温拌沥青混合料压实特性研究

（甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730030）

目前，道路建设中的沥青路面基本都采用热拌沥青混合料。热拌沥青混合料在施工过程中需要大量能源作为燃料，并排放大量的有毒气体和粉尘，危害施工人员的健康[1]。温拌沥青的引入，不但能够保护施工人员的人身安全，改善施工工地周围环境，也有助于减少能源消耗，降低温室气体的排放[2]。

1 国内外研究现状

温拌技术最早由德国两家企业联合研制，于1996年对其技术进行施工试验验证。经数年的交流推广，欧洲各国开始对温拌技术展开研究，美国、日本、澳洲也加入了研究队伍[3]。国内于2005年引进温拌工艺技术，近几年也在公路方面有不少实体工程。

2 试验与分析

本文重点研究Evotherm M-1型温拌剂在降低沥青混合料施工温度的同时，温拌沥青混合料的压实特性。

2.1 温拌沥青制备

以SBS改性沥青为基础，将SBS改性沥青加热至拌和温度，计算温拌添加剂的添加量（温拌添加剂的掺加比例为沥青质量的0.5%，0.6%，0.7%，添加剂不计入胶结料用量，不改变原有热拌沥青混合料的组成设计），准确称量后，在搅拌状态下缓慢将温拌添加剂倒入沥青中，1kg-1.5kg/罐，转速控制在200-300转，随后搅拌约15min，完成制备。

2.2 温拌沥青测试

分别测试SBS改性沥青和温拌沥青的三大指标、DSR数据、MSCR数据，结果如表1～表3所示。

由表2可知，复合模量G*越大，相位角δ越小，车辙因子G*/sinδ越大，沥青的抗高温变形能力越好。SBS改性沥青与温拌沥青相比，数值基本接近，但SBS改性沥青的抗高温变形能力略高。疲劳因子G*·sinδ越小，沥青低温抗疲劳性能越好。温拌沥青与SBS改性沥青相比，数值基本一致，但温拌沥青的低温抗疲劳性能略好。

由表3可知，SBS改性沥青与温拌沥青的Jnr0.1 和Jnr3.2数值基本一致，64℃和70℃条件下SBS改性沥青和温拌沥青的Jnr3.2均较小，说明两种沥青均可满足重荷载路面的要求。

表1 温拌沥青和SBS改性沥青三大指标对比

表2 SBS改性沥青和温拌沥青DSR试验结果

表3 SBS改性沥青和温拌沥青MSCR试验结果

2.3 温拌沥青混合料的制备

研究采用SMA-13级配，并在本试验前采用SBS改性沥青确定其级配。本试验方案如表4所示。

表4 温拌沥青混合料试验方案

试验中设置未添加温拌剂的SBS改性沥青热拌沥青混合料空白组，其压实温度采用165℃，温拌剂掺加比例为0.5%，0.6%，0.7%的试验组参照表1进行相关试验降温。沥青混合料在设定的压实温度条件下恒温老化2小时，然后击实，成型方法推荐旋转压实，该成型方法能够使温拌剂润滑作用得到最大程度的发挥，而马歇尔击实成型无搓揉过程。

2.4 温拌沥青混合料压实特性评价

由美国国家公路合作研究项目（NCHRP）提出的温拌沥青特殊混合料设计方法，主要评价温拌料在降低碾压温度时的可压实程度是否接近热拌料。美国采用压实度92%时的压实次数N92数据，用N92（温拌料）/N92（普通热料）的方法来评价温拌沥青混合料压实特性，我国采用压实度94%时的压实次数N94数据，设置压实次数为100次，空隙率控制在4%，导出压实次数与压实高度的数据并作图，得出空隙率为6%时的压实次数，用N94（温拌料）/N94（普通热料）的方法来评价温拌沥青混合料的压实特性。

图1 温拌沥青混合料压实曲线

采用最大理论密度计算的压实度SMA要求≥94，由图1可知，满足压实度要求的试验组有：无温拌剂，压实温度165℃；温拌剂0.5%，压实温度130℃和140℃；温拌剂0.6%，压实温度130℃；温拌剂0.7%，压实温度120℃，其中温拌剂掺量为0.7%，压实温度120℃时，压实度为94.1，刚好满足规范要求，不推荐在工程中应用。

2.5 温拌沥青混合料路用性能评价

选用温拌剂掺量0.5%的温拌沥青进行温拌沥青混合料路用性能研究，按照T0719-2011的试验方法进行车辙试验，试验结果如表5所示。

表5 动稳定度试验

可以看出，温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的抗高温变形能力均满足技术要求，且两者结果一致，说明温拌沥青混合料降低30℃后对水稳定性能没有影响。

按照T0715-2011的试验方法进行小梁低温弯曲试验，试验结果如表6和表7所示。

表6 温拌沥青混合料小梁弯曲

表7 热拌沥青混合料小梁弯曲试验

可以看出，温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的抗低温开裂性能均满足技术要求，且略有提高，说明温拌沥青混合料降低30℃后对水稳定性能没有影响。

3 结论

温拌剂的加入能够显著降低沥青混合料的施工温度，不同掺量的温拌剂在满足压实度的前提下，其降温幅度存在不同，可以根据降温要求和经济指标选用合适的温拌剂掺量。