Duroflex抗车辙剂对沥青混合料材料性能的影响

代印松，张红兵，齐浩松

(天津市市政工程研究院，天津 300074)

Duroflex抗车辙剂对沥青混合料材料性能的影响

代印松，张红兵，齐浩松

(天津市市政工程研究院，天津 300074)

研究Duroflex抗车辙剂对沥青混合料材料性能的影响．对不同抗车辙剂掺量下AC-20C沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性进行试验，并与SBS改性沥青混合料材料性能进行对比分析，结果表明：掺加Duroflex抗车辙剂对沥青混合料高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均有明显改善作用．

道路工程；沥青混合料；Duroflex抗车辙剂

随着现代交通的发展，交通量和轴重不断增大，渠化交通日益严重，使得沥青路面的车辙越来越严重，高温失稳破坏已成为沥青路面的主要破坏形式之一．掺加抗车辙剂是提高沥青路面抗车辙性能的一种有效方法，但过分追求沥青混合料的高温稳定性，势必损失部分低温稳定性和水稳定性[1]．因此，在研究抗车辙剂的作用机理与性质的基础上，对掺加Duroflex 抗车辙剂的沥青混合料材料性能进行试验研究，并与SBS改性沥青混合料的性能进行对比，分析Duroflex 抗车辙剂对沥青混合料材料性能的影响．

1 Duroflex抗车辙剂的作用机理

Duroflex抗车辙剂的作用是通过添加剂中的聚合物结构，以及添加剂由单个Duroflex微粒构成的空腔状微粒群的良好的表面性来实现[2]．它经在骨料表面增黏、加筋、颗粒填充及沥青改性等途径来提高沥青混合料的综合性能[3]．热骨料与Duroflex充分干拌，熔化的Duroflex在热骨料表面形成改性添加剂膜，加入沥青、矿粉搅拌，改性添加剂膜与沥青膜形成过渡层，在摊铺、碾压直到沥青凝固之前，沥青混合料中都一直存在一个持续稳定的分散过程．路面成型后，高分子聚合物在沥青中以极为离散的状态凝固，形成一种高强度的固化结构，这种固化结构同时也增强了沥青的弹性，提高了沥青的软化点，降低了温度的敏感性，增加了沥青与骨料的黏附性，从而使成型沥青路面的渗透性大大降低，抗水损害能力大大提高[4]．

Duroflex与热骨料的混合，会在矿物阵列与沥青黏合剂之间形成聚合体搭桥，配合纤维的作用，胶结料中形成网状结构，增强了沥青、矿粉胶结料体系的相互作用力和整体性[5]．这种聚合物形成的微结晶区在集料骨架内交联而成加筋作用．

Duroflex中其他的成分则通过沥青灰泥和矿粉成分之间特别的物理化学作用来发挥功效[6]．所有作用原理的总和使制得的沥青混凝土在高温条件下的强度会有数倍的提升，而同时在低温环境中产生的抗裂能力也会增强．

2 试验原材料

沥青采用重交沥青AH-70及满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》[7]中SBS类I-D的改性沥青．矿料为符合JTG E42—2005《公路工程集料试验工程》[8]的石灰岩．抗车辙剂用Duroflex抗车辙剂，其主要成分为高分子聚合物≥80%，纤维≤15%，反应剂≥5%；外观为灰褐色粒状颗粒物，粒径在4.75～0.75,mm之间，其形状不规则；密度为1.042,g/cm3，融化温度为130～180,℃；不溶解于煤油、汽油、柴油和三氯乙烯，但溶解于石油醚．

3 级配设计

通过矿料筛分结果，采用天津市市政工程研究院优化级配范围，对AC-20C沥青混合料进行级配设计，合成级配如表1所示．

表1 合成级配表

4 沥青混合料性能试验

为研究Duroflex抗车辙剂对沥青混合料材料性能的影响，对不同抗车辙剂掺量下混合料的性能进行试验，并与SBS改性沥青混合料材料性能进行对比分析．采用通过GTM旋转压实设计沥青混合料的最佳油石比为4.1%．

4.1 试验方案

本次试验采用70,A号基质沥青分别成型0.0%，0.3%，0.4%，0.5%抗车辙剂掺量混合料试件，同时采用SBS改性沥青混合料试件进行对比，验证不同沥青、不同掺量下混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂及水稳定性能．

4.2 高温抗车辙性能试验

试验温度为60,℃、轮压0.7,MPa条件下动稳定度的试验结果见表2．

表2 动稳定度试验结果

由以上动稳定度试验结果可以看出：①0.3%，0.4%，0.5%抗车辙剂掺量下，基质沥青混合料及改性沥青混合料的动稳定度均满足文献[7]中动稳定度＞2,800次/mm的要求；②不掺加抗车辙剂的基质沥青混合料动稳定度最小，只有1,891次/mm，掺加0.5%抗车辙剂的沥青混合料动稳定度最大，达到10,204次/mm；③Duroflex抗车辙剂的掺加能够在很大程度上提高混合料的高温抗车辙性能，并且随着抗车辙剂掺量的增加，高温抗车辙性能显著提高．

4.3 低温抗裂性能试验

利用小梁试验得出混合料低温弯拉强度来验证混合料的低温抗裂性能．试验温度为－10,℃，控温精度为±0.1,℃，加载速率50,mm/min．试验设备为MTS-810(TESTSTAR-Ⅱ型)．试验结果见表3．

表3 低温抗裂试验结果

由表3可以看出：

(1)不掺加抗车辙剂基质沥青混合料的低温弯拉强度最小，为11.22,MPa，0.4%抗车辙剂掺量的基质沥青混合料低温弯拉强度最大，为13.83,MPa；

(2)基质沥青混合料加上抗车辙剂后，低温弯拉强度有一定程度的提高；0.0%与0.3%抗车辙剂掺量下基质沥青混合料相比，低温弯拉强度约提高12%，可见抗车辙剂的添加在提高高温稳定性的同时，也能够进一步提高沥青混合料的低温抗裂性能；

(3)0.3%抗车辙剂掺量的基质沥青混合料的低温弯拉强度与SBS改性沥青混合料的相差不大，但0.4%与0.5%抗车辙剂掺量下基质沥青混合料的低温弯拉强度与SBS改性沥青混合料的相比，其低温抗裂能力却有很大提高；

(4)0.4%的掺量下的沥青混合料低温弯拉强度比0.5%的大，说明随着车辙剂掺量的继续增加，沥青混合料的低温抗裂性能降低；

(5)与基质沥青混合料相比，改性沥青混合料具有较好的低温抗裂性能．

4.4 水稳定性能试验

本次试验采用残留稳定度及冻融劈裂试验验证混合料的水稳定性，试验结果见表4．

表4 水稳定性试验结果

由表4可以看出：①掺加抗车辙剂后稳定度较基质沥青混合料与改性沥青混合料的稳定度有所提高，其中0.4%与0.5%掺量下基质沥青混合料的稳定度最大，但各种混合料的试验结果相差较小，均满足施工技术规范要求；②综合残留稳定度与冻融劈裂试验，与SBS改性沥青混合料相比，掺加Duroflex抗车辙剂对提高沥青混合料的水稳定性具有显著作用，但随着掺量的继续增加，水稳定性有所降低．

5 结 论

(1)与SBS改性沥青混合料相比，Duroflex抗车辙剂的掺加能够在很大程度上提高混合料的高温抗车辙性能，并且随着抗车辙剂掺量的增加，其高温抗车辙性能显著提高．

(2)随着抗车辙剂掺量的增加，沥青混合料的低温抗裂性与水稳定性同样有所改善；但随着掺量的继续增加，低温抗裂性能与水稳定性能有所降低．因此，在采用抗车辙剂对沥青混合料进行改性的同时，应当综合考虑沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能与水稳定性问题．

［1］ 沈金安．沥青及沥青混合料路用性能[M]. 北京：人民交通出版社，2001：20-26.

［2］ 樊兴华. Duroflex添加剂在沥青混凝土的研究应用[J].石家庄铁道职业技术学院学报，2012，11(3)：52-55.

［3］ 马 强. Duroflex改性剂对沥青混合料性能影响研究[J]. 建材世界，2012，33(1)：24-27.

［4］ 孙义冰. 沥青混凝土添加剂Duroflex应用技术研究[R]. 西安：长安大学，2008：14-15.

［5］ 权登州. 掺Duroflex 抗车辙剂沥青混合料性能研究[J]. 河北交通科技，2008，5(2)：35-37.

［6］ 陈文凯. Duroflex沥青混凝土改性添加剂应用研究[J].黑龙江交通科技，2011(3)：38-39.

［7］ JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

［8］ JTG E42—2005，公路工程集料试验工程[S].

Effect on Duroflex Anti-rutting Agent on Asphalt Mixture Performance

DAI Yin-song，ZHANG Hong-bing，QI Hao-song
(Tianjin Municipal Engineering Research Institute，Tianjin 300074，China)

This paper studies the effect of Duroflex anti-rutting agent on asphalt mixture performance．It tests the high temperature stability，low temperature stability and water stability of AC-20C asphalt mixture in different anti-rutting agent dosages，and does a comparative analysis with the performance of SBS modified asphalt mixture. The result shows that adding Duroflex anti-rutting agent on asphalt mixture significantly improves the high temperature stability，low temperature stability and water stability.

road engineering；asphalt mixture；Duroflex anti-rutting agent

U414

A

2095-719X(2014)01-0044-03

2013-07-10；

2013-10-25

代印松（1986—），男，河北青县人，天津市市政工程研究院助理工程师．