有機降粘型溫拌瀝青結(jié)合料的儲存穩(wěn)定性

趙忠杰

(深圳市市政設(shè)計研究院有限公司，廣東深圳 518029)

從當前我國溫拌瀝青混合料和前些年使用的傳統(tǒng)的瀝青混合料相比較來看，在拌和度與壓實溫度方面都比較低，所以可以在一定程度上緩解能源消耗以及廢氣排放對環(huán)境帶來的負面影響，且經(jīng)實際檢驗證明，路用效果良好。對此，國內(nèi)外已對溫拌瀝青混合料進行了較多研究，取得了一定的成果。以Sasobit為代表的有機降粘型溫拌瀝青混合料的使用性能優(yōu)于其他溫拌技術(shù)，因此得以廣泛應(yīng)用。李中秋［1］，張銳［2］進行了 Sasobit改性瀝青的室內(nèi)試驗，分析了Sasobit降粘劑的降溫效果，并對Sasobit溫拌瀝青混合料路用性能進行了驗證。紀小平等［3］測定了不同劑量Sasobit改性瀝青的粘度，得出Sasobit溫拌改性瀝青的粘溫曲線，并進行了路用性能的檢驗。吳超凡［4］通過室內(nèi)粘度試驗與瀝青混合料的擊實試驗，討論了添加Sasobit的溫拌改性瀝青混合料的拌和與壓實溫度的確定方法，與傳統(tǒng)的瀝青拌和料儲存方式相比，Sasobit溫拌改性瀝青在實用性能和儲存穩(wěn)定性方面都要好于傳統(tǒng)的混凝土處理方式，未來發(fā)展前景廣闊。Sasobit固體顆?？梢栽跒r青混合料的現(xiàn)場拌和過程中直接投放，施工較為簡單，但有可能導(dǎo)致劑量控制不準、拌和均勻性不足等問題。同時，由于溫拌劑和瀝青在分子量、粘度和表面張力等方面相差懸殊，有可能在儲存、運輸和施工過程中發(fā)生相分離和離析，一旦產(chǎn)生相分離或者是離析等不良反應(yīng)，必然會影響到瀝青的使用質(zhì)量。因此，溫拌瀝青的儲存穩(wěn)定性應(yīng)該是一個值得關(guān)注的重要問題。本試驗在選用的基質(zhì)瀝青中加入有機降粘劑Sasobit，研究降粘劑摻量、貯存溫度和貯存時間對溫拌瀝青結(jié)合料離析的影響，并驗證其常規(guī)路用性能，為有機降粘型溫拌瀝青的生產(chǎn)和使用提供參考依據(jù)。

1 原材料與試驗方法

1)試驗原材料。分別按1%～5%的摻量加入Sasobit降粘劑(以下簡稱S)。因Sasobit的熔點在100℃左右，可以完全熔融在溫度高于115℃的瀝青中，因此只需將燒杯中混合物溫度加熱至120℃左右，同時用玻璃棒充分攪拌約30min，即可配制成溫拌瀝青用于后續(xù)試驗分析?；|(zhì)瀝青的技術(shù)性能見表1。

表1 基質(zhì)瀝青的技術(shù)性能

2)試驗方法與過程。按照JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程，對加入不同降粘劑摻量的溫拌瀝青結(jié)合材料和加入了3%摻量的溫拌瀝青混合料，對溫度進行調(diào)控，在不同的儲藏溫度以及不同的儲藏時間下進行試驗，以軟化點差值評價離析程度。同時，從摻量為3%的溫拌瀝青結(jié)合料中取出部分試樣，放在室溫下冷卻后制備顯微鏡片，而基質(zhì)瀝青直接取樣制片，進行基質(zhì)瀝青及溫拌瀝青結(jié)合料的熒光顯微分析，從微觀結(jié)構(gòu)上分析其儲存穩(wěn)定性。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 溫拌劑摻量的影響

在163℃下進行了48 h離析試驗，測試試樣的上、下軟化點差，試驗結(jié)果如圖1所示，上、下軟化點差如表2所示?？梢钥闯?，有機降粘劑的摻量和WMA瀝青結(jié)合材料軟化點溫度是成正比的，這一情況表現(xiàn)出瀝青高溫穩(wěn)定性存在波動，但是波動都在較小的范圍內(nèi)。這些情況表明了有機降粘劑數(shù)量的提升，并不會影響WMA瀝青結(jié)合料軟化點的變化，軟化點差均小于2.5℃。有機降粘劑S與兩種不同的基質(zhì)瀝青的相容性均較好，能夠滿足我國現(xiàn)行規(guī)范的技術(shù)要求，且未來的發(fā)展前景也比較廣闊。

表2 48 h離析后溫拌瀝青的軟化點差

2.2 儲存時間的影響

選取摻量為3%的WMA瀝青結(jié)合料，在163℃下分別進行1 d，2 d，3 d，5 d，7 d 的離析試驗，測試結(jié)果如圖2所示，上、下軟化點差如表3所示。

圖1 不同摻量下SK70溫拌瀝青的軟化點

圖2 不同儲存時間下SK70溫拌瀝青的軟化點

表3 不同儲存時間下溫拌瀝青的軟化點差

2.3 儲存溫度的影響

取降粘劑摻量為3%的WMA瀝青結(jié)合料分別在120℃，140℃，163℃，180℃的溫度下儲存48 h，進行離析試驗，試驗結(jié)果如圖3所示，上、下軟化點差如表4所示。

由圖3，圖4可以看出，在180℃和163℃的溫度情況下，將溫拌模式下的瀝青進行處理，最終會使上層軟化點自身波動影響和下層范圍的波動影響擴大，所以在對這部分瀝青進行離析處理以后，不論是上層還是下層，其軟化點都會比初始的軟化點要高，所以通過該情況可以表明，瀝青在低溫的環(huán)境下進行保存，實際保存效果要遠優(yōu)于高溫環(huán)境下保存。產(chǎn)生該情況的基本原因就是因為如果溫度過高，會導(dǎo)致有機降粘劑S和基質(zhì)瀝青二者內(nèi)部分子產(chǎn)生一定量的熱運動，但是從試驗結(jié)果來看，S密度和傳統(tǒng)的基質(zhì)瀝青相比，要遠遠的低于傳統(tǒng)瀝青，所以S分子的受力影響會一直上升，基質(zhì)瀝青會有明顯的下降，最終影響溶脹與界面吸收層的厚度，相互影響力也會受到影響。

圖3 不同儲存溫度下SK70溫拌瀝青的軟化點

表4 不同儲存溫度下溫拌瀝青的軟化點差

3 結(jié)語

1)Sasobit溫拌瀝青的軟化點隨摻量的增加而逐漸升高，不同摻量下溫拌瀝青48 h離析軟化點差小于2.5℃，符合我國現(xiàn)行規(guī)范的技術(shù)要求。2)將溫拌瀝青貯存不同時間(1 d，2 d，3 d，5 d，7 d)后進行離析軟化點試驗，發(fā)現(xiàn)貯存3 d時其儲存穩(wěn)定性最好，原因在于溫拌劑的加入打破原有瀝青膠體體系的平衡，雖然可以有效提升工程施工質(zhì)量，但是在這種工作模式下構(gòu)建的瀝青膠體平衡系統(tǒng)必然會需要較長的時間。3)在不同溫度(120℃，140℃，163℃，180℃)下儲存后，進行了48 h離析軟化點試驗，高溫儲存的溫拌瀝青離析較為明顯，原因在于溫度的升高加速了溫拌劑和基質(zhì)瀝青內(nèi)部分子的熱運動，溫拌劑逐漸上升，基質(zhì)瀝青則逐漸下降，導(dǎo)致上、下軟化點形成差異。

［1］李中秋，馬敬坤.Sasobit改性劑對瀝青改性的室內(nèi)試驗分析［J］.公路交通科技，2004，21(10):26-29.

［2］張 銳，黃曉明.添加Sasobit的瀝青與瀝青混合料性能分析［J］.交通運輸工程學報，2007，7(4):54-57.

［3］紀小平，孫云龍.Sasobit溫拌瀝青混合料的試驗研究［J］.武漢理工大學學報，2010，32(14):75-78.

［4］吳超凡，曾夢瀾，王茂文，等.添加Sasobit溫拌瀝青混合料的拌和與壓實溫度確定［J］.湖南大學學報(自然科學版)，2010，37(8):1-5.