不同類型溫拌劑對瀝青混合料性能的影響

解文波

(中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710065)

1 試驗材料的選擇

基質(zhì)瀝青為70#道路石油瀝青，溫拌劑含4類，即EC120、Sasobit、RH-1、AkzoNobel，前三種為固態(tài)，最后一種為液態(tài)，摻量分別為3.5%、3.0%、3.0%、0.7%。

2 瀝青性能試驗方法及結(jié)果分析

將4類溫拌劑摻入基質(zhì)瀝青內(nèi)，得到多個組別的混合料，再從針入度、軟化點、質(zhì)量損失、殘留針入度、殘留延度幾個關(guān)鍵方面與A-70#原樣瀝青展開對比分析，從而探討各類溫拌劑的應(yīng)用效果[1-2]。

2.1 針入度試驗

取原樣瀝青和摻入溫拌劑的兩大類材料，對其組織針入度試驗，所得結(jié)果如圖1所示。結(jié)合圖1可知，通過AkzoNobel溫拌劑的應(yīng)用，瀝青混合料的針入度并未發(fā)生顯著變化，究其原因與瀝青、集料間的潤滑作用有關(guān)，并且此過程中瀝青的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以維持原狀，從而無瀝青針入度的變化。在應(yīng)用EC120、Sasobit溫拌劑后，混合料的針入度降低，可以說明的是，此類有機降粘類溫拌劑的應(yīng)用效果在于調(diào)整瀝青的狀態(tài)，使其變稠，究其原因與溫拌劑、瀝青間的物理化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，該過程中可以形成完整且具有穩(wěn)定性的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即便遇低溫條件也能較好地規(guī)避變形問題[3]。

圖1 溫拌劑對瀝青針入度的影響

針入度試驗期間，溫度取25℃；在RH-1溫拌劑的作用下針入度小幅度減小，可以肯定的是，RH-1溫拌劑的應(yīng)用可以改變混合料的針入度，使其降低，但該溫拌劑在此方面的應(yīng)用優(yōu)勢甚微，不具有顯著的影響。

2.2 軟化點試驗

組織軟化點試驗，所得結(jié)果如圖2所示。結(jié)合圖2內(nèi)容展開分析：通過AkzoNobel溫拌劑的應(yīng)用，并不會導(dǎo)致瀝青的軟化點發(fā)生明顯的變化，意味著在影響瀝青高溫性能方面表面活性類溫拌劑的作用甚微；在摻入EC120、Sasobit兩類溫拌劑后，可見軟化點有較大幅度的增加，意味著有機降粘類溫拌劑對瀝青高溫性能的影響較為顯著；而對于RH-1溫拌劑而言，該材料的應(yīng)用則不會對瀝青軟化點帶來過多的影響，此時瀝青的高溫性能幾乎維持原狀。

圖2 溫拌劑對瀝青軟化點的影響

2.3 延度試驗

組織延度試驗，所得結(jié)果如圖3所示。結(jié)合圖3內(nèi)容展開分析：在摻入RH-1、AkzoNobel兩類溫拌劑后，瀝青的延度幾乎維持原狀，即與A-70#原樣瀝青無明顯的差異，表明此類溫拌劑在延度影響方面的作用較為微弱，具體而言，在摻入RH-1溫拌劑后發(fā)現(xiàn)其瀝青混合料的延度略微上升，而AkzoNobel的摻入則使其略微下降。通過EC120、Sasobit的應(yīng)用可知瀝青的延度顯著下降，兩類溫拌劑的作用程度有所差異，以EC120最為突出，在此條件下瀝青缺乏足夠的低溫抗裂性，實際應(yīng)用中遇低溫時容易因抵抗性不足而開裂。

圖3 溫拌劑對瀝青延度的影響

2.4 布氏粘度試驗

溫度設(shè)定為60℃、135℃，分別組織布氏粘度試驗，測定數(shù)據(jù)并整理。試驗結(jié)果為：在60℃的低溫環(huán)境中，通過EC120、Sasobit兩類溫拌劑的應(yīng)用，布氏粘度有較大幅度的增加；摻入RH-1、AkzoNobel兩類溫拌劑后布氏粘度有所增加，但相比之下其增幅較小。而隨著試驗溫度的提高，待其達到135℃后，通過EC120、Sasobit兩類溫拌劑的應(yīng)用，布氏粘度有較大幅度的降低；摻入RH-1、AkzoNobel兩類溫拌劑后，布氏粘度也有降低的變化趨勢。究其原因與有機降粘類溫拌劑的材料特性有關(guān)，其中含有合成蠟的成分，該部分在60℃的溫度條件下呈凝固體狀態(tài)，因此在60℃的試驗中布氏粘度較大；但隨著溫度的提高，在135℃的試驗條件中其已經(jīng)超過合成蠟的熔點(約為100℃)，因此蠟的狀態(tài)發(fā)生改變，較之于原樣瀝青而言布氏粘度有較為明顯的降低變化趨勢。

2.5 老化試驗

老化試驗采用的是旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱，由該裝置加熱(溫度控制在163℃)，予以75 min的老化處理，測定數(shù)據(jù)后對瀝青的抗老化性能進行分析[4]。

試驗結(jié)果為：通過EC120、Sasobit的應(yīng)用，殘留針入度均存在顯著下降的變化特點，并且兩類材料所導(dǎo)致的下降幅度有所不同，以Sasobit最為明顯；相比之下，對于RH-1、AkzoNobel兩類溫拌劑，盡管殘留針入度有所降低，但幅度較小。由此可以進一步得知，就抗老化性能而言，表面活性劑類溫拌劑的應(yīng)用效果較為良好，有機降粘類溫拌劑在此方面則相對較差。

3 瀝青混合料試驗

3.1 馬歇爾試驗

對于原樣瀝青而言，營造150℃的擊實溫度條件，油石比4.2%；分別摻入3類溫拌劑(EC120、RH-1、AkzoNobel)展開針對性的馬歇爾試驗，此時擊實溫度調(diào)整為125℃。匯總試驗結(jié)果，如表1所示。

表1 馬歇爾試驗的各項技術(shù)指標(biāo)

結(jié)合表1內(nèi)容展開分析可知：通過RH-1、AkzoNobel兩類溫拌劑的應(yīng)用，其與未摻入溫拌劑的試驗結(jié)果相比，孔隙率基于保持相同的水平(兩者雖然有所差異但相對較小)；在摻入EC120溫拌劑后，此時的馬歇爾孔隙率則有較大幅度的增加。由此推斷：在降溫能力方面RH-1、AkzoNobel更強，若能夠以合理的方式使用兩類溫拌劑，則可以較為有效地提高瀝青路面的質(zhì)量(具體體現(xiàn)在壓實度提升的層面)。

3.2 溫拌劑對水穩(wěn)性能的影響分析

通過凍融劈裂強度試驗分析水穩(wěn)性能。按規(guī)范制作馬歇爾試件分別對其采取雙面擊實50次的方法，所有試件以均勻的方式劃分為兩組。其中，第一組為原樣試件，主要用于對比分析，將其置于室溫條件中；第二組試件則經(jīng)過真空飽水和凍融循環(huán)處理。匯總試驗結(jié)果，如表2所示。

表2 凍融劈裂強度試驗結(jié)果

結(jié)合表2內(nèi)容展開分析：通過EC120溫拌劑的應(yīng)用，混合料的凍融劈裂強度有較大幅度的降低變化，意味著對于有機降粘型溫拌劑而言，其容易影響混合料的水穩(wěn)性能。而通過RH-1、AkzoNobel兩類溫拌劑的應(yīng)用，則制得的瀝青混合料在凍融劈裂強度方面較之于原樣瀝青并無明顯的差異，彼此幾乎可以達到相同的狀態(tài)。

4 結(jié) 論

1)有機降粘類溫拌劑在提高瀝青高溫性能方面具有較突出的應(yīng)用優(yōu)勢，但其也存在缺點，即瀝青的低溫抗裂性能難以得到保證。從抗老化性能的角度來看，則以表面活性劑類溫拌劑的應(yīng)用效果較佳，有機降粘類溫拌劑則欠佳。

2)有機降粘類溫拌劑具有一定程度的降粘效果，但溫度對其的干擾作用較強，在60℃和135℃兩項條件中，前者的布氏粘度相對較大，后者出現(xiàn)明顯減小的變化特點。對于表面活性劑類溫拌劑而言，隨著溫度的變化，雖然其降粘效果會受到影響但并不顯著，在改變試驗溫度后，布氏粘度僅存在微小的變化，即在各溫度條件下該指標(biāo)可維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

3)通過對原樣瀝青(150℃)和溫拌劑瀝青(125℃)的馬歇爾孔隙率的對比分析可知，有機降粘類溫拌劑指標(biāo)有較明顯的增加；表面活性劑類應(yīng)用后該指標(biāo)雖然有所變化但幅度較小，總體來看呈基本持平的狀態(tài)?？梢?，就降溫能力而言，以表面活性劑類更為合適，若將其應(yīng)用于瀝青路面施工中可提高路面的壓實度。

5 結(jié)束語

在瀝青混合料施工中，溫拌劑在改善質(zhì)量方面具有重要作用，但隨著溫拌劑類型的變化，所帶來的應(yīng)用效果均存在獨特性。在工程實踐中，有關(guān)技術(shù)人員需要對主流溫拌劑的應(yīng)用特性形成準(zhǔn)確的認(rèn)識，以工程施工要求為導(dǎo)向，確定可行的溫拌劑類型，并按合理的用量予以使用，充分發(fā)揮出其在改善瀝青混合料性能方面的優(yōu)勢，為工程建設(shè)提供材料層面的支持。

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