溫拌劑對瀝青混合料性能的影響

張永明

(佛山市建盈發展有限公司 佛山市 528313)

當前路面建設中，主要采用具有良好性能的瀝青路面，其中大部分瀝青路面均采用傳統的熱拌瀝青混合料鋪筑而成[1]。但熱拌瀝青混合料所需的制備及鋪筑溫度都很高，建設周期內不僅會消耗大量能源，而且還伴隨各種廢氣、粉塵等污染物的排放，對周邊環境及人員健康造成嚴重危害。為避免熱拌瀝青混合料的這些缺點，研究人員開始嘗試使用瀝青混合料溫拌技術[2]。

目前國內溫拌技術應用較為廣泛，使用較多的溫拌劑產品包括EC120及Evotherm溫拌劑。EC120是線性脂肪族烴混合物的一類，熔點在100℃左右，當溫度超過110℃后，可以在瀝青中呈現液態形式，與瀝青相容性好。EC120在瀝青中形成的網格構造，可以使其穩定存在于瀝青中，并大幅度減小瀝青在高低溫時的粘度，達到降低拌和溫度的效果。瀝青的老化是由瀝青所含的油和膠變低引起的。由于EC120擁有固結油蠟成分的效果，因此添加溫拌劑的改性瀝青具有優異的抗老化性能[3]。

Evotherm為一定濃度的暗黃色水溶液，主要成分是表面活性劑。其作用機理是在高溫攪拌過程中，水、Evotherm和瀝青混合形成結構固定的水膜。所形成的水膜具有良好的全溫段潤滑效果，在低溫時依然可以使瀝青具有較好的流動性，降低其粘度，提高制備和易性。在此背景下，選取EC120及Evotherm兩種溫拌劑分別制備溫拌瀝青混合料，研究溫拌劑改性瀝青技術指標、瀝青混合料體積指標及路用性能的變化，分析這兩種溫拌劑的使用特點及性能優勢。

1 原材料與試驗方法

1.1 原材料

研究使用的瀝青為70號基質瀝青，兩種溫拌改性劑分別為深圳海川生產的EC120溫拌改性劑與上海龍孚生產的Evotherm表面活性類溫拌劑。

1.2 試驗方法

先將兩種溫拌劑分別制備成溫拌改性瀝青。結合國內的研究資料及以往的使用經驗[4]，EC120摻量為瀝青質量的3.5%，Evotherm摻量為瀝青質量的0.7%。再用溫拌改性瀝青分別制備AC-13溫拌瀝青混合料，同時制備不含溫拌劑的普通AC-13瀝青混合料作為對照組。瀝青混合料配合比設計如表1所示，混合料的最佳油石比為4.7%。

表1 AC-13瀝青混合料目標配合比級配

普通AC-13瀝青混合料的拌和溫度為145℃，EC120溫拌瀝青混合料的拌和溫度為130℃，Evotherm溫拌瀝青混合料的拌和溫度為135℃。

通過浸水馬歇尓試驗、凍融劈裂試驗、車轍試驗及低溫彎曲小梁試驗，研究兩種溫拌劑加入后混合料高低溫性能及水穩定性的變化。

2 結果分析

2.1 溫拌劑對瀝青性能的影響

基質瀝青與溫拌改性瀝青的技術指標如表2所示。

表2 瀝青技術指標

從表2中可以看出：

(1)EC120的摻入對基質瀝青技術指標影響較大，針入度下降了34.33%，延度下降了46.67%，軟化點提高了14.74%，黏度降低了32.43%，EC120溫拌劑對基質瀝青的高溫性能改善顯著。

(2)Evotherm的摻入對基質瀝青技術指標影響較小，針入度下降了5.97%，延度下降了2.13%，軟化點提高了2.11%，黏度提高了10.81%。

2.2 溫拌劑對瀝青混合料體積指標的影響

采用馬歇爾試驗得到了三種AC-13瀝青混合料的體積指標，如表3所示。

表3 AC-13瀝青混合料體積性能

當加入溫拌劑后，有以下結論：

(1)摻入EC120后，溫拌瀝青混合料的穩定度顯著提升，較普通AC-13瀝青混合料提高了48.21%，其他體積指標相比相差不大。

(2)摻入Evotherm后，混合料各項體積指標與普通AC-13瀝青混合料較為接近，表明Evotherm的摻入對混合料體積指標影響較小。

2.3 溫拌劑對瀝青混合料路用性能的影響

對瀝青混合料進行車轍試驗、馬歇爾試驗及低溫彎曲小梁試驗，得到的路用性能結果如表4所示。

表4 AC-13瀝青混合料路用性能

從表4中可以看出：

(1)高溫穩定性方面，兩種溫拌劑均能提高瀝青混合料的抗車轍能力，EC120溫拌瀝青混合料的動穩定度比普通瀝青混合料提高了將近兩倍，Evotherm溫拌瀝青混合料提高了17.55%，測試結果與軟化點、馬歇爾穩定度的變化規律一致，驗證了EC120具有提高瀝青混合料強度的效果。

(2)水穩定性方面，EC120溫拌瀝青混合料水穩定性小幅提高，Evotherm溫拌瀝青混合料水穩定性略有降低。

(3)低溫性能方面，EC120溫拌瀝青混合料的破壞應變相比普通瀝青混合料下降23.19%，降幅較大；Evotherm的添加不會對低溫性能產生較大影響。

3 結語

(1)溫拌瀝青指標的研究表明，EC120的摻入對基質瀝青技術指標影響較大，Evotherm的摻入對基質瀝青技術指標影響較小。

(2)溫拌瀝青混合料體積指標和性能研究表明，當使用EC120溫拌劑時，瀝青混合料的強度顯著增大，高溫性能和水穩性能大幅提高，低溫性能明顯下降；Evotherm溫拌劑的摻入僅能有限提高瀝青混合料的高溫性能，水穩性能及低溫性能無明顯影響。

(3)在實現相近溫拌效果的同時，EC120溫拌劑對混合料性能影響顯著，Evotherm溫拌劑對混合料性能基本無影響。