特立尼達湖瀝青改性瀝青混合料路用性能研究

余 芳 俞喜蘭

(江西省交通科學研究院，江西 南昌 330038)

·建筑材料及應用·

特立尼達湖瀝青改性瀝青混合料路用性能研究

余 芳 俞喜蘭

(江西省交通科學研究院，江西 南昌 330038)

采用特立尼達湖瀝青(TLA)與基質瀝青制備了TLA改性瀝青，通過試驗，從高溫性能、水穩定性能和低溫性能三方面著手，對比了TLA改性瀝青與SBS改性瀝青兩種混合料的路用性能，結果表明：TLA對瀝青混合料的高溫、水穩定性能有所提高，對低溫性能影響不大。

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0 引言

特立尼達湖瀝青(Trinidad Lake Asphalt，簡稱TLA)是一種著名的天然瀝青，主要產自南美洲的西印度群島特立尼達湖。千百萬年地殼的沉積、變化，加上諸多因素如溫度、壓力、氧化、無機物、微生物細菌以及水分的共同作用，使得特立尼達湖瀝青天然形成。它含有高比例的瀝青質、灰分和大量芳香酚，飽和酚則極少，其物理和化學特性與道路石油瀝青大體相同，能夠與之很好的混融。TLA一般作為改性劑摻加到道路石油瀝青中，充分混合后，具有優良的抗老化性能、高溫穩定性和低溫抗裂性。

國外自1880年就開始將TLA用于鋪筑瀝青路面，隨后在橋面鋪裝、機場跑道等重載交通道路上也得到應用。TLA在國內應用起步較晚，最初應用于橋面鋪裝上，隨著技術成熟，逐漸在公路鋪面中得到應用，并且具有較好的效果，因此，TLA在國內研究領域得到關注。

為明確TLA改性效果，本文對基質瀝青中分別摻加0%，25%，30%的TLA，并與5%摻量的SBS改性瀝青進行對比。

1 原材料

試驗所用原材料包括粗集料、細集料、礦粉、TLA湖瀝青、基質瀝青和SBS改性瀝青。粗集料為玄武巖，細集料為石灰巖，礦粉由石灰巖磨制而成，基質瀝青為70號A級道路石油瀝青，SBS改性瀝青以70號瀝青為基質瀝青制備而成。

對基質瀝青和改性瀝青的基本性能進行檢測，結果如表1～表3所示。

表1 未摻TLA瀝青技術性能

表2 TLA湖瀝青技術性能

表3 摻TLA瀝青技術性能

從表1～表3中可以看出隨著TLA摻量的增加，混合后的瀝青針入度與延度都有所下降，而軟化點在一定程度上有所提高，這表明TLA的摻加使得瀝青的高溫性能得到改善。

2 配合比設計

級配對混合料性能具有較大影響，本文在參考規范對級配要求的基礎上結合工程經驗，摻配出合適的級配，如表4所示。

表4 合成級配

確定級配后，成型具有不同油石比的馬歇爾試件，在測定體積參數后進行馬歇爾試驗，以測定力學性能，結果如表5所示。

表5 瀝青混合料馬歇爾試驗結果

從表5中可以看出，摻加湖瀝青的混合料的馬歇爾穩定度和流值比普通瀝青混合料和SBS改性瀝青混合料穩定度和流值有所提高。并且隨著湖瀝青的摻量增加，穩定度進一步提高。

3 路用性能測試

進行相應的試驗對TLA改性瀝青混合料和SBS改性瀝青混合料進行包括高溫性能、低溫性能及水穩定性能的各方面路用性能做出研究和評價。

3.1 高溫性能

瀝青混合料是粘彈性材料，強度和模量隨著溫度升高而下降，因此其能否在高溫下仍具有合適的性能值得研究。本文采用車轍試驗對高溫性能進行評價。依照JTJ E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程要求，制作標準試件。標準試驗條件是：試驗溫度為60 ℃，輪壓為0.7 MPa，車輪往返速度是42次/min，時間為60 min。該實驗評價指標為動穩定度，動穩定度越大，說明材料的高溫性能越好，反之亦然。

表6 瀝青混合料高溫試驗結果

從表6可知：摻加湖瀝青后，瀝青混合料高溫性能得到大幅提高，但是稍低于SBS改性瀝青混合料高溫性能。

3.2 水穩定性能

混合料在水的作用下，瀝青和石料的粘附性會有所降低，最終導致瀝青混合料物理力學性能在不同程度上下降。如果瀝青混合料的水穩定性能不好，將會導致路面出現松散和坑槽現象。本文根據JTJ E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程要求，成型75次和50次雙面擊實馬歇爾試件兩組，每組各5個。然后對試件進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，以此來評價瀝青混合料的抗水損害能力。

從表7可知：摻加湖瀝青后，瀝青混合料的水穩定性能比普通瀝青混合料有所提高，但是與SBS改性瀝青混合料性能相差不大。

表7 瀝青混合料水穩定性能試驗結果

3.3 低溫性能

位于路表面的瀝青結構層，直接受到大氣的作用，當溫度下降時，路面就會產生變形，如果瀝青混合料性能不能滿足低溫要求，將會產生開裂。本文根據JTJ E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程要求，成型標準小梁試件，在-10 ℃試驗條件下進行加載，加載速率為50 mm/min，進行低溫性能評價。

表8 瀝青混合料低溫性能試驗結果

從表8可知：湖瀝青對瀝青混合料的低溫性能改善不大，并且比SBS改性瀝青混合料低溫性能低。

4 結語

本文研究了TLA湖瀝青改性瀝青混合料高溫、低溫和水穩定性等方面的路用性能，并將其與SBS改性瀝青混合料路用性能進行對比，發現：

1)隨著TLA摻量的增加，混合后的瀝青針入度與延度都有所下降，而軟化點在一定程度上有所提高，這表明TLA的摻加使得瀝青的高溫性能得到改善。

2)摻加湖瀝青的混合料的馬歇爾穩定度和流值比普通瀝青混合料和SBS改性瀝青混合料穩定度和流值有所提高。并且隨著湖瀝青的摻量增加，穩定度進一步提高。

3)摻加湖瀝青后，瀝青混合料高溫性能得到大幅提高，但是稍低于SBS改性瀝青混合料高溫性能。

4)摻加湖瀝青后，瀝青混合料的水穩定性能比普通瀝青混合料有所提高，但是與SBS改性瀝青混合料性能相差不大。

5)湖瀝青對瀝青混合料的低溫性能改善不大，并且比SBS改性瀝青混合料低溫性能低。

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[2] 沈金安.特立尼達湖瀝青及其應用前景.國外公路,2000(2):28-31.

[3] SHC F40—01—2002,公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術指南.

[4] JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程.

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[6] 呂偉民.橡膠瀝青路面技術.北京：人民交通出版社，2011.

Research on road performance of Trinidad Lake Asphalt modified mixture

Yu Fang Yu Xilan

(JiangxiTrafficScienceResearchInstitute,Nanchang330038,China)

This paper prepared the TLA modified asphalt using Trinidad Lake Asphalt(TLA) and matrix asphalt, through the experiment, from the high temperature performance, water stable performance and low temperature performance three aspects compared the road performance of TLA modified asphalt and SBS modified asphalt two mixtures, the results showed that: the high temperature, water stability performance of TLA to asphalt mixture improved, to low temperature performance had little influence.

Trinidad Lake Asphalt, modified asphalt, road performance

2015-09-14

余 芳(1986- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)33-0120-02

U214.75

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