温拌沥青混合料路用性能研究

王锡铸

(福建省高速公路养护工程有限公司，福州 350108)

0 引言

目前， 道路建设中的沥青路面主要采用传统的热拌沥青混合料（HMA），热拌沥青混合料要求石料加热的温度达到150～180℃，摊铺和碾压温度不低于120℃，这样不仅要消耗大量的能源， 而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气及粉尘， 严重影响周围环境质量和施工人员的身体健康。 如何保留热拌沥青混合料性能良好的特点并克服其存在的环境污染重、能耗大、沥青老化等缺陷，降低环境因素影响，延长沥青路面施工时间等问题一直是道路工程技术人员亟需解决的重大问题。 由此温拌沥青混合料（WMA）技术应运而生，成为国内外道路工程技术人员研究的热点。

温拌沥青混合料相比于热拌沥青混合料 （l50～180℃）和冷拌（常温）沥青混合料有着如下优点：温拌剂的加入能够降低路面的拌和温度， 最高降幅可达20～30℃，由于温拌剂的加入使得沥青路面柔韧性增强，对沥青路面性能的提升具有一定的优势， 由于拌和温度的降低，使得沥青在拌和施工过程中不易发生施工老化，提升了路面的使用性能，而且使得施工温度下降缓慢，保证了充分的碾压和成型时间， 是一种经济环保的沥青路面利用方式。因此对温拌技术进行研究，具有良好的发展前景和应用意义。

本文采用龙孚EWMA 、Sasobit 温拌剂制备常温改性温拌沥青， 研究不同改性剂及其不同掺加量对AC-16C常温温拌沥青混合料的路用性能的影响， 为常温沥青混合料的在工程中的推广应用提供数据参考。

1 原材料及配合比

1.1 集料

本文的粗细集料采用福建省闽侯县辅翼料场的石料，要求清洁、无风化、无杂质，且具有足够的强度和耐磨性，矿粉采用的是尤溪县聚丰建材厂的矿粉，要求干燥、不含泥土，材料各项指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求。

本文采用AC-16C 级配进行试验，依据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)，根据筛分结果，以表1比例进行合成，合成级配见表2。

表1 矿料组成比例

表2 混合料合成级配

1.2 沥青

本文采用的沥青为福建省厦门新立基股份有限公司的SBS 改性沥青，其各项指标均满足相关规范要求，采用最佳沥青含量4.8%。

1.3 温拌剂

温拌剂是一种降粘剂，能改善沥青粘度、增强混合料的可塑性，从而降低混合料拌和施工温度。本文选用龙孚EWMA 、Sasobit 温拌剂， 研究不同温拌剂的掺量对沥青混合料的影响。

2 混合料路用性能分析

2.1 高温稳定性

（1）不同温度下动稳定度

为了研究试验温度对动稳定度的影响， 选取龙孚EWMA 、Sasobit 温拌剂进行不同温度下的车辙试验，试验结果如下表3 所示。

表3 试验温度对动稳定度的影响

从试验结果可以看出，从135℃开始，两种温拌剂在所有温度下的动稳定度均大于2800 次/mm，可见两种温拌剂的动稳定度均较好， 同时对比两种温拌剂的动稳定度试验结果可以看出，添加龙孚EWMA 温拌剂的沥青混合料其动稳定受温度的影响较小，在温度较低时，随着温度的升高动稳定度增大，但增大到145℃后，其动稳定度略微下降，但下降幅度很小，动稳定度基本稳定。 而添加Sasobit 温拌剂的沥青混合料其动稳定度受温度的影响较大，在150℃以下，动稳定度与温度大致成线性变化，当温度超过150℃以后，动稳定度随温度变化很小，也基本趋于稳定。

（2）不同掺量下动稳定度

选取145℃的试验温度进行不同温拌剂掺量的高温稳定性试验，通过轮碾成型法成型试件，车辙试验结果如

从选取的原样SBS 改性沥青混合料、 添加不同剂量的龙孚温拌剂改性沥青混合料、 添加不同剂量的Sasobit温拌剂的改性沥青混合料进行的车辙试验结果， 可以看出，添加两种温拌剂对动稳定度均有一定的提高。其中龙孚温拌沥青混合料随温拌剂掺量的增加略微增加， 但到一定掺量后，其动稳定度基本不变，呈略微减少现象；而Sasobit 温拌沥青混合料的动稳定度随温拌剂掺量的增加先增加达到峰值后基本不变。

图1 温拌剂掺量对动稳定度影响

（3）不同车辙试验温度下动稳定度

为了更深入的了解温拌沥青混合料高温稳定性的影响因素，分析环境温度对车辙形成的影响，设计使用两种温拌剂进行50℃、55℃、60℃、65℃、70℃五种温度下的车辙试验。 试验结果如图2 所示。

图2 两种温拌剂在不同试验温度下动稳定度

从试验结果可以看出添加两种温拌剂的混合料动稳定度随着温度的升高而降低，且接近线性变形，温度升高5℃，动稳定度约降低2000 次/mm，可见温度对动稳定度的影响非常大。 对比两种温拌沥青混合料， 可以看出Sasobit 温拌沥青混合料的高温稳定性较龙孚温拌沥青混合料好。

2.2 水稳定性

（1）不同成型温度对水稳定性的影响

龙孚温拌剂进行135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃温度下48h 浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，试验结果如图3 和图4 所示。

从试验结果可以看出， 残留稳定度与冻融劈裂抗拉强度比均满足要求， 且随着温度的升高而升高， 但到150℃后，温度的变化对残留稳定度与冻融劈裂抗拉强度比基本不变。 由于48h 的饱水作用，其强度有所下降，但随着温度的升高，两者之间的差值在减少。可见随着成型温度的升高，残留稳定度逐步增大。从冻融劈裂抗拉强度的数值可以看出其变化规律类似残留稳定度试验结果，也是随着温度的升高而增大， 且冻融与未冻融之间的间距在缩小，可见经过冻融循环其强度会有所降低，但是随着成型温度的提高， 温拌混合料形成较密实与稳定的结构，且其结构逐步稳定，因此其强度逐步稳定。

图3 48h 浸水马歇尔残留稳定度

图4 冻融劈裂抗拉强度

（2）不同掺量对水稳定性的影响

对不同温拌剂不同掺量下的温拌沥青混合料进行抗水损害性能试验，试验结果如图5 和图6 所示。

图5 不同掺量抗水损害性能

图6 不同掺量下冻融劈裂抗拉强度

从图5 可以看出， 残留稳定度与冻融劈裂抗拉强度比随着掺量的变化不明显，但从数值可以看出基本稳定，且数据较大。从图6 所示，可以看出冻融劈裂抗拉强度数值随着掺量的增加而增加，且Sasobit 温拌剂的数值较龙孚的高。

3 结论

（1）龙孚温拌剂属于表面活性剂型，在高温下，其化学键断裂，亲水基连接的自由水分子迅速损失，这些自由水分子在SBS 沥青中起到润滑的作用。 因此添加龙孚温拌剂的沥青混合料受温度的影响较小；而Sasobit 温拌剂属于降粘型温拌剂，因此添加Sasobit 温拌剂的沥青混合料其动稳定度受温度的影响较大。

（2）温拌沥青混合料的水稳定性随着成型温度的升高而增大，但到150℃左右，其数据基本不变；同时水稳定性随着温拌剂掺量的增加而增大。

（3）温拌沥青混合料是在不降低混合料性能的前提下降低拌合温度， 路用性能与热拌沥青混合料基本一致。