有机降粘型温拌沥青结合料的储存稳定性

赵忠杰

(深圳市市政设计研究院有限公司，广东深圳 518029)

从当前我国温拌沥青混合料和前些年使用的传统的沥青混合料相比较来看，在拌和度与压实温度方面都比较低，所以可以在一定程度上缓解能源消耗以及废气排放对环境带来的负面影响，且经实际检验证明，路用效果良好。对此，国内外已对温拌沥青混合料进行了较多研究，取得了一定的成果。以Sasobit为代表的有机降粘型温拌沥青混合料的使用性能优于其他温拌技术，因此得以广泛应用。李中秋［1］，张锐［2］进行了 Sasobit改性沥青的室内试验，分析了Sasobit降粘剂的降温效果，并对Sasobit温拌沥青混合料路用性能进行了验证。纪小平等［3］测定了不同剂量Sasobit改性沥青的粘度，得出Sasobit温拌改性沥青的粘温曲线，并进行了路用性能的检验。吴超凡［4］通过室内粘度试验与沥青混合料的击实试验，讨论了添加Sasobit的温拌改性沥青混合料的拌和与压实温度的确定方法，与传统的沥青拌和料储存方式相比，Sasobit温拌改性沥青在实用性能和储存稳定性方面都要好于传统的混凝土处理方式，未来发展前景广阔。Sasobit固体颗粒可以在沥青混合料的现场拌和过程中直接投放，施工较为简单，但有可能导致剂量控制不准、拌和均匀性不足等问题。同时，由于温拌剂和沥青在分子量、粘度和表面张力等方面相差悬殊，有可能在储存、运输和施工过程中发生相分离和离析，一旦产生相分离或者是离析等不良反应，必然会影响到沥青的使用质量。因此，温拌沥青的储存稳定性应该是一个值得关注的重要问题。本试验在选用的基质沥青中加入有机降粘剂Sasobit，研究降粘剂掺量、贮存温度和贮存时间对温拌沥青结合料离析的影响，并验证其常规路用性能，为有机降粘型温拌沥青的生产和使用提供参考依据。

1 原材料与试验方法

1)试验原材料。分别按1%～5%的掺量加入Sasobit降粘剂(以下简称S)。因Sasobit的熔点在100℃左右，可以完全熔融在温度高于115℃的沥青中，因此只需将烧杯中混合物温度加热至120℃左右，同时用玻璃棒充分搅拌约30min，即可配制成温拌沥青用于后续试验分析。基质沥青的技术性能见表1。

表1 基质沥青的技术性能

2)试验方法与过程。按照JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程，对加入不同降粘剂掺量的温拌沥青结合材料和加入了3%掺量的温拌沥青混合料，对温度进行调控，在不同的储藏温度以及不同的储藏时间下进行试验，以软化点差值评价离析程度。同时，从掺量为3%的温拌沥青结合料中取出部分试样，放在室温下冷却后制备显微镜片，而基质沥青直接取样制片，进行基质沥青及温拌沥青结合料的荧光显微分析，从微观结构上分析其储存稳定性。

2 试验结果与讨论

2.1 温拌剂掺量的影响

在163℃下进行了48 h离析试验，测试试样的上、下软化点差，试验结果如图1所示，上、下软化点差如表2所示。可以看出，有机降粘剂的掺量和WMA沥青结合材料软化点温度是成正比的，这一情况表现出沥青高温稳定性存在波动，但是波动都在较小的范围内。这些情况表明了有机降粘剂数量的提升，并不会影响WMA沥青结合料软化点的变化，软化点差均小于2.5℃。有机降粘剂S与两种不同的基质沥青的相容性均较好，能够满足我国现行规范的技术要求，且未来的发展前景也比较广阔。

表2 48 h离析后温拌沥青的软化点差

2.2 储存时间的影响

选取掺量为3%的WMA沥青结合料，在163℃下分别进行1 d，2 d，3 d，5 d，7 d 的离析试验，测试结果如图2所示，上、下软化点差如表3所示。

图1 不同掺量下SK70温拌沥青的软化点

图2 不同储存时间下SK70温拌沥青的软化点

表3 不同储存时间下温拌沥青的软化点差

2.3 储存温度的影响

取降粘剂掺量为3%的WMA沥青结合料分别在120℃，140℃，163℃，180℃的温度下储存48 h，进行离析试验，试验结果如图3所示，上、下软化点差如表4所示。

由图3，图4可以看出，在180℃和163℃的温度情况下，将温拌模式下的沥青进行处理，最终会使上层软化点自身波动影响和下层范围的波动影响扩大，所以在对这部分沥青进行离析处理以后，不论是上层还是下层，其软化点都会比初始的软化点要高，所以通过该情况可以表明，沥青在低温的环境下进行保存，实际保存效果要远优于高温环境下保存。产生该情况的基本原因就是因为如果温度过高，会导致有机降粘剂S和基质沥青二者内部分子产生一定量的热运动，但是从试验结果来看，S密度和传统的基质沥青相比，要远远的低于传统沥青，所以S分子的受力影响会一直上升，基质沥青会有明显的下降，最终影响溶胀与界面吸收层的厚度，相互影响力也会受到影响。

图3 不同储存温度下SK70温拌沥青的软化点

表4 不同储存温度下温拌沥青的软化点差

3 结语

1)Sasobit温拌沥青的软化点随掺量的增加而逐渐升高，不同掺量下温拌沥青48 h离析软化点差小于2.5℃，符合我国现行规范的技术要求。2)将温拌沥青贮存不同时间(1 d，2 d，3 d，5 d，7 d)后进行离析软化点试验，发现贮存3 d时其储存稳定性最好，原因在于温拌剂的加入打破原有沥青胶体体系的平衡，虽然可以有效提升工程施工质量，但是在这种工作模式下构建的沥青胶体平衡系统必然会需要较长的时间。3)在不同温度(120℃，140℃，163℃，180℃)下储存后，进行了48 h离析软化点试验，高温储存的温拌沥青离析较为明显，原因在于温度的升高加速了温拌剂和基质沥青内部分子的热运动，温拌剂逐渐上升，基质沥青则逐渐下降，导致上、下软化点形成差异。

［1］李中秋，马敬坤.Sasobit改性剂对沥青改性的室内试验分析［J］.公路交通科技，2004，21(10):26-29.

［2］张 锐，黄晓明.添加Sasobit的沥青与沥青混合料性能分析［J］.交通运输工程学报，2007，7(4):54-57.

［3］纪小平，孙云龙.Sasobit温拌沥青混合料的试验研究［J］.武汉理工大学学报，2010，32(14):75-78.

［4］吴超凡，曾梦澜，王茂文，等.添加Sasobit温拌沥青混合料的拌和与压实温度确定［J］.湖南大学学报(自然科学版)，2010，37(8):1-5.