外摻抗車轍劑瀝青混合料瀝青用量的試驗分析

梁高榮

（廣西路橋建設有限公司 廣西 南寧 530001）

1 外摻抗車轍劑瀝青混合料配合比設計方法分析

目前比較常見的幾種抗車轍劑產品的混合料配合比設計方法如下：

摻加抗車轍劑的瀝青混合料設計方法與普通混合料的配合比設計方法完全相同。 首先按照不摻加抗車轍劑的瀝青混合料進行設計，確定礦料級配和最佳油石比，然后以此礦料級配作為摻加后的礦料級配，將確定的油石比增加0.2%作為摻加后的最佳油石比。

摻加海川車轍王抗車轍劑的混合料配合比設計方法是依照《公路瀝青路面施工技術規范》熱拌瀝青混合料配合比設計方法，拌和溫度取165℃，擊實溫度取150℃，進行馬歇爾試驗確定不摻抗車轍劑的瀝青混合料的最佳油石比，然后根據抗車轍劑的摻量適量增加用油量作為摻加抗車轍劑后的最佳油石比，例如，摻加0.3%和0.5%的海川車轍王抗車轍劑時，最佳油石比的增量為0.1%；摻量為0.7%時，最佳油石比的增量為0.2%。

摻加路孚8000 的瀝青混合料油石比應當在原設計基礎上適當增加0.3%～0.5%。 如果側重于提高高溫性能，則摻加路孚8000 后瀝青混合料的油石比可以按低限控制； 如果需要兼顧低溫性能，則油石比要盡可能采用高限。

2 外摻抗車轍劑瀝青混合料瀝青用量的試驗分析

2.1 瀝青混合料最大理論密度的確定

在馬歇爾試驗中，最大理論密度的測定方法對瀝青混合料的體積指標的計算有著極其重要的影響。 《公路瀝青路面施工技術規范》考慮到礦料可能吸收部分瀝青，因此，統一要求實測混合料的最大理論密度； 但對于改性瀝青混合料，由于其結合料的粘結強度較大，分散困難，因此采用回歸經驗公式法計算改性瀝青混合料的最大理論密度。

試驗中發現，外摻抗車轍劑改性瀝青混合料團塊容易分散，較分散SBS 改性瀝青混合料容易得多，因此，可以采用實測的方法來獲得外摻抗車轍劑改性瀝青混合料的最大理論密度。 但在試驗過程中發現，分散開來的瀝青混合料并沒有全部浸泡在水中，有許多細小的顆粒漂浮在水面上，不斷擾動才能浸泡于水中。 在所有混合料原材料組成中，只有抗車轍劑的密度略低于水的密度，因此，推斷這些顆粒為包裹著瀝青砂漿的抗車轍劑。 之所以發生上述現象是由于這些顆粒的密度較小（略大于水）而水的表面張力又較大的緣故。 于是，試驗過程中，為使這些微小顆粒快速浸沒水中，在水中加入了微量的洗滌劑以顯著降低水的表面張力。

對比分析的數據可以發現，實測最大理論密度與采用礦料合成平均密度計算出的最大密度值結果幾乎完全吻合，計算值與實測值的最大相對誤差僅為0.29%，最小只有0.13%。上述偏差的出現可能是由于以下幾點原因造成的：實測值本身存在試驗誤差；礦料合成平均密度其實質是指礦料所有開口孔隙吸油50%的情形下礦料的有效密度，而實際礦料的吸油量受多種因素影響：抗車轍劑本身也吸收一部分油分。 由于抗車轍劑的密度小于水致使實測混合料的最大理論密度存在諸多不便， 而計算值與實測值之間的偏差又非常小，因此，建議采用以礦料的合成平均密度計算得到的最大理論密度值來計算外摻抗車轍劑改性瀝青混合料的各項體積指標。

2.2 合理摻量下馬歇爾試驗結果分析

參照普通混合料配合比設計方法， 分別對不同摻量（0.0%，0.3%，0.4%，0.5%）的瀝青混合料進行馬歇爾試驗，通過分析試驗結果以及各項馬歇爾試驗指標隨油石比變化的趨勢可以得到如下結論：

（1）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的毛體積密度普遍較未摻加時有所降低，說明混合料的密實程度受到影響；但毛體積密度隨油石比增加而呈上拋物線變化的趨勢與未摻加時基本保持一致。

（2）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的空隙率普遍較未摻加時有所增大，這同樣說明外摻顆粒狀抗車轍劑后瀝青混合料的密實程度受到了影響；但空隙率隨油石比增加而逐漸減小的趨勢沒有發生變化。

（3）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的礦料間隙率普遍較未摻加時增大了，這說明抗車轍劑交織搭橋而形成的網絡結構使得礦料顆粒之間的間隙增大了，為瀝青結合料的填充提供了更大的空間；同時也應看到礦料間隙率隨油石比增加而呈下拋物線變化的趨勢并沒有發生變化。

（4）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的瀝青飽和度普遍較未摻加時減小了，但瀝青飽和度隨油石比增加而逐漸增大的趨勢沒有發生變化。

（5）在設計油石比范圍內，摻加抗車轍劑后瀝青混合料的馬歇爾穩定度沒有出現峰值，而是隨著油石比的增加逐漸減小的。摻量為0.4%和0.5%時，其馬歇爾穩定度曲線上還出現了驟然下降的現象。 上述兩種現象是不同于普通瀝青混合料馬歇爾試驗結果的獨特現象。

（6）摻加抗車轍劑后瀝青混合料的流值普遍較未摻加時增大了，這說明抗車轍劑的交織網絡結構對混合料的可塑性產生了直接的影響；但是也應當看到流值隨油石比的增加而趨向于增大的趨勢并沒有發生變化。

綜合上述分析可知，在設計油石比范圍內，摻加抗車轍劑后瀝青混合料馬歇爾試驗的各項體積指標均出現了小幅度的上浮或下降， 表明混合料的密實程度受到了一定的影響。 但是也應當看到各項體積指標隨油石比的增加而產生的變化趨勢并沒有發生改變，這表明利用馬歇爾試驗方法進行外摻抗車轍劑改性瀝青混合料的配合比設計是合理可行的。

2.3 瀝青混合料配合比設計方法

（1）原材料的選擇與性能檢測。 就原材料的選擇與性能檢測而言，外摻抗車轍劑改性瀝青混合料與普通瀝青混合料并無明顯區別，可參照相關規范要求進行。

（2）礦質混合料配合比設計。 礦質混合料配合比設計包括確定混合料類型、確定礦質混合料的級配范圍、計算礦質混合料配合比等三項工作， 與普通瀝青混合料設計是一樣的，可以參照相關規范進行。

（3）選取抗車轍劑的合理摻量。 抗車轍劑的合理摻量是根據礦料級配和性能要求確定的，應當結合工程實踐經驗和室內試驗研究結果，并考慮其經濟性，選取一個性價比較高的摻量。

（4）最佳瀝青用量的確定。 本研究表明外摻抗車轍劑改性瀝青混合料室內拌和工藝宜按照下述步驟進行：使用機械拌和，拌和溫度采用180℃，將預熱的集料和要求劑量的抗車轍劑倒入拌和鍋中， 干拌90s， 然后加入熱瀝青濕拌90s，最后，再加入礦粉拌和至均勻。

（5）瀝青混合料路用性能檢驗。 設計完成的瀝青混合料需在配合比設計的基礎上進行高溫穩定性、 低溫穩定性、水穩定性等路用性能檢驗，不符合要求的瀝青混合料，必須更換材料或重新進行配合比設計。 對于這一部分內容，外摻抗車轍劑改性瀝青混合料與普通瀝青混合料并無明顯區別，可參照相關規范要求進行。

3 結語

現行的瀝青混合料配合比設計技術指標是經過大量室內外試驗以及實際應用經驗的總結，對確保瀝青路面工程質量起到重要的作用。 然而，摻加抗車轍劑瀝青混合料的僅基于普通瀝青混合料配比之上，適當增加一定瀝青用量，即可獲得最佳油石比，這導致VFA、VMA 等一系列技術指標在摻加抗車轍劑之后基本處于不控制狀態，同時造成設計報告中的多數指標欠缺，有必要對摻加抗車轍劑瀝青混合料的馬歇爾試驗配合比設計方法進行深入探討和改進。S

［1］王萬平.抗車轍瀝青混合料的試驗研究[D].長沙理工大學：道路與鐵道工程，2010.

［2］謝祥根.抗車轍外摻劑在AC-20 型瀝青混合料中的應用研究[J].公路，2008（5）.