不同抗车辙剂掺量对沥青路面质量影响的探讨

林功辉

（健研检测集团有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

结合设计要求对原材料的性能进行试验，根据试验结果来确定沥青混合料的配合比，对不同配合比的沥青混合料以及不同掺加量的抗车辙剂的沥青路面的性能进行对比分析，总结出不同掺量抗车辙剂对于沥青路面的影响。

1 试验材料与方法

1.1 沥青

沥青混合料应该选择使用聚合物改性沥青SBS 类（I-D），本次采用沥青厂家为厦门新立基股份有限公司，其性能满足JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中聚合物改性沥青SBS 类（I-D）的技术要求，其试验结果如表1 所示。

表1 沥青试验结果

1.2 集料

粗集料在沥青混合料中主要是发挥支撑作用，粗集料应该尽可能地选择使用干净、干燥、未风化、不含有杂质、坚硬的石材[1]。本次采用碎石厂家为厦门顺磊建材有限公司，粗集料分为三种碎石，1#号碎石（3～5mm）、2#号碎石（5～10mm）、3#号碎石（10～16mm），对这三种碎石进行了相关性能试验，其试验结果如表2 所示。

细集料主要是用来填充粗集料之间的空隙，保证沥青混合料的密实度，细集料的选择会对沥青混合料的高温性能以及强度造成巨大的影响[2]。本次所采用细集料生产厂家为厦门顺磊建材有限公司，石屑材料洁净、干燥、无风化、无杂质，对该石屑进行了相关性能试验，其试验结果如表3 所示。

矿粉作为沥青混合料中的重要构成部分，其主要作用是增强沥青与集料之间的胶结强度，其试验结果如表4 所示。

1.3 抗车辙剂

属于沥青混合料改性添加剂，此次实验选择使用的抗车辙剂采用福建润泽轻质建筑材料制造有限公司生产的。其试验结果如表5 所示。

表2 粗集料试验结果

表3 细集料试验结果

表4 矿粉试验结果

表5 抗车辙剂试验结果

2 高温稳定性试验

车辙试验可以精准的展现出沥青混合料的高温性能，此次研究将车辙试验的尺寸设计为300mm×300mm×50mm 的标准试件，试验温度初步定为60℃和70℃，汽车碾压的速度控制在42 次/min，抗车辙剂掺量（0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%）。沥青混合料的高温车辙试验结果如表6 所示。

表6 高温车辙试验结果

由上表可知，当沥青混合料的温度保持在60℃和70℃时，其动稳定度（DS）的波动应该是保持一致。当抗车辙剂的掺加量保持在0～0.4%范围时，DS 会随着抗车辙剂掺量的增加而逐渐增大。当抗车辙剂的掺量为0.4%时，60℃时沥青混合料的DS 则会呈现出最大值10676 次/mm，同时沥青混合料的高温稳定性会有所下降[3]。

通过对试验数据进一步分析发现，当抗车辙剂的掺加量为0.4%时，沥青混合料的DS 会呈现出最大值，沥青的累积变形量则达到最小值，在这种情况下，改性沥青的高温稳定性最强。但是假如抗车辙剂掺入量超过0.4%时，那么就需要提升沥青用量的比重，以保证沥青表面充分包裹住，同时增强沥青的胶结强度，这也是提升沥青抗车辙能力的途径之一。不同抗车辙剂掺量关系图如图1 所示。

图1 不同抗车辙剂掺量关系图

3 低温抗裂性试验

沥青混合料属于高温变形材料，对于温度具有较高的敏感度。在低温环境下，沥青的强度会随着温度下降而逐渐增大，在交通负载作用下，沥青路面会开始产生裂纹。此次选择使用小梁弯曲的方式进行试验，来检测沥青中掺加抗车辙剂以后其自身的低温性能[4]，试验严格按照《公路沥青路面施工技术规范》的要求进行。试验的过程中将弯拉应变（εB）作为试验的指标。试验结果见表7。

表7 低温小梁弯曲试验结果

在经过多次试验以后得出，抗车辙剂的掺加量从0 到0.3%，沥青混合料εB会增长10.8%；当抗车辙剂的掺加量达到了0.4%以后，那么εB则会提升至2806，增长幅度达到了13.7%。当抗车辙剂的掺加量保持在0.4%到0.6%范围内时，沥青混合料的破坏弯拉应力会不断地降低，当抗车辙剂掺量达到0.6%时，则εB 达到了最大值2593。

结合沥青混合料的低温试验结果进行分析，在沥青混合料中掺加抗车辙剂确实可以改善沥青的低温抗裂性，但是效果不是非常的理想，当抗车辙剂的掺加量保持在0～0.4%之间时，沥青混合料的低温抗裂性改善效果最为显著。但是一旦抗车辙剂的掺加量超过了0.4%以后，反而会降低沥青混合料的低温抗裂性能。

4 水稳定性能试验

结合试验结果数据进行分析，在沥青混合料中掺加抗车辙剂应该满足相关管理规范的要求，当抗车辙剂的掺加量从0 增长至0.4%以后，沥青混合料的TSR 由原本的78.37%逐渐增长至85.19%。但是假若抗车辙剂超过0.4%以后，那么沥青的TSR 则会从原本的85.19%开始降低至80.27%[5]。

当沥青混合料中的抗车辙剂掺量保持在0～0.4%时，抗车辙剂可以填充沥青混合料中的缝隙，促使沥青与集料之间的粘接力不断增大，从而提升沥青的整体性，强化沥青混合料的抗水损性能。当抗车辙剂的掺加量超出0.4%以后，那么沥青混合料的TSR 则会开始呈现出下降的趋势，但是下降的幅度不是很大，这直接反映出抗车辙剂的掺量过大会适得其反。

5 结束语

（1）在沥青混合料中掺加抗车辙剂可以有效地提升混合料的抗剪性能，沥青的抗剪性能提升主要是取决于沥青混合料自身的勃聚力，而沥青的内摩擦提升存在一定的限制；沥青的抗剪强度会随着掺加量的增大而逐渐提升，当抗车辙剂的掺加量超出3%以后，那么沥青混合料的抗剪强度的提升效果并不是很显著，所以对于沥青的高温稳定性而言，抗车辙剂的掺加量控制在3%比较合适。

（2）当抗车辙剂掺量控制在0～0.4%之间时，抗车辙剂的掺加对于强化沥青的低温抗裂性与水稳定性有巨大的促进作用，但是整体提升的幅度不会太大。但是当抗车辙剂掺量超过0.4%以后，沥青的低温抗裂性、水稳定性改善的效果更为显著。

（3）当抗车辙剂掺量控制在0.4%时，沥青混合料的DS、εB、TSR均可以达到最大值，所以，在经过全面的分析以后得出沥青混合料中的抗车辙剂掺量应该控制在0.4%比较合适。