溫拌劑對(duì)瀝青混合料性能的影響

張永明

(佛山市建盈發(fā)展有限公司 佛山市 528313)

當(dāng)前路面建設(shè)中，主要采用具有良好性能的瀝青路面，其中大部分瀝青路面均采用傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料鋪筑而成[1]。但熱拌瀝青混合料所需的制備及鋪筑溫度都很高，建設(shè)周期內(nèi)不僅會(huì)消耗大量能源，而且還伴隨各種廢氣、粉塵等污染物的排放，對(duì)周邊環(huán)境及人員健康造成嚴(yán)重危害。為避免熱拌瀝青混合料的這些缺點(diǎn)，研究人員開始嘗試使用瀝青混合料溫拌技術(shù)[2]。

目前國內(nèi)溫拌技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，使用較多的溫拌劑產(chǎn)品包括EC120及Evotherm溫拌劑。EC120是線性脂肪族烴混合物的一類，熔點(diǎn)在100℃左右，當(dāng)溫度超過110℃后，可以在瀝青中呈現(xiàn)液態(tài)形式，與瀝青相容性好。EC120在瀝青中形成的網(wǎng)格構(gòu)造，可以使其穩(wěn)定存在于瀝青中，并大幅度減小瀝青在高低溫時(shí)的粘度，達(dá)到降低拌和溫度的效果。瀝青的老化是由瀝青所含的油和膠變低引起的。由于EC120擁有固結(jié)油蠟成分的效果，因此添加溫拌劑的改性瀝青具有優(yōu)異的抗老化性能[3]。

Evotherm為一定濃度的暗黃色水溶液，主要成分是表面活性劑。其作用機(jī)理是在高溫?cái)嚢柽^程中，水、Evotherm和瀝青混合形成結(jié)構(gòu)固定的水膜。所形成的水膜具有良好的全溫段潤滑效果，在低溫時(shí)依然可以使瀝青具有較好的流動(dòng)性，降低其粘度，提高制備和易性。在此背景下，選取EC120及Evotherm兩種溫拌劑分別制備溫拌瀝青混合料，研究溫拌劑改性瀝青技術(shù)指標(biāo)、瀝青混合料體積指標(biāo)及路用性能的變化，分析這兩種溫拌劑的使用特點(diǎn)及性能優(yōu)勢。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

研究使用的瀝青為70號(hào)基質(zhì)瀝青，兩種溫拌改性劑分別為深圳海川生產(chǎn)的EC120溫拌改性劑與上海龍孚生產(chǎn)的Evotherm表面活性類溫拌劑。

1.2 試驗(yàn)方法

先將兩種溫拌劑分別制備成溫拌改性瀝青。結(jié)合國內(nèi)的研究資料及以往的使用經(jīng)驗(yàn)[4]，EC120摻量為瀝青質(zhì)量的3.5%，Evotherm摻量為瀝青質(zhì)量的0.7%。再用溫拌改性瀝青分別制備AC-13溫拌瀝青混合料，同時(shí)制備不含溫拌劑的普通AC-13瀝青混合料作為對(duì)照組。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)如表1所示，混合料的最佳油石比為4.7%。

表1 AC-13瀝青混合料目標(biāo)配合比級(jí)配

普通AC-13瀝青混合料的拌和溫度為145℃，EC120溫拌瀝青混合料的拌和溫度為130℃，Evotherm溫拌瀝青混合料的拌和溫度為135℃。

通過浸水馬歇尓試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)及低溫彎曲小梁試驗(yàn)，研究兩種溫拌劑加入后混合料高低溫性能及水穩(wěn)定性的變化。

2 結(jié)果分析

2.1 溫拌劑對(duì)瀝青性能的影響

基質(zhì)瀝青與溫拌改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 瀝青技術(shù)指標(biāo)

從表2中可以看出：

(1)EC120的摻入對(duì)基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)影響較大，針入度下降了34.33%，延度下降了46.67%，軟化點(diǎn)提高了14.74%，黏度降低了32.43%，EC120溫拌劑對(duì)基質(zhì)瀝青的高溫性能改善顯著。

(2)Evotherm的摻入對(duì)基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)影響較小，針入度下降了5.97%，延度下降了2.13%，軟化點(diǎn)提高了2.11%，黏度提高了10.81%。

2.2 溫拌劑對(duì)瀝青混合料體積指標(biāo)的影響

采用馬歇爾試驗(yàn)得到了三種AC-13瀝青混合料的體積指標(biāo)，如表3所示。

表3 AC-13瀝青混合料體積性能

當(dāng)加入溫拌劑后，有以下結(jié)論：

(1)摻入EC120后，溫拌瀝青混合料的穩(wěn)定度顯著提升，較普通AC-13瀝青混合料提高了48.21%，其他體積指標(biāo)相比相差不大。

(2)摻入Evotherm后，混合料各項(xiàng)體積指標(biāo)與普通AC-13瀝青混合料較為接近，表明Evotherm的摻入對(duì)混合料體積指標(biāo)影響較小。

2.3 溫拌劑對(duì)瀝青混合料路用性能的影響

對(duì)瀝青混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)、馬歇爾試驗(yàn)及低溫彎曲小梁試驗(yàn)，得到的路用性能結(jié)果如表4所示。

表4 AC-13瀝青混合料路用性能

從表4中可以看出：

(1)高溫穩(wěn)定性方面，兩種溫拌劑均能提高瀝青混合料的抗車轍能力，EC120溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度比普通瀝青混合料提高了將近兩倍，Evotherm溫拌瀝青混合料提高了17.55%，測試結(jié)果與軟化點(diǎn)、馬歇爾穩(wěn)定度的變化規(guī)律一致，驗(yàn)證了EC120具有提高瀝青混合料強(qiáng)度的效果。

(2)水穩(wěn)定性方面，EC120溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性小幅提高，Evotherm溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性略有降低。

(3)低溫性能方面，EC120溫拌瀝青混合料的破壞應(yīng)變相比普通瀝青混合料下降23.19%，降幅較大；Evotherm的添加不會(huì)對(duì)低溫性能產(chǎn)生較大影響。

3 結(jié)語

(1)溫拌瀝青指標(biāo)的研究表明，EC120的摻入對(duì)基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)影響較大，Evotherm的摻入對(duì)基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)影響較小。

(2)溫拌瀝青混合料體積指標(biāo)和性能研究表明，當(dāng)使用EC120溫拌劑時(shí)，瀝青混合料的強(qiáng)度顯著增大，高溫性能和水穩(wěn)性能大幅提高，低溫性能明顯下降；Evotherm溫拌劑的摻入僅能有限提高瀝青混合料的高溫性能，水穩(wěn)性能及低溫性能無明顯影響。

(3)在實(shí)現(xiàn)相近溫拌效果的同時(shí)，EC120溫拌劑對(duì)混合料性能影響顯著，Evotherm溫拌劑對(duì)混合料性能基本無影響。