Evotherm^TM—DAT溫拌瀝青混合料施工技術(shù)研究

摘 要：文章通過EvothermTM-DAT溫拌瀝青的相關(guān)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)添加溫拌劑后的瀝青混合料低溫延度增大，高溫條件下抗車轍及抗疲勞性能也有一定的增加，而粘度出現(xiàn)小幅下降，但降低幅度較小。在溫拌瀝青混合料施工質(zhì)量控制方面，仍可采用現(xiàn)行規(guī)范對(duì)熱拌瀝青的控制指標(biāo)來作為EvothermTM-DAT溫拌瀝青施工質(zhì)量的控制依據(jù)。

關(guān)鍵詞：溫拌劑；溫拌瀝青；路用性能；控制指標(biāo)

引言

溫拌瀝青混合料是指采用特定方法或者添加劑以降低瀝青的粘度，使混合料能在較低溫度下生產(chǎn)和施工，達(dá)到改善其工作性能的同時(shí)不降低路用性能的目的[1]～[4]。我國(guó)于2005年開展溫拌瀝青混合料應(yīng)用的路段試驗(yàn)，但至今尚未大規(guī)模推廣應(yīng)用，尤其在西部多山地區(qū)，仍以傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料為主。盡管熱拌瀝青混合料技術(shù)為我國(guó)公路工程的發(fā)展起到了至關(guān)重要作用，但在長(zhǎng)期實(shí)踐中它的缺點(diǎn)也日顯突出，其消耗的能源和產(chǎn)生的有毒氣體，嚴(yán)重威脅作業(yè)人員健康和生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)無法滿足我國(guó)發(fā)展綠色交通的要求。因此，加強(qiáng)溫拌瀝青混合料技術(shù)的研究和應(yīng)用勢(shì)在必行。

1 EvothermTM-DAT對(duì)瀝青性能影響

EvothermTM-DAT溫拌瀝青混合料基于表面活性技術(shù)[5]，DAT溫拌添加劑的摻入可降低集料與瀝青的微觀摩阻力，從而改善瀝青混合料的可壓實(shí)性?；旌狭系目蓧簩?shí)性主要由瀝青控制，因此，文章重點(diǎn)從低溫性能、高溫性能及粘性三個(gè)方面進(jìn)行分析摻入DAT溫拌添加劑后瀝青指標(biāo)影響。

瀝青混凝土路面的抗裂性能與瀝青混合料的低溫延度密切相關(guān)，而瀝青混合料在低溫條件下容易發(fā)生冷縮裂縫，也就是說瀝青混合料的低溫延展性決定了路面的抗裂能力。不同添加劑及配合比時(shí)瀝青混合料的低溫延度也有所差異。通過彎曲梁流變?cè)囼?yàn)相關(guān)研究表明，添加EvothermTM-DAT后瀝青混合料的延度均出現(xiàn)增大的情況，說明對(duì)路面的抗裂縫性能起到了明顯的改善作用[6]。盡管直接拉伸試驗(yàn)中，添加EvothermTM-DAT后，瀝青膠漿勁度模量有一定程度提高，但影響相對(duì)較小。采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR）試驗(yàn)相關(guān)研究表明，添加EvothermTM-DAT溫拌劑前后的高溫等級(jí)相同，為PG76，但在76℃時(shí)，添加溫拌劑后的G*/sin 值更大，說明其抗車轍性能更好。瀝青的粘度用來衡量瀝青的粘滯力，瀝青粘度對(duì)路面的力學(xué)行為具有重要影響。采用布氏粘度儀分別對(duì)添加EvothermTM-DAT前后的SBS改性瀝青進(jìn)行粘度測(cè)試，對(duì)比不同溫度下的旋轉(zhuǎn)粘度，在110～140℃時(shí)，添加EvothermTM-DAT溫拌劑的SBS改性瀝青粘度有小幅下降，但降幅尚在可接受范圍內(nèi)；溫度大于140℃后，粘度幾乎沒有差別。

2 EvothermTM-DAT溫拌瀝青混凝土施工控制指標(biāo)研究

由于基于表面活性的EvothermTM-DAT溫拌瀝青混合料在施工時(shí)缺少相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和控制指標(biāo)，文章結(jié)合添加EvothermTM-DAT溫拌劑后AC-13、AC-20、AC-25的室內(nèi)試驗(yàn)和生產(chǎn)施工等各環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，探究溫拌瀝青混凝土施工控制指標(biāo)。

2.1 溫度控制指標(biāo)

根據(jù)美德維實(shí)偉克公司建議的拌合施工溫度125℃，對(duì)AC-13、AC-20、AC-25這三種級(jí)配進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，確定各自的最佳瀝青用量。在采用此最佳瀝青用量的基礎(chǔ)上，通過對(duì)不同溫度下的馬歇爾試件的空隙率進(jìn)行分析，得出溫拌瀝青混合料的最佳拌和施工溫度。結(jié)果見圖1所示。

從圖1可以看出，三種不同級(jí)配的瀝青混凝土空隙率均有同樣的變化規(guī)律。在100℃以下時(shí)，隨著成型溫度的降低瀝青混凝土空隙率變化幅度較大，成型溫度下降到90℃時(shí)瀝青混合料的空隙率變化就超過了5%。100℃以上時(shí)，隨著瀝青混凝土成型溫度的升高空隙率逐漸減小，且成型溫度超過100℃以后，空隙率變化規(guī)律趨于緩和。在115～125℃區(qū)間，試件空隙率已基本穩(wěn)定，且相比熱拌有一定優(yōu)勢(shì)，因此，建議施工溫度在115～125℃。以下分析中室內(nèi)試驗(yàn)的試件成型溫度取此區(qū)間中值120℃，拌合溫度取125℃。

2.2 馬歇爾配合比設(shè)計(jì)控制指標(biāo)

按照上述拌和溫度和成型溫度，對(duì)上述三種級(jí)配重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，并與相同級(jí)配的熱拌瀝青混合料進(jìn)行對(duì)比分析。按照現(xiàn)行規(guī)范要求對(duì)EvothermTM-DAT溫拌瀝青進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，最佳瀝青用量下的體積指標(biāo)見表1所示。由表1的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，EvothermTM-DAT所有指標(biāo)均可以滿足規(guī)范對(duì)熱拌瀝青混合料的要求，僅流值指標(biāo)超出規(guī)范建議范圍。但已有研究表明，流值超標(biāo)對(duì)溫拌瀝青的性能影響可以忽略。因此，在溫拌瀝青的配合比設(shè)計(jì)階段，可以用現(xiàn)行規(guī)范對(duì)熱拌瀝青的控制指標(biāo)作為控制依據(jù)。

3 EvothermTM-DAT溫拌瀝青混凝土路用性能試驗(yàn)研究

3.1 高溫穩(wěn)定性

現(xiàn)行規(guī)范中熱拌瀝青瀝青混合料的性能評(píng)價(jià)主要為高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。通過對(duì)三種級(jí)配的溫拌和熱拌瀝青混合料在最佳瀝青用量下進(jìn)行相關(guān)性能對(duì)比試驗(yàn)，研究溫拌瀝青混合料的控制指標(biāo)。其中高溫穩(wěn)定性采用瀝青混合料車轍試驗(yàn)進(jìn)行分析，結(jié)果見表2所示。由表2可以看出，AC-13和AC-20兩種溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度跟相同級(jí)配熱拌瀝青混合料相差很小，而溫拌AC-25則相比同級(jí)配熱拌瀝青混合料相差更大，但均能滿足規(guī)范要求，并遠(yuǎn)大于規(guī)范的限值。由此表明，溫拌瀝青混合料同樣具有良好的高溫穩(wěn)定性，施工時(shí)可參考熱拌瀝青的控制指標(biāo)。

3.2 水穩(wěn)定性

同理，參考現(xiàn)行規(guī)范，采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)分析。由表3可以看出，在殘留穩(wěn)定度方面，三種不同級(jí)配的溫拌瀝青混合料變化規(guī)律完全一致，均比熱拌瀝青混合料有所降低，但均滿足規(guī)范對(duì)熱拌瀝青混合料的要求。而在凍融劈裂動(dòng)穩(wěn)定度方面，三種不同級(jí)配的溫拌瀝青混合料也均比熱拌瀝青混合料低，降低幅度比殘留穩(wěn)定度要大，但也均滿足現(xiàn)行規(guī)范對(duì)熱拌瀝青的要求。由此，我們可以發(fā)現(xiàn)，凍融劈裂試驗(yàn)相較浸水馬歇爾試驗(yàn)更能反應(yīng)溫拌瀝青的水穩(wěn)定性。因此，我們可以參考熱拌瀝青混合料對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以凍融劈裂比作為溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性的主控指標(biāo)，而殘留穩(wěn)定度可作為參考指標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)EvothermTM-DAT溫拌瀝青混合料進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)添加溫拌劑后的瀝青混合料低溫延度增大，抗裂能力增強(qiáng)，同時(shí)高溫條件下抗車轍及抗疲勞性能也有一定的增加，而粘度出現(xiàn)小幅下降的情況，但下降幅度不大。在溫拌瀝青混合料施工質(zhì)量控制方面，溫度控制指標(biāo)、馬歇爾配合比設(shè)計(jì)控制指標(biāo)及路用性能試驗(yàn)控制指標(biāo)均可達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范對(duì)熱拌瀝青混合料的要求，因此，仍可采用現(xiàn)行規(guī)范對(duì)熱拌瀝青的控制指標(biāo)來作為EvothermTM-DAT溫拌瀝青施工質(zhì)量的控制依據(jù)。為切實(shí)履行發(fā)展綠色交通的要求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，應(yīng)加強(qiáng)研究和推廣溫拌瀝青施工技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建勛.溫拌瀝青混合料施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2010， 10.

[2]周沛延.溫拌瀝青混合料的長(zhǎng)期使用性能[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013，6.

[3]孫雪偉，陳李峰.基于溫拌技術(shù)的SMA混合料設(shè)計(jì)與施工[J].石油瀝青，2014，28（6）：36-40.

[4]張智強(qiáng)，嚴(yán)世祥，周進(jìn)川，等.溫拌瀝青混合料技術(shù)探討[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（6）：113-116.

[5]冉維建，畢玉甲.基于表面活性技術(shù)的溫拌瀝青混合料應(yīng)用研究[J].石油瀝青，2011，25（5）：28-31.

[6]胡宗文，王兆星，王林，等.基于表明活性技術(shù)的溫拌瀝青膠結(jié)料性能試驗(yàn)研究[J].公路，2009，9：288-291.

作者簡(jiǎn)介：賈利強(qiáng)（1983-），男，河南洛陽(yáng)人，工學(xué)碩士，從事高速公路建設(shè)管理工作。