特立尼达湖改性沥青混合料性能研究

周晓辉（中铁十八局集团第五工程有限公司，天津 300452）

特立尼达湖沥青（TLA）是世界上使用最广泛的天然湖沥青，由地层内部的石油资源经过亿万年地壳运动和火山口的高温作用而形成，其具有如下特点：含氮量高，且氮元素以官能团形式存在，这使其具有很强的浸润性；抗老化能力强；不含蜡，当加入到基质沥青中，能降低蜡对基质沥青的危害［1］。由于特立尼达湖沥青针入度较低且软化点较高，符合文献 ［2］的要求。因而将特立尼达湖沥青应用在基质沥青中，可以大大改善改性沥青混合料的路用性能。下面，笔者对特立尼达湖改性沥青混合料的性能进行了研究。

1 特立尼达湖沥青的改性

采用质量内掺法进行改性试验［2］，特立尼达湖沥青掺量分别为15%、20%、25%、30%。将70＃中海基质沥青放置于150℃烘箱中进行加热融化，按照上述质量比进行掺配，将沥青温度控制在160～170℃，利用高速剪切机进行高速剪切40～50min后，进行针入度、软化点和粘附性试验［2］，试验数据如表1所示。从表1可以看出，随着特立尼达湖沥青掺量增加，针入度值减小（使基质沥青的温度敏感性降低），软化点值增大（改善基质沥青的高温性能），粘附性等级增大（使基质沥青变得更加粘稠）。

表1 特立尼达湖改性沥青试验数据表

2 特立尼达湖改性沥青混合料的性能分析

采用掺量30%的特立尼达湖改性沥青和掺量4.0%的热塑性弹性体类（styrene butadiene styrene block copolymer，SBS）改性沥青进行对比试验。选用玄武岩AC-13型沥青混合料，配合比（质量比百分比）为（9.5～13.2mm碎石）∶（4.75～9.5mm碎石）∶（0～2.36mm机制砂）∶矿粉＝30∶39∶28∶3。

2.1 抗高温性能

利用车辙试验了解改性沥青混合料的抗高温性能［2］，试验条件如下：试验温度60℃；轮压0.7MPa。试验数据如表2所示。从表2可以看出，特立尼达湖改性沥青混合料比SBS改性沥青混合料的动稳定度高，表明其抗高温性能更好，其原因是特立尼达湖沥青中具有含量高的抗氧化自由基，使其具有很强的高温稳定性［3］。

表2 抗高温性能试验数据表

2.2 抗水损害性能

采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价沥青混合料的抗水损害性能［2］，试验数据如表3所示。由表3可知，特立尼达湖改性沥青混合料比SBS改性沥青混合料的冻融劈裂强度比和浸水残留稳定度高，表明其抗水损坏能力更强，其原因是特立尼达湖沥青具有较好浸润性，增强了材料表面结合力，从而阻止水对其结构的破坏［3］。

2.3 低温抗裂性能

当路面温度下降时，沥青路面会产生收缩应变。当温度突变时，收缩应变伴随着过多的应力积聚，当应力超过其抗拉强度时会导致沥青路面结构的破坏［4］。采用低温弯曲试验评价改性沥青混合料的低温抗裂性能［5］，试验数据如表4所示。从表4可以看出，特立尼达湖改性沥青混合料的低温弯曲应变比SBS改性沥青混合料更高，表明特立尼达湖改性沥青混合料具有更好的低温抗裂性能，其原因是特立尼达湖沥青中半固态石油基及细小矿物与基质沥青相容共存，降低了特立尼达湖改性沥青混合料的温度敏感性，从而减少了沥青路面裂纹的产生［4］。

表3 抗水损害性能试验数据表

表4 低温性能试验数据表

3 结论

1）特立尼达湖改性沥青混合料的高温稳定性好，具有良好的抗高温性能。

2）特立尼达湖改性沥青混合料具有较好的抗水损坏性能。

3）特立尼达湖改性沥青混合料具有较强的低温抗裂性能。

［1］赵迁乔.天然沥青对石油沥青路用性能改善研究 ［D］.西安：长安大学公路工程学院，2005.

［2］JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程 ［S］.

［3］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.

［4］陈炜.TLA改性沥青混合料应用技术研究 ［D］.长沙：长沙理工大学，2007.

［5］沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防 ［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［编辑］ 李启栋