基于增塑劑DOP對LDPE瀝青混合料性能影響研究

李思瑤 岳崇陽 欒晨晨

摘 要：在LDPE及DOP不同摻量的基礎上分別對AC-13C進行高溫抗車轍、低溫抗開裂及抗水損害等路用性能試驗得出，AC-13C（6%LDPE）高溫抗車轍能力最優;AC-13C（1.5%DOP）低溫抗開裂能力最優;AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水損害能力最優。

關鍵詞：DOP;LDPE;瀝青混合料;路用性能

中圖分類號：U414 ? ?文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2021）21-0074-03

Research on Influence of Plasticizer DOP on Performance of LDPE Asphalt Mixture

LI Siyao1? ? YUE Chongyang1? ? LUAN Chenchen2

（1. Henan Yulu Engineering Technology Development Co.， Ltd， Zhengzhou Henan 450001;

2. Henan Jiaoyuan Engineering Technology Group Co.， Ltd， Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： On basis of different contents of LDPE and DOP， AC-13C was tested for high temperature rutting resistance， low temperature cracking resistance and water damage resistance. The results show that has the best rutting resistance at high temperature; AC-13C （1.5% DOP） has the best cracking resistance at low temperature; AC-13C （2.5% DOP + 6% LDPE） had the best water resistance.

Keywords： DOP; LDPE; asphalt mixture; road performance

近年來，我國經濟得到了飛速發展，基礎設施建設不斷完善，同時高分子聚合物行業發展空間逐年擴大。進入21世紀，我國高分子聚合物行業得到了快速發展，高分子材料被廣泛應用到軍事、航空以及民用領域，推動了各行業技術更新，對國民經濟產生重大積極影響。但高分子聚合物領域的發展雖然為國民生活帶來了方便，但同時也帶來了難以降解的生活垃圾，這些高分子聚合物垃圾自我降解能力差，會長期存在自然界中，對環境造成嚴重污染，危害人民的身心健康。塑料高分子材料在生活垃圾中的占比較大，如何將其重復利用已成為現代工作研究者關注的重點。現階段，國內外道路工作者將塑料及廢舊橡膠輪胎，通過一定的工藝制成瀝青外加劑來改善瀝青膠漿及瀝青路面性能，并取得了一定研究成果。本文選用工程上常用的AC-13C密級配瀝青混合料展開研究，通過礦料級配設計、馬歇爾試驗確定混合料最佳油石比，同時將不同摻量的聚合物LDPE改性劑、DOP增塑劑以外加劑的形式摻入混合料中進行相關路用性能研究，分析LDPE改性劑、DOP增塑劑兩種外加劑對混合料路用性能的改善情況，為LDPE改性劑、DOP增塑劑在混合料中的應用提供理論支撐[1-3]。

1 原材料

1.1 瀝青

瀝青種類及性能對瀝青路面的路用性能起著關鍵性作用，本文選取90#A級基質瀝青展開研究，相關技術指標均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）的要求。

1.2 LDPE改性劑及DOP增塑劑

瀝青路面是一種柔性結構層，其混合料的性能會影響瀝青路面的使用壽命。而常規普通及SBS改性混合料的使用壽命往往在5～8年，之后瀝青路面的使用性能會急劇下滑，嚴重影響瀝青路面的服務水平，而日常養護會增加瀝青路面的運營成本[4-6]。本文選取LDPE改性劑及DOP增塑劑來改善瀝青的路用性能及使用年限，兩種外加劑主要技術指標試驗結果分別見表1、表2。

2 路用性能

2.1 礦料級配及馬歇爾試驗結果

密級配瀝青混合料是現階段高等級公路最為常用的混合料類型，本文混合料選用的級配類型為AC-13C，粗集料選用10～15 mm、5～10 mm、3～5 mm石灰巖碎石，細集料選用0～3 mm機制砂、填料選用石灰巖磨制的礦粉，粗、細礦料及礦粉主要技術指標均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）的要求，AC-13C礦料級配設計結果見表3，不同LDPE、DOP摻量時最佳油石比及馬歇爾試驗結果見表4。

2.2 高溫穩定性

高溫穩定性是指瀝青路面在高溫條件下抵抗車輛軸載塑性變形的能力。泛油、車轍、擁包等病害是瀝青路面高溫穩定性差的主要表現形式。瀝青路面是一種柔性結構層，高溫環境下，瀝青黏韌性降低，在外界荷載尤其是重軸載作用下會出現塑性變形而形成車轍病害。本文選用車轍試驗來分析瀝青路面的高溫穩定性能，不同LDPE、DOP摻量時AC-13C高溫性能試驗結果見圖1。

由圖1得出：LDPE能夠提高瀝青路面的高溫穩定性能，而DOP會影響高溫穩定性能，其中AC-13C（6%LDPE）高溫抗車轍能力較好。

2.3 低溫抗裂性

瀝青對環境溫度較為敏感，當溫度較低時瀝青材料脆性特點就會凸顯，韌性下降，導致瀝青路面低溫抗開裂能力下降，這是節性冰凍區季節交替時路面產生裂縫的關鍵因素。當瀝青路因溫度變化產生的溫縮應力高于其自身允許拉應力時，結構層就會產生輕微縫隙，這些病害如果不及時處置就會進一步惡化成裂縫、龜裂等嚴重病害。低溫環境下瀝青路面脆性特性表現得較為明顯，冬、春季節交替時路面裂縫的出現是混合料低溫抗開裂能力差的主要表現形式。本文選用低溫彎曲試驗來分析混合料的低溫抗開裂能力，不同LDPE、DOP摻量時AC-13C彎曲破壞應變試驗結果見圖2。

由圖2得出：DOP可以提高低溫抗開裂能力，而LDPE會削弱低溫抗開裂能力，其中AC-13C（1.5%DOP）低溫抗開裂能力較好。

2.4 水穩定性

瀝青與礦料之間的黏附性會嚴重影響瀝青路面的抗水損害性能。隨著使用年限及外界環境的綜合作用，瀝青會逐漸老化，瀝青膠漿易從礦料間脫落，松散、坑槽等病害是水穩定性差的主要表現形式。本文選用浸水及凍融劈裂試驗來評價混合料的抗水損害能力，不同LDPE、DOP摻量時AC-13C浸水馬歇爾及凍融劈裂試驗結果分別見圖3、圖4。

由圖3、圖4得出：LDPE、DOP均能提高混合料抗水損害能力，隨著摻量的增加，效果越顯著，其中AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水損害能力最優。

3 結語

LDPE能夠改善高溫抗車轍能力，而DOP會降低高溫抗車轍能力，其中AC-13C（6%LDPE）高溫抗車轍能力較好;DOP能夠改善低溫抗開裂能力，而LDPE會降低低溫抗開裂能力，其中AC-13C（1.5%DOP）低溫抗開裂能力較好;LDPE、DOP均能改善抗水損害能力，隨著摻量的增加，效果越顯著，其中AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水損害能力最優。

參考文獻：

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