溫拌瀝青熱儲存穩定性分析

張蔭成 閏強 李平

摘要：為研究不同溫拌劑對瀝青的熱儲存性的影響，文章選取Sasobit和Evotherm 3G兩種溫拌劑加入到70號瀝青中制備溫拌瀝青，通過試管離析試驗、軟化點試驗和DSR試驗分析了溫拌瀝青的熱儲存性。試驗結果表明：Sasobit溫拌瀝青的軟化點差值均小于規范限定值，Sa-sobit溫拌瀝青不存在離析現象，Evotherm 3G溫拌瀝青的軟化點在規范限定值附近存在離析傾向性，Evotherm 3G溫拌劑摻量對離析影響較小;Sasobit溫拌瀝青的值小于Evotherm 3G溫拌瀝青，且兩種溫拌瀝青的值均隨溫拌劑摻量的增大而呈減小趨勢;綜合離析軟化點試驗及DSR試驗，Sasobit溫拌瀝青的熱儲存穩定性要優于Evotherm 3G溫拌瀝青。推薦將II作為評價瀝青熱儲存性能指標。

關鍵詞：路面工程;溫拌瀝青;軟化點試驗;DSR試驗;熱儲存穩定性

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.003

文章編號：1673-4874（2019）08-0009-03

0引言

交通部印發的《加快推進綠色循環低碳交通運輸發展意見》中指出，中國應在2020年底實現交通運輸行業綠色發展、循環發展、低碳發展的目標，基本建成綠色循環低碳交通運輸體系。據交通運輸部發布的統計公報，截至2017年年底，中國高速公路里程達到了13.65萬km，相較于2016年增加了0.65萬hm，新增的高速公路超過90%使用熱拌瀝青技術進行瀝青路面的鋪筑。熱拌瀝青技術要求施工溫度在150℃～190℃之間，在施工中導致能源的大量消耗，產生大量廢氣、粉塵及二氧化碳排放，對施工人員的身體健康造成危害。

溫拌瀝青技術能降低瀝青混合料施工溫度，減少拌合和施工過程造成的瀝青老化，并降低施工難度，減少能源消耗，受到道路工作者的廣泛關注，因而廣泛應用于各級公路的施工及養護，尤其適用于長大隧道路面、再生瀝青路面、橡膠瀝青路面及人口密集的城市道路路面等。

Bahia通過試驗提出LAST法能夠評價聚合物改性瀝青的儲存穩定性。Lu經大量試驗表明傳統方法不能準確評價瀝青的儲存穩定性。李平在運用傳統試管法進行評價SBS改性瀝青儲存穩定性時，提出了規范中的方法不能對sBS改性瀝青儲存穩定性進行真實反映，并開發了一種評價sBS瀝青儲存穩定性的測試儀器。黃衛東通過大量試驗表明傳統軟化點差值不能良好反映改性瀝青儲存穩定性。熊萍提出了將離析率Rs作為評價瀝青儲存穩定性指標。馮新軍在匯總了大量試驗方法的基礎上提出了筒法離析試驗用來模擬瀝青儲存條件。任金蘭等人研究了廢舊橡膠粉與SBS復合改性的瀝青的儲存穩定性。薛哲等人指出廢舊輪胎橡膠灰分對改性瀝青的儲存穩定性無影響。

目前關于瀝青儲存穩定性方面的研究多注重改性瀝青方面，而對溫拌瀝青的儲存穩定性方面鮮有涉及，這勢必對溫拌瀝青的應用及推廣造成影響。因此，本文選取Sasobit和Evotherm 3G兩種類型溫拌劑，將其加入到70基質瀝青中制備溫拌瀝青，采用規范中的軟化點試驗及Superpave方法中的DSR試驗對溫拌瀝青的儲存穩定性進行系統研究，其成果有助于溫拌瀝青的推廣，具有理論及實踐意義。

1原材料

1.1瀝青

本文選用青島安邦路法生產的70#基質瀝青，具體技術指標如表1所示。

1.2溫拌劑

本文選用南非Sasol-Wax公司生產的有機類溫拌劑Sasobit，其具體技術指標如表2所示。

Sasobit為由“費一托工藝”生產的一種長鏈脂肪烴，化學式為CnH2n+2。Sasobit是一種熔點為100℃的微晶蠟，常溫下以顆粒狀或粉末狀存在，直接加入到瀝青中進行簡單攪拌即可降低瀝青黏度，能夠將施工溫度降低20℃～30℃。

本文選用美德維實偉克公司（MWV）生產的Evo-therm 3G，其技術指標如表3所示。

該產品為第三代基于乳化瀝青平臺的溫拌劑，常溫下為深黃褐色粘稠狀液體，可以直接添加到瀝青中，通過表面活性劑成分改變瀝青分子之間的極性，能夠將施工溫度降低20℃～50℃。

1.3溫拌瀝青的制備

為研究溫拌劑種類及不同溫拌劑摻量對溫拌瀝青儲存穩定性的影響，本文選取有機類Sasobit與表面活性類Evotherm 3G兩種不同類型的溫拌劑。其中有機類Sasobit的摻量分別為：1%、5%（按瀝青質量計）;表面活性劑類Evotherm 3G的摻量分別為：0.4%、1%（按瀝青質量計）。將上述兩種溫拌劑添加入瀝青后，簡單攪拌10～15m‘ln。

2試驗結果與分析

2.1離析軟化點試驗

依據T 0661-2011中的試管法，將制備好的溫拌瀝青進行試驗，采用軟化點差值作為評價溫拌瀝青離析的指標，認為軟化點差值<2.5℃時瀝青不發生離析現象。測得的軟化點試驗數據如表4所示。其中A-S-1表示摻加1%Sasobit的溫拌瀝青。

由表4可知：

（1）Sasobit溫拌瀝青不會產生離析現象，但高Sasobit摻量的溫拌瀝青具有高離析傾向性。在72h時，A-S-1的軟化點差值為0.5℃，而A-S-5的軟化點差值稍大，為1.2℃，這可以看出兩種不同摻量的Sasobit溫拌瀝青的軟化點均小于規范值。同時隨著Sasobit摻量增大，溫拌瀝青的軟化點差值逐漸升高。具體表現為：A-S-5的軟化點差值高出A-S-1軟化點差值0。7℃。這表明高Sasobit摻量的溫拌瀝青具有高離析傾向性，在具體工程應用時應在滿足工程要求的情況下降低Sasobit的摻量。

（2）為掌握Sasobit溫拌瀝青熱儲存穩定性受儲存時間的影響，做出具體走勢，如圖1所示。由圖1可得：Sasobit溫拌瀝青的軟化點差值總體上呈現隨儲存時間的增加而逐漸下降的趨勢。A-S-1的最大軟化點差值發生在24h時，為1.8℃，在48h時達到最低值，而后隨著時間的延長，軟化點差值緩慢增大。這可能是由于Sasobit加入瀝青后，原有的瀝青體系平衡被打破，而建立全新的平衡需要時間。A-S-5的軟化點差值隨時間呈現拋物線狀，最大軟化點差值出現在48h處。這一方面是因為隨著Sasobit摻量增大，其在瀝青中分布得較均勻;另一方面則是因為經24h的高溫靜置，瀝青中的Sasobit向上運動。

采用相同的試驗條件對制備的Evotherm 3G溫拌瀝青進行離析軟化點試驗，記錄72h時的試驗數據，具體如表5所示。其中A-G-0.4表示摻量為0.4%的Evotherm 3G溫拌瀝青。

由表5可知：

（1）Evotherm 3G溫拌瀝青存在離析傾向。A-G-0.4與A-G-1.0兩種溫拌瀝青的軟化點差值接近分別為2。5℃、2.6℃。其中A-G-0.4的軟化點差值剛好滿足規范規定，即軟化點差值≤2.5℃，而A-G-1.0的軟化點差值高出規范規定值0.1℃，存在離析現象。然而這可能是試驗條件導致的誤差。

（2）Evotherm 3G溫拌劑摻量對溫拌瀝青的熱儲存性能無影響。摻量為0.4%與1.0%的Evotherm3G溫拌瀝青的下部軟化點相同，僅上部軟化點相差0。1℃。這表明增大Evotherm 3G溫拌劑用量對提高溫拌瀝青的熱儲存穩定性無影響。

2.2DSR試驗

由表6可知：

（1）Evotherm 3G溫拌瀝青的離析程度高于Sasobit溫拌瀝青，具體表現為Evotherm 3G溫拌瀝青的Rs值為Sasobit溫拌瀝青的2倍左右。

（2）Sasobit溫拌瀝青的離析程度受Sasobit摻量影響，隨Sasobit摻量的增大，Rs值逐漸降低。A-S-1的Rs值高出A-S-5的Rs值0.004。這與離析軟化點值存在差異，A-S-1的軟化點差值低于A-S-5的軟化點差值0。7℃，這應是不同評價方法導致的差異。

（3）Evotherm 3G溫拌瀝青的離析程度隨溫拌劑的增大而逐漸降低。即A-G-1.0的Rs值低于A-G-0.41的Rs值。

3結語

通過離析軟化點試驗與LAST試驗對不同溫拌瀝青的熱儲存穩定性進行研究，可以得出如下結論：

（1）離析軟化點試驗表明：Sasobit溫拌瀝青不會發生離析現象，但高Sasobit摻量的溫拌瀝青的離析傾向性較大;SGsobit溫拌瀝青的軟化點差值隨溫拌劑摻量增大而呈現逐漸升高趨勢，但軟化點差值均在規定范圍內。Evotherm 3G溫拌瀝青的軟化點差值在規范值附近，存在離析傾向，且Evotherm 3G溫拌劑摻量對溫拌瀝青的熱儲存性能無影響。

（2）DSR試驗表明：Evotherm 3G溫拌瀝青的離析程度高于Sasobit溫拌瀝青，Sasobit溫拌瀝青和Evotherm 3G溫拌瀝青的離析程度隨溫拌劑的增大而逐漸降低。

（3）由于離析軟化點試驗易受試驗條件限制，且綜合DSR試驗與離析軟化點試驗結果，SGsobit溫拌瀝青的熱儲存性能優于Evotherm 3G溫拌瀝青，推薦將Rs作為評價瀝青熱儲存性能指標。