不同温拌添加剂对沥青混合料低温性能的影响

张 瑾，李美杰

(山东交通学院土木工程学院，山东 济南 250357)

1 沥青混合料的选取及检测

一般来说，沥青混合料由多种原材料组成，包括沥青胶结料、矿粉、细集料和粗集料等，原材料的性质直接影响到混合料的性能，尤其是对路用性能的影响比较大。

1.1 沥青

通过对多种沥青混合料的性能进行分析，SBS改性沥青具有较好的抗低温能力，故最终选择SBS(I－B)改性KLMY90#沥青(以下简称SBS)作为试验胶结料。对SBS的路用性能进行测试，检测结果如表1所示。由表1可知，SBS各项检测指标满足文献［1］的要求。

表1 SBS试验检测结果

1.2 集料

集料主要为石灰岩，技术性能检测结果如表2、3所示。

1.3 填料

填料的技术性能试验结果见表4。

由表2～4可知，粗、细集料及矿粉的各项指标均满足文献［1］的技术要求。

2 温拌添加剂

2.1 Sasobit

Sasobit是一种聚烯烃类沥青改性剂，是一种长链碳氢化合物，基于费托合成法合成，广泛应用于各种沥青混合料中。Sasobit每条链上的碳原子数量是50～120，既适用于进口沥青，也适用于国产沥青。从外表看，Sasobit是淡黄色或白色的小颗粒。合成蜡在116℃会融化，Sasobit与合成蜡相似，当把Sasobit加入到沥青中，能明显看到Sasobit会对沥青的高温性能造成影响。当温度低于熔点时，Sasobit在沥青中形成一种网状结构，使得沥青混合料在高温时稳定性更佳，这相当于提高了沥青混合料的软化点［2－6］。

表2 粗集料的技术性能试验结果

表3 细集料的技术性能试验结果

表4 填料的技术性能试验结果

2.2 Evotherm

Evotherm是以表面活性剂为基础，通过浓缩液乳化技术制成。表面活性剂实际是一种能够降低有机液体表面张力的溶剂，一般来说只需要添加少许即可。表面活性剂的部分分子团具有较强的极性和吸附能力，能够吸附沥青中的大分子;另外一些分子团极性较弱，具备一定的亲和力，能够起到吸附水分子的作用;当这2种分子同时进入到高温沥青中，能够发挥不同的作用，大大地减少沥青分子之间的作用力，降低沥青混合料的粘性，增强沥青的裹附效果［7－8］。

2.3 陆路邦温拌剂

陆路邦温拌剂是国产品牌，其主要功能是降粘［9］。陆路邦温拌剂的主要化学成分是烷基醇酰胺，其性能十分优越，已经广泛应用于多个领域中，包括液体洗涤剂和非离子活性剂等。将这种温拌剂加入到沥青混合料中，极性很弱的分子会迅速进入到各个组分之中，使各组分之间的流动性能变差，同时温拌剂自身会形成一种分散结构，从而降低沥青的粘度。在实际应用中，为了进一步发挥陆路邦温拌剂的分散性能，往往加入一定量的稀释剂，如航空煤油［10－11］。

3 低温性能试验

3.1 试验方案

为了更加直观的比较不同集料组成的沥青混合料抗剪性能的差异，对3种集料均采用AC－13级配(如图1所示)制备沥青混合料试件(空隙率控制在4.0%左右)，并在试验过程中，分别加入3种温拌添加剂，通过试验测定沥青混合料在－10℃(允许最大偏差为0.5℃)、加载速度50 mm/min时弯曲破坏的力学性质，按照规范提出的沥青混合料低温性能评价指标即最大弯拉应变来评价沥青混合料的低温抗裂性能。由轮碾成型的板块状试件切割制作成250 mm×30 mm×35 mm的棱柱体试件，经碾压后的试件密度控制为马歇尔试验标准击实密度。采用MTS810型材料试验系统进行沥青混合料低温弯曲试验，由系统自动进行数据采集，然后将得到的试验结果进行比较。

图1 AC－13级配曲线

3.2 试验分析

沥青混合料的路用性能包括3个方面，分别是高温性能、低温性能和水稳性能。这3个性能都是评价路用性能的重要指标，直接决定沥青混合料的品质，沥青混合料的低温抗裂性能与路面的开裂直接相关［12］。本文通过小梁低温弯曲试验进行评估，从低温性能的角度分析不同温拌添加剂对沥青混合料的影响。试验采用规定的加载速度50 mm/min在跨径中央施以集中荷载，直至试验破坏，记录破坏荷载和跨中挠度，并计算出破坏时的抗弯拉强度和梁底最大弯拉应变［1］。试验数据如表5所示。

表5 低温试验结果

1)破坏载荷

由表5可知，沥青混合料中加入Evotherm后承受的破坏载荷最大，达到了1 785 N;另外，添加Sasobit也能够提高沥青混合料的最大破坏载荷;加入陆路邦温拌剂，试件承受最大破坏荷载的能力下降［13］。

2)抗拉弯强度对比

由表5可知，SBS的抗拉弯强度达到12.74 MPa，具有很强的抗拉弯能力［14－15］。3种不同的温拌添加剂对抗拉弯强度的影响与对破坏载荷的影响相似，加入Evotherm后得到的效果最好，Sasobit次之，而加入陆路邦温拌剂起到负面作用。

3)跨中挠度对比

由表5可知，SBS承受的跨中挠度为15 mm，添加Sasobit和Evotherm都起到降低跨中挠度的作用，添加陆路邦温拌剂却起到增加沥青混合料的跨中挠度的作用。

4)极限应变对比

根据文献［1］的规定，沥青混合料最小极限应变要能达到0.025×10－6，试验中3种类型的混合料均满足文献［1］的要求。另外，由表5可知，当加入Evotherm和Sasobit后，混合料的极限应力略有下降，这说明这2种添加剂对沥青混合料的低温抗裂性能起到了负面影响。加入陆路邦温拌剂，提高了混合料的低温抗裂性能［16］。

4 结语

通过试验研究了不同类型的温拌添加剂对沥青混合料低温性能的影响。试验结果表明，Evotherm能够提高破坏荷载和抗拉弯强度，而陆路邦温拌剂能够改善跨中挠度和极限应变;Sasobit的影响趋势与Evotherm相同，但是影响程度没有Evotherm大。研究表明，不同类型的温拌添加剂能够影响沥青混合料的性能，所以，可以通过添加剂来改善混合料的性能。

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