溫拌劑對(duì)瀝青及瀝青混合料性能的影響

石誠(chéng)杰

佛山市建盈發(fā)展有限公司，廣東 佛山 528000

1 試驗(yàn)原料

1.1 瀝青技術(shù)指標(biāo)

基質(zhì)瀝青采用殼牌70號(hào)A級(jí)瀝青，其基本指標(biāo)如表1所示。

表1 70號(hào)基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)

1.2 溫拌劑技術(shù)指標(biāo)

溫拌劑使用深圳海川新材料科技股份有限公司有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120與上海龍孚材料技術(shù)有限公司表面活性類溫拌劑EWMA-1，兩類溫拌改性劑的技術(shù)指標(biāo)分別如表2、表3所示。

表2 EC120技術(shù)指標(biāo)

表3 EWMA-1技術(shù)指標(biāo)

2 溫拌劑對(duì)瀝青三大指標(biāo)的影響

按照有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120的添加量為1%、2%、3%、4%，表面活性類溫拌劑EWMA-1的添加量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%，分別添加到預(yù)熱至150℃的70號(hào)瀝青中，攪拌15min獲得溫拌改性瀝青，按照試驗(yàn)規(guī)程對(duì)兩種溫拌改性瀝青的三大指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，分析溫拌劑的摻入對(duì)瀝青性能的影響，結(jié)果如表4、表5所示。

表4 EC120溫拌改性瀝青性能測(cè)試結(jié)果

表5 EWMA-1溫拌改性瀝青性能測(cè)試結(jié)果

由表1、表2可知，隨著溫拌劑摻量的提高，兩種溫拌劑對(duì)瀝青三大指標(biāo)的影響均呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。通過分析對(duì)比分析兩種溫拌劑對(duì)同一指標(biāo)的影響規(guī)律，可得到如下結(jié)論：（1）隨著溫拌劑摻量的提高，兩種溫拌改性瀝青的針入度與延度不斷降低，軟化點(diǎn)逐漸升高；（2）兩類溫拌劑對(duì)瀝青基本指標(biāo)的影響幅度差異大，有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120影響顯著，當(dāng)摻量為4%時(shí)，瀝青針入度與延度的降幅分別為37.0%和50.4%，軟化點(diǎn)增幅為16.8%；表面活性類溫拌劑EWMA-1對(duì)瀝青基本指標(biāo)的影響較小，當(dāng)摻量為0.8%時(shí)，針入度與延度的降幅分別為6.0%和4.0%，軟化點(diǎn)增幅僅為2.1%[1]；（3）有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120可以提高70號(hào)瀝青的高溫性能，但降低了其低溫性能。

3 溫拌劑對(duì)瀝青黏度的影響

制備有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120和表面活性類溫拌劑EWMA-1摻量分別為3.5%和0.7%的溫拌改性瀝青，采用布洛克菲爾德黏度計(jì)測(cè)試70號(hào)瀝青和兩種溫拌改性瀝青在不同溫度下的表觀黏度，研究溫拌劑對(duì)瀝青黏度的影響規(guī)律，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同溫度下溫拌劑對(duì)70號(hào)瀝青黏度的影響

從圖1中可以看出：（1）隨著溫度升高，70號(hào)瀝青與兩種溫拌改性瀝青黏度均逐漸降低；（2）相比于70號(hào)瀝青，有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120的加入使得瀝青的黏度呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，黏度的急劇變化主要發(fā)生在有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120的熔點(diǎn)附近（95～105℃），說(shuō)明熔融的溫拌劑分子在瀝青中可起到減少纏結(jié)、稀釋潤(rùn)滑的作用，從而快速降低瀝青的黏度；（3）各測(cè)試溫度下，EWMA-1溫拌改性瀝青的黏度均與70號(hào)瀝青相當(dāng)，表面活性類溫拌劑EWMA-1對(duì)瀝青黏度無(wú)明顯影響[2]。

4 溫拌劑對(duì)瀝青混合料拌和壓實(shí)溫度的影響

考慮到溫拌改性瀝青具有非牛頓流體性質(zhì)，采用黏溫曲線確定瀝青混合料的拌和與壓實(shí)溫度存在偏差，通過測(cè)試不同拌和溫度下瀝青混合料馬歇爾試件的空隙率、添加溫拌劑后試件空隙率的變化幅度研究溫拌劑對(duì)混合料拌和壓實(shí)溫度的影響。以10℃為間隔，設(shè)置壓實(shí)溫度為95～155℃，每組試驗(yàn)中，壓實(shí)溫度比拌和溫度低10℃，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同拌和溫度下溫拌劑對(duì)混合料空隙率的影響

從圖2中可以看出：（1）隨著拌和壓實(shí)溫度的升高，普通瀝青混合料和兩種溫拌瀝青混合料試件的空隙率均逐漸減小；（2）同一溫度下兩種溫拌瀝青混合料的空隙率均明顯小于普通瀝青混合料，即達(dá)到同一空隙率所需拌和壓實(shí)溫度顯著降低，說(shuō)明兩類溫拌劑均具有顯著的溫拌效果，可有效降低瀝青混合料的拌和壓實(shí)溫度[3]；（3）不同溫度下，兩類溫拌劑均能降低試件空隙率，且降低幅度隨著溫度的升高，呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，可將此作為不同拌和壓實(shí)溫度下，溫拌劑種類的選擇依據(jù)；（4）同一拌和壓實(shí)溫度下，表面活性類溫拌劑EWMA-1對(duì)試件空隙率的降低幅度更大，溫拌效果比有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120更好。

5 結(jié)論

第一，隨著摻量的提高，有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120顯著降低了瀝青的針入度與延度，提高了軟化點(diǎn)，而表面活性類溫拌劑EWMA-1對(duì)瀝青三大指標(biāo)和黏度均無(wú)明顯影響。

第二，有機(jī)降黏類溫拌改性劑EC120對(duì)瀝青的降黏效果與溫度相關(guān)，當(dāng)溫度在其熔點(diǎn)以上時(shí)，能迅速降低瀝青的黏度；當(dāng)溫度降至其熔點(diǎn)以下時(shí)，可起到提高瀝青高溫性能的作用。

第三，表面活性類溫拌劑EWMA-1不改變?yōu)r青性質(zhì)，但會(huì)在拌和壓實(shí)過程中影響瀝青混合料的性能。

第四，有機(jī)降黏類溫拌劑EC120與表面活性類溫拌劑EWMA-1均能顯著降低瀝青混合料拌和壓實(shí)溫度，發(fā)揮溫拌作用。