不同抗车辙剂的掺加量对沥青混合料高温稳定性的影响分析

陈淑华

（河北省高速公路石安管理处，河北 石家庄 050031）

0 引言

在高速公路日新月异的发展进程中，高速公路铺筑的质量得到了大幅度提高，但是高速公路路面仍然存在很多问题，比如少数路段通车仅几年便发生车辙、开裂、泛油等早期损坏现象。车辙的出现严重影响了路面的服务质量和行车安全，并直接影响路面的使用寿命，造成维护成本的增加。车辙主要是由气候条件、交通条件、施工质量及材料本身的问题造成的。在现今的研究与使用中，沥青混合料可以通过加入抗车辙剂来改善车辙问题，可是对沥青混合料中抗车辙剂的最佳掺量的界定却不是很清晰，本文就此项问题进行相关研究。

1 原材料

（1）沥青

采用壳牌90#A级道路石油沥青和昆仑牌SBS I—C型改性沥青，按《沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052—2000）试验方法进行测试，主要指标如表1。

表1 沥青结合料的技术指标

表1 （续）

（2）集料

粗集料应具有一定的强度和硬度，良好的颗粒形状，形状接近立方体，表面粗糙、洁净、干燥、无风化、无杂质，且有适当的颗粒级配，与改性沥青有良好的黏附性。矿粉必须采用石灰岩等憎水性石料磨制而成，且应干燥、洁净，不得含有泥土等杂质，通过0.075mm的筛孔的含量应不低于80%。本试验采用的矿料均为来自陕西安康的石灰岩。集料分为粗集料、细集料和填料三类。按照《公路工程集料试验规程》（JTJ E42—2005）试验方法测试集料性能，结果如表2、表3、表4所示。各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40—2004）的技术要求。

表2 粗集料的物理、力学指标

表2 （续）

表3 细集料的物理、力学指标

表4 矿粉的物理、力学指标

（3）抗车辙剂

抗车辙剂外观为褐色颗粒，其原材料要求及基本技术性能指标满足表5的要求。

表5 原材料要求及基本技术性能指标

在本试验中经过分析得出最佳油石比为4.35%，对于所掺加的抗车辙剂，拌和温度采用180℃。拌和时间采用3.7min。

2 高温稳定性分析

2.1 马歇尔试验分析

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052—2000）中的相关规定，按照选定的油石比，通过改变抗车辙剂的掺量，成型马歇尔试件，并对试件进行物理力学指标的测定，试验结果如表6所示。

表6 不同抗车辙剂掺量的沥青混合料马歇尔试验结果

对以上试验数据进行分析得到如下结论。

（1）随着抗车辙剂的剂量增加，沥青混合料的毛体积相对密度减小。因为抗车辙剂的相对密度小于沥青混合料的密度，在相同击实作用下，会造成毛体积密度的下降，故需要增加压实功能来提高抗车辙剂的作用；沥青混合料的空隙率提高，说明抗车辙剂的增加会降低沥青混合料的密实程度；抗车辙剂的掺加量在2～4%时，沥青混合料VMA随着抗车辙剂的剂量的增大而增加，因为抗车辙剂在混合料中的交织网络中需要占用更大的空间才能完成矿料颗粒之间的相互接触；沥青混合料的沥青饱和度VFA随着抗车辙剂的增加而减少。

（2）沥青混合料的马歇尔稳定度随着抗车辙剂剂量增加而增大，因为抗车辙剂之间的变形体网格间的联系进一步增强，形成的空间约束作用使马歇尔稳定度增大明显；当抗车辙剂的剂量为0.2～0.3%时，沥青混合料的流值减小，当达到0.4%时，又增加到原水平，抗车辙剂的剂量在一定的范围内时，其在集料骨架网格中的加筋作用可以减少试件变形，但是随着掺加量的不断增加，抗车辙剂本身变形体增大。

掺加抗车辙剂后，沥青混合料的VMA、VFA、马歇尔稳定度、流值均有明显变化，参照规范中马歇尔法确定的最佳沥青用量方法和表6的结果得出抗车辙剂在0.3%～0.5%的掺量范围时可以得到较好的马歇尔物理力学指标。

2.2 高温车辙试验分析

在确定了合理的拌和温度、干拌时间等要素后，选取0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%六组抗车辙剂掺量的试件，进行车辙试验，试验结果如表7所示。

表7 不同抗车辙剂掺量的改性沥青混合料的车辙试验结果

根据表7可以明显看出，随着抗车辙剂的剂量增加，试件的变形量在减少，当抗车辙剂的掺加量为0.4%～0.6%时，动稳定度随抗车辙剂用量的增加而显著增大。

3 结语

通过本文的研究与分析，发现加入抗车辙剂可以大大提高沥青混合料的高温稳定性能。试验数据表明，当抗车辙剂掺加剂量为0.4%～0.5%时，沥青混合料的马歇尔稳定度、流值、动稳定度都得到了提高，合理地掺加抗车辙剂对改善沥青混合料的路用性能具有较好的作用。

[1] 曾志威.掺抗车辙剂沥青混合料路用性能研究[D].长沙：长沙理工大学，2009.

[2] 贾锦绣.沥青混合料添加粒化聚合物适用性研究[D].西安：长安大学，2005.

[3]JTJ 052—2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].