溫拌瀝青混合料高溫及水穩定性能

吳國賢

(廣東省建筑工程機械施工有限公司,廣州 510500)

通常將施工溫度介于熱拌和冷拌之間，但性能接近熱拌瀝青混合料之間的路面材料稱為溫拌瀝青混合料。現行的溫拌瀝青混合料制備方法有Aspha-Min法（瀝青礦物法）、WAM-Foam法（又稱泡沫法）、添加Sasobit等有機降粘劑的有機降粘法、表面活性技術的Evothem溫拌法。在上述幾種溫拌技術中，表面活性技術的Evothem法的效果最佳，降溫效果最好，對于混合料設計、生產施工等環節的影響最弱，因此工程應用廣泛。本文采用Evothem法，成型瀝青混合料試件AC-13C，進行馬歇爾、車轍、凍融等室內試驗，對其高溫穩定性及抗水損害性能進行全面評價。

1 原材料

溫拌瀝青采用茂名70號瀝青，溫拌劑用DAT溫拌劑（美德維實維克出產），摻量為10%，熱拌瀝青混合料也采用茂名AH-70作為膠結料。集料采用石灰石，礦粉則是由優質的石灰石磨成。瀝青及集料和礦粉都符合公路瀝青路面施工技術規范(JTGF40-2004)的相關規定。

2 級配設計

采用法的溫拌瀝青混合料(WMA)及普通熱拌瀝青混合料(HMA)均采用公路瀝青路面施工技術規范(JTGF40-2004)推薦的級配，礦粉用量為3%，見下表所示。

AC-13C級配組成

最佳油石比采用馬歇爾試驗法確定，溫拌瀝青混合料的最佳油石比為4.7%、熱拌瀝青混合料的為4.3%，WMA拌合溫度為130℃，而HMA的則為160℃。

3 性能試驗

3.1 馬歇爾試驗

馬歇爾試驗是以測定穩定度、流值、馬歇爾模數等指標，成型標準試件后，在規定溫度及規定加載速率下，試件在馬歇爾試驗儀中出現的最大破壞值，流值反映的則是最大破壞荷載時的最大垂直變形值。

按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程（JTG E20-2011）規定成型馬歇爾試件，并進行試驗，試驗溫度為60℃，試驗結果：AC-13C(HMA)：空隙率4.2%、礦料間隙率14.2%、瀝青飽和度68.3%、穩定度8.6kN、流值30.2（0.1mm）；AC-13C(WMA)：空隙率4.6%、礦料間隙率14.3%、瀝青飽和度72.5%、穩定度7.1kN、流值48.5（0.1mm）。

由以上數據可知，在相同級配設計的情況下，Evothem法的溫拌瀝青混合料在強度指標方面稍差于熱拌瀝青混合料，但其他指標也能滿足規范的要求，流值較大，且就空隙率而言，WMA也比HMA要大，這是因為在相差30℃的條件下，WMA的壓實度明顯差于HMA，另外最佳油石比要高出將近0.4%。即使如此，溫拌瀝青混合料的指標均符合規范要求。

3.2 車轍及凍融劈裂試驗

按規范成型車轍板試件，試驗輪為橡膠制實心輪,外徑20cm，輪寬5cm，輪間接觸壓強為0.7MPa，試驗溫度為60℃，碾壓速度42次/min。凍融劈裂試驗則是取兩組試件，凍融和非凍融試件，凍融組的試件，先放入水中，抽真空15min，打開閥門后，在水中養生30min，裝入塑料袋后加10mL水，放入低溫（-18℃）的水浴中放置16h,冰凍后撤去塑料袋，立即放入溫度為60℃的水浴中放置24h后，將凍融與未凍融試件放置25℃的恒溫水槽中保溫不少于2h后，取出后即進行劈裂試驗，加載速率為50mm/min。車轍及凍融劈裂試驗結果:AC-13C (HMA)：動穩定度3751次/mm，；AC-13C(WMA)：動穩定度2352次/mm，殘留強度比80.7%。

由以上數據分析可知，就動穩定度而言，在相同級配情況下，溫拌瀝青混合料的動穩定度值稍差于熱拌瀝青混合料，但依然符合規范的要求，溫拌瀝青混合料的強度由于壓實度不夠的問題在強度方面表現略遜于熱拌瀝青混合料，從劈裂的殘留強度比可知，溫拌瀝青混合料的殘留強度比要小于熱拌瀝青混合料，數據表明溫拌瀝青混合料的水穩定性方面也不如熱拌瀝青混合料，但依然勉強符合規范的相關要求。

結合馬歇爾穩定度試驗、車轍試驗、凍融劈裂試驗可知，Evothem法的溫拌瀝青混合料由于在較低溫度下成型，壓實度不足，因此馬歇爾穩定度、動穩定度、殘留強度比等指標均差于熱拌瀝青混合料，但仍符合規范要求，從經濟效果看，施工溫度降低30℃，可以節省大量的能源及燃料。

4 結論

通過成型試件，按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程（JTG E20-2011）規定進行馬歇爾穩定度試驗、車轍試驗、凍融劈裂試驗，得出以下結論：

Evothem法的溫拌瀝青混合料的高溫穩定性及水穩定性等性能指標均差于熱拌瀝青混合料，但仍符合規范要求，從經濟效果看，施工溫度降低30℃，可以節省大量的能源及燃料，可以預見，Evothem法的溫拌瀝青混合料在國內工程中應用廣泛。

[1] 馬衛民,曹亞東,嚴軍等.Evothem溫拌瀝青混合料技術在中國的應用[J].公路交通科技,2006(09):79～81.

[2]陳興寶,張克戩,周龍等.瀝青混合料組成設計與馬歇爾試驗[J].森林工程,2002(01):25-27.