不同抗車轍劑對瀝青混合料性能影響的比較

黃筑強 盛 偉 劉 曄 盛正偉

（1.長沙學院，湖南 長沙 410012；2.望城經開區建設開發公司，湖南 長沙 410600）（3.湖南省高速百通建設投資有限公司，湖南 長沙 410012）

1 概述

瀝青路面具有行車平穩、維修方便等優點但瀝青路面容易出現車轍，車轍容易導致高速行駛的車輛發生水漂或冰漂，嚴重危害行車的安全。本文研究不同抗車轍劑及不同摻量時，對瀝青路面抗車轍及抗低溫性、水穩性的影響。

2 抗車轍劑作用機理分析[1]

（1）起膠結作用。抗車轍劑與集料先拌和，改善部分集料表面特性，增強粘粘效果。

（2）改善性能。高溫熔融的抗車轍劑混在瀝青中，改善瀝青的高溫性能。

（3）加筋作用。拌和時，抗車轍劑未完全熔化，被拉成絲，效果猶如加了纖維，增強了抗拉作用。

（4）嵌擠作用。未熔的抗車轍劑填充了集料骨架中的空隙，形成微型骨架，增強瀝青混合料的性能。

3 原材料試驗

項目所采用的瀝青為中石化武漢分公司的70#道路瀝青，按照瀝青混合料試驗規范[2]進行針入度、軟化點和延度試驗。粗集料為5-10 和10-20 的玄武巖，細集料為0-5 的玄武巖。因粗細集料為同一產地，故只取10-20 的玄武巖進行集料指標測試。進行混合料試驗前先對集料進行篩分，按表3進行配料。

（1）將70#瀝青進行指標測試，測得的指標如表1所示。

表1 70#瀝青的三大指標

（2）粗集料10-20 的進行測試，結果如表2所示。

表2 粗集料的技術性質表

（3）集料的級配按照表3配制。

表3 集料的級配表

4 四種抗車轍劑的性能試驗

四種抗車轍劑是：A、B、C、D 抗車轍劑。根據供應商給出的摻量，四種抗車轍劑均以瀝青混合料總質量的0.2%-0.8%為摻量，每隔0.2%取一組，共4 組，來進行高溫性能、低溫性能和水穩定性的試驗。0%為不加抗車轍劑的空白對照組。本次試驗車轍劑的摻入方式為：瀝青加熱至120-150℃，采用高速剪切儀開5000轉/min 邊摻邊攪拌的方式拌和，剪切的時長為30min。集料采用上述玄武巖，礦粉采用石灰巖礦粉，按集料總質量的5%添加。瀝青混合料的類型采用工程上常用的AC-20。油石比全部采用4.6%。

根據規程[2]，測試瀝青混合料的抗高溫、抗低溫和抗水穩定性能試驗分別為車轍試驗、彎曲蠕變試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來測試。下面分別從這三個性能試驗來探究四種抗車轍劑四種不同摻量的瀝青混合料的性能。

4.1 抗高溫性能試驗

用車轍試驗直接地反映瀝青混合料的抗高溫性能。提高瀝青混合料的抗高溫性能也是抗車轍劑加入的最主要目的。試驗選取的條件為試驗箱溫度60℃，輪壓0.7Mpa。分別采用四種抗車轍劑的四個摻量，制作車轍板，進行車轍試驗，車轍試驗的動穩定度如圖1，車轍深度如圖2。

圖1 車轍動穩定度對比圖

圖2 車轍深度對比圖

從兩圖可以得出：○1 加入車轍劑后，瀝青混合料的動穩定度都不同程度的提高了，車轍深度都比空白組小，加抗車轍劑的車轍板深度最小減小了31.69%，最大減小了82.71%，由此可見，抗車轍劑的加入效果是顯著的。○2 摻量大于0.4%時，抗車轍效果較為顯著。○3 在試驗摻量內，D 的抗車轍效果最為顯著。

4.2 抗低溫性能試驗

通過彎曲蠕變試驗測試瀝青混合料的抗低溫性能。將不同的抗車轍劑摻量的瀝青與集料礦粉制成車轍板，再將車轍板切成長寬高為250mm×30mm×35mm 的棱柱體。將棱柱體置于-10℃的恒溫水浴中保溫1h，然后再進行彎曲蠕變試驗。試驗加載速度為50mm/min。測試的結果如圖3。

圖3 彎曲蠕變試驗結果圖

從上圖可以得出：○1 加入抗車轍劑，瀝青混合料的破壞應變都不同程度提高了，最多提高16.73%，最少提高2.54%。○2 每種抗車轍劑提高的效果不同，B 最好，其次是D-C-A。○3 各種抗車轍劑摻量從0.2%-0.4%，破壞應變增加；摻量大于0.4%，破壞應變減小。從彎曲蠕變來看，最佳摻量在0.4%附近。

4.3 抗水穩性試驗

A、浸水馬歇爾試驗

可以通過浸水馬歇爾試驗測試混合料的水穩性。該試驗可以模擬瀝青混合料在浸水條件下抵抗瀝青剝落的能力。按不同抗車轍劑的摻量，分別制作16 個馬歇爾試件，平均分為兩組進行浸水馬歇爾試驗，計算得到浸水殘留穩定度。測試的數據如表4。

表4 浸水馬歇爾試驗數據表

30min 穩定度 10.20 16.37 16.06 15.60 10.46 16.73 15.37 14.45 48h 穩定度 9.20 15.54 15.11 14.53 9.43 15.56 14.03 13.22殘留穩定度 90.20%94.93%94.08%93.14%90.15%93.01%91.28%91.49%

由表4可以看出：○1 摻入了抗車轍劑，48h 后的穩定度提高較多，殘留穩定度也大于空白組，說明抗車轍劑能提高瀝青混合料的水穩性。○2 30min 和48h 穩定度最大值都在D 的0.4%取得，殘留穩定度最大值在C 的0.4%取得。○3 C 和D 的0.4%和0.6%摻量時，殘留穩定度達到一個較高水平。

B、凍融劈裂試驗

瀝青混合料的抗水穩性也可以通過凍融劈裂試驗進行評價。采用不同抗車轍劑及不同摻量的瀝青制作雙面擊實50 次的馬歇爾試件16 個。將試件分為兩組，一組進行凍融循環，一組不做處理，作為參照。循環完后進行劈裂試驗，將測試結果繪制成圖，如圖4所示。

圖4 凍融劈裂試驗結果圖

從圖4中可以得出：○1 摻入抗車轍劑的瀝青混合料的TSR 普遍增大，均隨摻量的增加TSR 提高，隨后又降低，在0.4%-0.6%之間取最大值。○2 D 的效果最顯著，相比空白組增加了7.3%。

5 結論

通過上述ABCD 四種抗車轍劑的四種摻量的三項性能試驗，得出如下結論：

（1）抗高溫性能評價。ABCD 四種抗車轍劑隨摻量的增加，其抗車轍性能均增強，且D 抗車轍劑的效果最顯著，動穩定度最大提高了3.06 倍，車轍深度最少了2.72mm（均是D 在0.8%摻量時取得）。

（2）抗低溫性能評價。加入抗車轍劑，彎曲蠕變試驗的破壞應變均有提高。當B 在0.4%時達到最大值，說明保證低溫性能最佳，抗車轍劑的摻量在0.4%左右。

（3）抗水穩性評價。從浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗可以看出，摻入抗車轍劑的瀝青混合料的水穩性提高了。根據分析得出，C 在摻量為0.4%-0.6%時，水穩性達到最佳。

綜上所述，本文認為：抗車轍劑的加入能改善瀝青混合料的高溫、低溫、水穩性能；各種抗車轍劑的性能效果不盡相同，各有長處，摻入的劑量不同，所改善的效果也不同。從抗高溫、低溫、水穩性綜合考慮，抗車轍劑的摻量在0.4%-0.6%時綜合性能更好。