ℃的溫度下進(jìn)行小梁彎曲試驗(yàn)，分析不同種類溫拌劑在低溫抗裂性能上的表現(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4　-10 ℃小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果Tab.4　Results of -10 ℃ trabecular bending test

由表4可知，試件的彎拉應(yīng)變sasobit>ZYF-B>90#，試件的勁度模量sasobit

2.2.3溫拌劑對(duì)混合料水穩(wěn)定性的影響

本文采用凍融劈裂試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)來(lái)表征瀝青混合料抗水損害的能力。浸水馬歇爾主要模擬混合料受水損害時(shí)的抗剝落的能力，凍融劈裂試驗(yàn)較浸水馬歇爾試驗(yàn)更嚴(yán)苛一些，更好的模擬了寒冷地區(qū)路面在凍融循環(huán)過(guò)程中抵抗水損害的能力。

表5　凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果Tab.5　Results of freeze-thaw splitting test

由表5可知，兩種溫拌瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比均大于基質(zhì)瀝青混合料，說(shuō)明溫拌劑的添加增強(qiáng)了混合料的水穩(wěn)定性。而ZYF-B在水穩(wěn)定性上的效果要強(qiáng)于sasobit，由“1.4”小節(jié)的黏附性結(jié)果可得其原因，ZYF-B在瀝青與集料的黏附性上的效果更好，使得經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)的混合料在水穩(wěn)定性上的作用更顯著。

由表6可知，兩種溫拌瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度均大于基質(zhì)瀝青混合料，表明溫拌劑的加入使受水損害時(shí)的混合料提高了自身的抗剝落能力。sasobit與ZYF-B兩種溫拌劑在提高殘留穩(wěn)定度上的效果幾乎相同。

表6　浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果Tab.6　Results of immersion Marshall test

2.3經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

2.3.1使用添加劑材料增加費(fèi)用

本文以1t瀝青混合料為例，集配類型、最佳油石比及兩種溫拌劑的最佳摻量均采用本文“2.1”小節(jié)所用指標(biāo)。則1t瀝青混合料中瀝青的質(zhì)量(m)為：m=1000×4.6%/(1+4.6%)=44 (kg)，集料與礦粉的質(zhì)量(M)為：M=1000-44=956 (kg)。1t溫拌瀝青混合料中sasobit的摻量為：1000×4.6%×3%=1.38 (kg)，ZYF-B的摻量為：1000×4.6%×5%=2.30 (kg)。從而可以計(jì)算出1t溫拌瀝青混合料中使用溫拌劑的費(fèi)用，使用溫拌劑增加的費(fèi)用見表7。

表7　溫拌劑的用量與費(fèi)用Tab.7　The amount and cost of warm mix agent

2.3.2節(jié)約燃油費(fèi)用

本文研究以0#柴油為熱量來(lái)源，假設(shè)Q1、Q2、Q3分別為加熱瀝青、加熱集料、烘干石料中的水分至水蒸氣所需的熱量，則生產(chǎn)1t溫拌瀝青混合料所需要的熱量Q=Q1+Q2+Q3。由Q=C·m·(t末-t初),其中：Q為吸收的熱量，C為比熱容，m為質(zhì)量，t為溫度，分別計(jì)算每種物質(zhì)吸收的熱量。

根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)的規(guī)定，取90#基質(zhì)瀝青的熱拌瀝青混合料中瀝青與骨料加熱至150 ℃(即t末為150 ℃)，瀝青在拌合站儲(chǔ)存時(shí)為液態(tài)100 ℃(即t初為100 ℃)，骨料t初為室溫20 ℃。同理，由“2.1”節(jié)的結(jié)果分別取sasobit與ZYF-B溫拌瀝青混合料中瀝青與骨料的加熱溫度至125 ℃與120 ℃(即t末分別為125 ℃與120 ℃)。瀝青的比熱容為1.34kJ/(kg·℃)，骨料與礦粉的比熱容為0.88kJ/(kg·℃)。整理以上計(jì)算所用數(shù)據(jù)得表8，并利用公式Q=C·m·(t末-t初)，經(jīng)計(jì)算得表9。

表8　計(jì)算混合料中瀝青吸收熱量Q1與骨料吸收熱量Q2所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Tab.8　Basic data needed to calculate the heat of absorption of asphalt Q1 and aggregate Q2 in the mixture

表9　混合料中瀝青吸收熱量Q1與骨料吸收熱量Q2Tab.9　The heat absorbed by the asphalt Q1 and the heat absorbed by the aggregate Q2 in the mixture

骨料中所含水分按骨料總量的1%計(jì)算，烘干骨料中的水分是把水由室溫加熱至100 ℃然后吸收能量完成汽化，在這兩個(gè)過(guò)程中熱拌與溫拌兩種方法都要付出相同的能量。水的比熱容為4.2kJ/(kg· ℃)，汽化熱為2 260kJ/kg,即Q3=956×1%×[4.2×(100-20)+2260]=24817.76kJ。因此總的吸熱量見表10。

表10　混合料總的吸熱量QTab.10　Total heat Q absorption of mixture

1kg0#柴油完全燃燒產(chǎn)生大約46 000kJ，以當(dāng)日0#柴油價(jià)格(4.83元/升)，即4.06 元/kg。結(jié)合表9計(jì)算結(jié)果，生產(chǎn)1t瀝青混合料柴油的用量與費(fèi)用見表11。

表11　生產(chǎn)1 t瀝青混合料柴油的用量與費(fèi)用Tab.11　Amount and cost of diesel oil produced by 1 t asphalt mixture

由表7中的增加費(fèi)用與表11中的柴油費(fèi)用，得到加熱1t混合料總的成本為：90#基質(zhì)瀝青為0+12.10=12.10元；90#+sasobit為45.54+10.10=55.64元；90#+ZYF-B為9.20+9.70=18.90元。因此在使用sasobit與ZYF-B兩種溫拌劑加熱1t混合料時(shí)，ZYF-B較sasobit節(jié)約成本為：55.64-18.90=36.74元。

3　灰色關(guān)聯(lián)分析

3.1原理與計(jì)算方法

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是根據(jù)因素之間的發(fā)展趨勢(shì)的相似與相異程度來(lái)衡量因素之間的接近程度，可以從眾多影響因素中找到主要影響因素及因素之間對(duì)系統(tǒng)影響的差異[12-14]。為了發(fā)現(xiàn)影響溫拌瀝青混合料路用性能最重要的影響因素，以動(dòng)穩(wěn)定度、最大彎拉應(yīng)變、凍融劈裂強(qiáng)度比、殘留穩(wěn)定度為參考數(shù)列表征溫拌混合料的路用性能,以溫拌瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度、黏附性為比較數(shù)列表征溫拌路用性能的影響因素。

計(jì)算方法分為如下步驟：確定參考數(shù)列Xo={Xo(k)|k=1，2，…,n}；確定比較數(shù)列Xi={Xi(k)|k=1，2,…,n}(i=1，2,…,n)。

各指標(biāo)比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)為:

Δi(k)=|Yo(k)-Yi(k)|,

式中，ρ為分辨系數(shù)，一般為0到1之間的某個(gè)值，通常取值為0.5。

關(guān)聯(lián)度按大小排列，Xi與Xo的關(guān)聯(lián)度越大，表示Xi與Xo的發(fā)展趨勢(shì)越相近，Xi對(duì)Xo的影響也越大[15]。

3.2溫拌瀝青指標(biāo)與溫拌瀝青混合料路用性能灰色關(guān)聯(lián)分析

按照灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算方法，選取瀝青混合料試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為參考數(shù)列，瀝青試驗(yàn)指標(biāo)為比較數(shù)列。參考數(shù)列及比較數(shù)列如表12所示。

表12　參考數(shù)列與比較數(shù)列Tab.12　Reference sequence and compare sequence

表12中，分別以X01、X02、X03、X04為參考數(shù)列，以瀝青指標(biāo)X1、X2、X3、X4為比較數(shù)列。采用均值法進(jìn)行無(wú)量綱處理后計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，結(jié)果如表13所示。

表13　溫拌瀝青指標(biāo)與溫拌混合料性能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξTab.13　Correlation coefficient ξ of warm mix asphalt index and warm mix asphalt mixture property

表14　溫拌瀝青指標(biāo)與溫拌混合料性能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度rTab.14　grey relational degree r of warm mix asphalt index and warm mix asphalt mixture property

由表14可知，動(dòng)穩(wěn)定度與瀝青指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度由大到小排列為X3>X1>X2>X4，最大彎拉應(yīng)變與瀝青指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度由大到小排列為X3>X1>X2>X4，凍融劈裂強(qiáng)度與瀝青指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度由大到小排列為X2>X3>X1>X4，殘留穩(wěn)定度瀝青指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度由大到小排列為X3>X2>X1>X4。即對(duì)動(dòng)穩(wěn)定度、最大彎拉應(yīng)變、殘留穩(wěn)定度影響最大的瀝青指標(biāo)為延度，對(duì)凍融劈裂強(qiáng)度比影響最大的瀝青指標(biāo)為軟化點(diǎn)。

綜上所述，溫拌瀝青的延度對(duì)混合料的性能影響最大，由“1.3”節(jié)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，對(duì)于添加溫拌劑的基質(zhì)瀝青延度改善效果sasobit>ZYF-B；對(duì)于添加溫拌劑的改性瀝青延度改善效果ZYF-B>sasobit。

4　結(jié)　論

①對(duì)比sasobit及ZYF-B兩種溫拌劑對(duì)瀝青指標(biāo)的影響，在提高瀝青針入度、軟化點(diǎn)、延度及黏附性方面，兩種溫拌劑的表現(xiàn)依次為ZYF-B>sasobit、sasobit>ZYF-B、sasobit>ZYF-B、ZYF-B>sasobit、ZYF-B>sasobit。

②確定了溫拌劑的最佳摻入量，sasobit的摻入量為3%，ZYF-B的摻入量為5%。

③兩種不同機(jī)理的溫拌劑都可以有效地降低瀝青混合料的拌合與壓實(shí)溫度，sasobit可以降低拌合、壓實(shí)溫度19 ℃～23 ℃，ZYF-B可以降低拌合、壓實(shí)溫度25 ℃～50 ℃。降溫效果ZYF-B>sasobit。對(duì)比了兩種溫拌劑對(duì)混合料路用性能的影響，在改善混合料高溫穩(wěn)定性能、低溫抗裂性能、混合料的水穩(wěn)定性方面，兩種溫拌劑的表現(xiàn)依次為sasobit>ZYF-B、sasobit>ZYF-B、ZYF-B>sasobit。

④加入ZYF-B溫拌劑的成本與傳統(tǒng)熱拌相差不大，但較加入sasobit溫拌劑的成本每t節(jié)約36.74元。

⑤通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析模型可知，綜合分析在溫拌瀝青混合料路用性能的影響因素中溫拌瀝青的延度>軟化點(diǎn)>針入度>黏附性。

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(責(zé)任編輯唐漢民梁健)

Effect of different warm mix agent on performance of asphalt and its mixture

XIE Chen，XU Wen-yuan

(CivilEngineeringCollege，NortheastForestryUniversity,Haerbin150000,China)

Inordertoinvestigatetheeffectofwarmmixagentswithdifferentmechanismsonthepavementperformancesandcoolingeffectsofasphaltanditsmixtureandchooseabetterindextoevaluatethepavementperformancesofwarmmixasphalt,thispaperanalyzedthepenetration,ductility,softeningpointandadhesionoftheasphaltsmixingwithorganicadditivesasthewarmmixagent(sasobit,dosage: 0、1%、2%、3%、4%、5%)orself-developedwarmmixagentbasedonsurfaceactivemechanism(ZYF-B,dosage: 0、3%、4%、5%、6%、7%),respectively.Afteracomprehensivecomparisonthroughvariousexperiments,thebettermixingdosagesforthetwowarmmixagentswereobtainedtobe3%(forsasobit)and5%(forZYF-B),respectively.Ruttingtest,low-temperaturebendingtest,immersionMarshalltestandfreeze-thawsplittestwereconductedontheasphaltmixtureswiththeaforementioneddosages,andeconomicalbenefitwasevaluated.Correspondingtestdatawereanalyzedwiththegreyrelationmethod.Theresultsshowedthatthepenetration,adhesionandductilityandwaterstabilityoftheasphaltmixingwithZYF-Bwerebetterthanthoseoftheasphaltmixingwithsasobit.However,thesofteningpoint,theductility,thehightemperaturestabilityandthelowtemperaturecrackingresistanceoftheasphaltmixingwithsasobitwerebetterthanthoseoftheasphaltmixingwithZYF-B.Thecoolingeffectwasevaluatedbyusingthetraditionalhotmixasphaltasthereferenceand3%～5%asthetargetvoidage.Asaresult,thereducedtemperatureswere25 ℃～50 ℃forZYF-Band19 ℃～23 ℃forsasobit,respectively.Asaresultofthegreycorrelationanalysis,themostimportantfactorinfluencingthepavementperformanceofwarmmixasphaltwastheextensionofthewarmmixasphalt.Theseconclusionscouldprovidereferenceforreasonableselectionofwarmmixagentinconstruction.

warmmixagent;asphalt;asphaltmixture;graycorrelationanalysis

2016-01-10；

2016-06-30

交通運(yùn)輸部—部省聯(lián)合計(jì)劃項(xiàng)目(2009HZD0021)

徐文遠(yuǎn)(1969—)，男，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，東北林業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，工學(xué)博士；E-mail：xuwenyuan@nefu.edu.cn。

10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2016.1228

U414

A

1001-7445(2016)04-1228-10

引文格式：解晨，徐文遠(yuǎn).不同溫拌劑對(duì)瀝青及其混合料性能的影響分析[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，41(4)：1228-1237.