不同温拌剂对普通橡胶沥青混合料路用性能的影响

宋绍杰

(重庆市市政设计研究院，重庆　400020)



不同温拌剂对普通橡胶沥青混合料路用性能的影响

宋绍杰

(重庆市市政设计研究院，重庆400020)

分析了3种不同温拌剂对普通橡胶沥青混合料路用性能的影响。结果表明：对普通橡胶沥青混合料的抗车辙性能，sasobit提高36.9%，EMWA-1提高5.7%，而陆路邦则降低了28.4%；掺温拌剂后混合料的水稳定性略有降低，掺sasobit后比EWMA-1和陆路邦略微明显；掺sasobit混合料低温抗裂性降低3.9%，掺陆路邦和EWMA-1则提高了2.5%和1.0%；掺sasobit混合料疲劳寿命降低19.8%，掺入EWMA-1后疲劳性能提高13.75%，而陆路邦对疲劳寿命的影响可以忽略；空隙率为3%～5%时，最佳压实温度范围为：掺sasobit约120～150 ℃，掺EWMA-1约115～150 ℃，掺陆路邦约122～150 ℃，掺EWMA-1更易于压实。

；沥青混合料；温拌橡胶沥青；sasobit；EWMA-1；陆路邦

橡胶沥青混合料以其优异的路用性能和显著的环保意义已逐步在国内道路工程中得到应用，并受到社会各界的广泛关注。普通橡胶沥青混合料具有胶粉掺量高，粘度大，和易性较差和难以压实等不足，限制了橡胶沥青技术的推广。采用温拌技术对橡胶沥青进行优化，降低其粘度，改善施工和易性和压实程度[1-7]。但目前市场上温拌剂种类繁多，国内并未出台相关规范对其进行指导，因此有必要对不同种类的温拌剂对普通橡胶沥青及混合料的性能影响进行分析，以得出其影响规律，以便根据具体施工要求进行有目的性地选择温拌剂，更好地指导橡胶沥青混合料的施工，同时也有力地推动了温拌橡胶沥青技术的推广和应用。

本文采用3种不同种类的温拌剂，拟将其掺入到橡胶沥青混合料中，得出不同温拌剂对混合料高温稳定性，水稳定性，低温抗裂性，疲劳性能及压实特性的影响，以便更加科学合理地选择温拌剂指导施工。

1　原材料特性

1.1沥青

橡胶沥青采用70#基质沥青改性而成，胶粉目数为20目，胶粉掺量为22%，其主要技术指标见表1。

表1 橡胶粉改性沥青性能针入度(25℃)/(0.1mm)软化点/℃延度(5℃)/cm旋转粘度(180℃)/(mPa·s)弹性恢复(25℃)/%41.367.913.2247256

1.2温拌剂

试验分别选用德国sasobit温拌剂、美国EWMA-1温拌剂和国产陆路邦温拌剂，温拌剂的掺量(占沥青的质量)方案见表2。

表2 温拌剂掺量方案类型掺量/%Sasobit3 EWMA-10.6 陆路邦1

1.3集料

试验采用的集料为石灰岩，矿粉采用石灰岩磨制的石粉，其主要技术指标均满足我国现行相关技术规范。

1.4级配

参考了文献[8]中推荐的级配组成，级配范围见表3。

根据上述级配，采用马歇尔击实法得到最佳油石比并用于路用性能的研究，体积参数见表4。

表3 级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率/%191613.29.54.752.361.180.60.30.150.07516型10095.079.157.930.022.917.513.410.37.96.0合成级配98.0393.6886.6459.7929.4525.2718.9114.5610.488.786.51

表4 体积参数级配类型油石比/%毛体积密度/(g·cm-3)VV/%VMA/%VFA/%稳定度/kNARAC-166.02.3613.70118.67380.1211.62

2　温拌剂对普通橡胶沥青混合料路用性能的影响

2.1对高温稳定性的影响

按照现行规范的要求，采用60 ℃下的动稳定度对掺温拌剂后的普通橡胶沥青混合料的高温稳定性进行评价，试验结果见图1。

图1　车辙试验结果

试验结果分析：掺EWMA-1和sasobt对普通橡胶沥青混合料的抗车辙性能有所提高，sasobit提高36.9%，EMWA-1提高5.7%，而陆路邦则降低了28.4%，分析其原因得出sasobit在高温下可吸附橡胶沥青中的饱和组分并成稳定的晶体结构，从而提高混合料的高温稳定性，而具有表面活性功能的EWMA-1吸附了沥青组分中的大分子从而形成了稳定的结构，但对混合料的高温稳定性只略有提升，而陆路邦温拌剂降低了沥青的粘度，加大了沥青的流动性，从而降低了混合料的高温稳定性。

2.2对水稳定性的影响

按照现行规范要求，采用冻融劈裂强度比对掺不同温拌剂的普通橡胶沥青混合料的水稳定性进行评价，试验结果见图2。

图2　冻融劈裂试验结果

试验结果分析：掺温拌剂后其水稳定性略有降低，掺sasobit后比EWMA-1和陆路邦略微明显；故建议在长期降雨量较大对沥青混合料的抗水损害要求较高的地区，不建议使用sasobit或陆路邦温拌剂，可以考虑使用EWMA-1温拌剂。

2.3对低温抗裂性的影响

按照现行规范，采用-10 ℃±0.5 ℃时的弯曲试验来测定温拌沥青混合料的低温性能，混合料的小梁试件在破坏时的弯拉应变越大，则材料自身的低温抗裂性能越好，试验结果见图3。

图3　低温小梁试验结果

试验结果分析：掺sasobit混合料低温抗裂性降低3.9%，掺陆路邦和EWMA-1则提高其低温抗裂性2.5%和1.0%，分析其原因为，sasobit中含蜡组分对低温抗裂性能有所衰弱，而表面活性剂能有效提高橡胶沥青的裹附厚度，增强集料间的粘附力。因此在低温地区建议使用陆路邦和EWMA-1温拌剂。

2.4对疲劳性能的影响

采用UTM进行疲劳试验，选取试验温度为15 ℃，应变为500με，荷载加载频率10 Hz，其试验见图4。

图4　疲劳试验结果

试验结果分析：掺入sasobit后疲劳寿命降低19.8%，掺入EWMA-1后疲劳性能提高13.75%，而陆路邦对疲劳寿命的影响可以忽略，分析其原因为sasobit中含有一定量的蜡组分，使其疲劳性能降低较为明显，而EWMA-1的表面活化性能提高了沥青的裹附，从而提高混合料的寿命性能。

2.5对压实特性的影响

以设计空隙率4%为目标，采用旋转压实成型，并根据混合料的状态与体积参数，确定3种不同温拌剂的压实温度范围，以便更加合理准确指导温拌橡胶沥青混合料的施工，试验结果见表5、图5。

试验结果分析：空隙率4%正对的压实温度约为：掺sasobit的为137 ℃，掺EWMA-1为133 ℃，掺陆路邦为142 ℃。空隙率为3%～5%时，最佳压实温度范围为：掺sasobit约120～150 ℃，掺EWMA-1约115～150 ℃，掺陆路邦约122～150 ℃，掺EWMA-1更易于压实。

表5 不同击实温度下的马歇尔体积参数温拌剂类型压实温度/℃γf/(g·cm-3)VV/%VMA/%VFA/%sasobit1102.3645.47816.72267.2421302.3874.55815.91271.3531502.4193.27914.78477.823EWMA-11102.3745.07816.37 68.9791302.3914.39815.77172.1111502.4272.95914.50379.598陆路邦1102.3575.57116.89365.4791302.3694.69216.14770.7421502.4183.37515.03677.837

图5　空隙率和击实温度的关系

3　结论

1) 掺EWMA-1和sasobt对普通橡胶沥青混合料的抗车辙性能有所提高，sasobit提高36.9%，EMWA-1提高5.7%，而陆路邦则降低了28.4%。

2) 掺温拌剂后其水稳定性略有降低，掺sasobit后比EWMA-1和陆路邦略微明显；故建议在长期降雨量较大的地区，不建议使用sasobit或陆路邦温拌剂，可以考虑使用EWMA-1温拌剂。

3) 掺sasobit混合料低温抗裂性降低3.9%，掺陆路邦和EWMA-1则提高其低温抗裂性2.5%和1.0%。

4) 掺sasobit疲劳寿命降低19.8%，掺入EWMA-1后疲劳性能提高13.75%，而陆路邦对疲劳

寿命的影响可以忽略。

5) 空隙率为3%～5%时，最佳压实温度范围为：掺sasobit约120～150 ℃，掺EWMA-1约115～150 ℃，掺陆路邦约122～150 ℃，掺EWMA-1更易于压实。

[1]赵素艳.橡胶沥青混合料路用性能及其温拌效果研究[D].长春：吉林大学，2014.

[2]吴奇峰.橡胶沥青混合料温拌技术的研究[D].西安：长安大学，2011.

[3]程培峰，范平.击实方式对温拌橡胶沥青混合参数的影响分析[J].公路，2013，11(11)：183-187.

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[7]丁海波，周刚.温拌添对橡胶改性沥青性能的影响研究[J].公路，2014(4)：175-179.

[8]北京市路政局.北京市废旧轮胎橡胶粉沥青及混合料设计施工指南[M].北京：人民交通出版社，2007.

2016-03-14

宋绍杰(1983-)，男，工程师，从事市政道路设计工作。

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