溫拌劑對瀝青效能指標影響研究

引言

目前，國內外道路建設中瀝青路面基本上都是採用傳統的熱拌瀝青混合料，熱拌瀝青混合料施工時，需要在高溫下將浙青和礦料進行拌和，然後在不低於120℃的溫度下完成瀝青混合料的攤鋪和碾壓。熱拌瀝青混合料，一方面加熱會使瀝青發生老化，另一方面需要較多的能源，會造成能源的浪費。相比於熱拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料的拌和與壓實溫度較低，能源消耗和廢氣排放相對較少’是一種應用前景十分廣闊的新型節能環保型道路材料。溫拌劑加入瀝青混合料中實質上是與瀝青相互作用，進而對混合料效能產生影響，因此溫拌劑的效能對溫拌瀝青混合料的效能十分重要。本文透過試驗，研究了溫拌劑摻量對瀝青高溫效能、感溫效能和黏溫效能的影響，為溫拌瀝青混合料施工提供技術參考。

試驗

本文中瀝青選用SK－70＃基質瀝青，溫拌劑選用常州築威建築材料有限公司生產的DXH型溫拌瀝青改性劑。

試驗結果及分析

瀝青結合料的高溫效能

按標準方法測定不同溫拌劑摻量（0、1％、2％、3％、4％和5％）下瀝青的軟化點，研究溫拌劑摻量對瀝青高溫效能的影響。

隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的軟化點逐漸升高，瀝青高溫效能得到明顯改善，例如，當溫拌劑摻量由0增大至4％和5％時，軟化點分別從47．2℃增大至79．6℃和86。5℃，分別增大了68．6％和83．3％。這是因為，溫拌劑的凝固點為100℃，遠遠大於瀝青的軟化點，同時熔點為100℃，測定軟化點時的溫度為25℃，遠低於溫拌劑的熔點，此時，溫拌劑在瀝青中發生交聯，形成網狀的晶格結構，增強了瀝青的穩定性，因此隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的軟化點升高，高溫效能提高。

瀝青結合料的感溫效能

測定不同溫拌劑摻量（0、1％、2％、3％、4％和5％）下瀝青在15℃、25℃和30℃時的針人度，研究溫拌劑摻量對瀝青針入度的影響。

當溫拌劑摻量一定時，溫度越髙，瀝青的針人度越大，例如當溫拌劑摻量為3％時，15℃、25℃和30℃對應的瀝青的針人度分別為2．52ｍｍ、5．15ｍｍ和8．93ｍｍ。這是因為，瀝青是典型的感溫性材料，溫度升高時變軟，溫度降低時變硬；隨著溫度的升高，瀝青逐漸軟化，對外界荷載在貫人時的阻力減小，因此針入度增大。在同一試驗溫度下，隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的針人度逐漸減小，總體減小趨勢不是太明顯，溫度越高，瀝青針人度隨溫拌劑摻量的減小趨勢越明顯。這主要是因為，當溫度低於100℃時，溫拌劑以固體形式存在於瀝青中，吸附瀝青中的輕質組分，發生交聯，形成網狀的晶格結構，增強了瀝青的穩定性，因此隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的針人度逐漸減低。

為了評價溫拌劑加人後瀝青的感溫效能，對針人度對數和溫度進行迴歸，計算針人度指數PI。PI越大，表明瀝青的對溫度的敏感性越低。

溫拌劑加入後瀝青的針人度指數大幅增大，瀝青的感溫性得到明顯改善，當摻量從0增大到5％時，瀝青的針人度指數從－0．65增大至0．59，增長了1．91倍。這主要是因為，當溫度低於100℃時，溫摔劑在浙青中交聯分佈，吸收瀝青中的輕質組分，當溫度升高時，瀝青的軟化速度降低，因此感溫性變好。

瀝青結合料的黏溫效能

利用布氏黏度試驗，測定不同溫拌劑摻量（0、1％、2％、3％、4％和5％）下瀝青在90℃、105℃、120℃、135℃和150℃時的布氏黏度，研究溫拌劑摻量對瀝青點溫效能的影響。

當溫拌劑摻量相同時，隨著溫度的升高，瀝青的黏度逐漸降低，當溫拌劑摻量為3％，溫度從90℃升高至150℃時，瀝青黏度從91500降低為172，降低了99．8％。當溫度小於100℃時，隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的黏度逐漸增大，而當溫度大於100℃時，隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的黏度逐漸降低。對應的當黏度達到一致時，隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青降溫幅度逐漸增大。

這是因為，溫拌劑的熔點為100℃，當溫度低於溫拌劑的熔點時，溫拌劑在瀝青中結晶形成網狀的晶格結構，此時增大溫拌劑摻量會使瀝青的黏度增大；而當溫度大於溫拌劑的熔點時，溫拌劑熔化，在瀝青中以液體狀態存在，因此極大地降低了瀝青的黏度。從溫拌劑摻量對瀝青黏溫效能的影響規律來看，當溫拌劑摻量為2％—4％時，高溫時瀝青黏度較小，具有很好的流動性。因此可以預測，高溫時，溫拌劑能明顯降低瀝青黏度，降低瀝青混合料的碾壓難度，而在低溫時，溫拌劑又能大幅提高瀝青的黏度，使混合料的高溫穩定性得到改善。

結論

（1）隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青的軟化點大幅提高，瀝青高溫性目旨得到明顯改善，當摻量由0增大至5％時，瀝青軟化點提高83．3％。

（2）當溫拌劑摻量相同時，溫度越高，瀝青針人度越大；在同一試驗溫度下，隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青針入度逐漸降低，溫度越高，降低幅度越明顯；溫拌劑的加入能明顯改善瀝青的溫度敏感性，且摻量越大，溫度敏感性越好。

（3）當溫度低於100℃時，隨著溫拌劑摻量的增大，瀝青黏度逐漸增大，而當溫度大於100℃時，隨著溫拌劑摻量的增多，瀝青黏度反而逐漸減小；綜合考慮，當溫拌劑摻量在2％—4％之間時，高溫時瀝青具有較好的流動性，低溫時又具有較高的黏結能力，效能最佳。