沿海环境下胶粉沥青混合料抗水损害性能研究★

马爱群 贾琛琛 尹明干

(盐城工学院土木工程学院，江苏 盐城 224051)

沿海环境下胶粉沥青混合料抗水损害性能研究★

马爱群 贾琛琛 尹明干

(盐城工学院土木工程学院，江苏 盐城 224051)

通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，从氯盐溶液浓度、橡胶粉细度、浸泡时间三方面，探讨了橡胶粉沥青混合料的抗水损害性能，指出高盐及高湿环境对沥青混合料的性能有较大的影响。

橡胶粉，沥青混合料，马歇尔试验，冻融劈裂试验

0 引言

沿海地区的道路经常会受到海水和盐雾的影响。由于海水中富含氯盐、硫酸盐等各类盐离子，沥青面层材料长期受到氯离子干湿交替的侵蚀，会加剧沥青粘附性的降低，从而导致沥青混合料的性能损伤，使得其耐久性劣化。若再经历汽车荷载的作用，必然导致沥青路面水损害现象的发生[1-4]。本文着重研究高盐—高湿环境对橡胶粉沥青混合料水损害性能的影响。

1 试验材料及试样的制备

1.1 试验材料

基质沥青为泰州中海AH-70号重交通沥青，橡胶粉选用江阴产40目、60目、80目胶粉。橡胶粉掺量15%，制备橡胶粉改性沥青(CRM)进行性能测试。基质沥青及改性沥青基本性能见表1。集料为石灰岩通过机械破碎制得，级配选用AC-13型，其矿料级配组成见表2。

表1 沥青基本性能

表2 矿料合成级配

1.2 试验方法

按照JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程成型马歇尔试件。将试件分别于清水，5%，10%和15%的NaCl溶液中浸泡2 d，4 d和6 d。通过冻融劈裂试验与浸水马歇尔试验评价高盐—高湿环境对沥青混合料水温度性能的影响。

2 试验结果与分析

2.1 氯盐溶液浓度的影响

将60目橡胶粉以15%的掺量掺入基质沥青制备改性沥青，成型马歇尔试件。分别浸泡于NaCl浓度为0%，5%，10%和15%的溶液中2 d，再分别进行浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验，试验结果列于表3，图1和图2之中。

从表3中可以看到，沥青混合料试件经受氯盐溶液浸泡之后浸水前后稳定度值均下降，残留稳定度值下降幅度较大，当氯盐溶液浓度为15%时残留稳定度下降幅度为12.5%之多。

表3 不同浓度溶液浸泡后浸水马歇尔试验结果

从图1中可以看出，在不同浓度的NaCl溶液作用下，沥青混合料试件冻融前后的劈裂强度均有不同程度的降低。从图中趋势线可以看出，由于冻融循环的损伤作用，冻融后的试件劈裂强度降幅较冻融前大。同时，从图2可以看出，随着NaCl浓度的增加，沥青混合料TSR值呈现下降趋势。

2.2 橡胶粉细度的影响

固定浸泡溶液的浓度为10%，分别以不同细度的胶粉改性沥青混合料氯盐溶液浸泡2 d后进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，以研究橡胶粉细度对于沥青混合料抗氯盐侵蚀的影响。试验结果列于表4及图3，图4中。

表4 不同细度胶粉改性沥青混合料浸泡后浸水马歇尔试验结果

从表4中可以看到，胶粉改性沥青混合料试件浸水前后马歇尔强度值均大于基质沥青混合料试件，同时残留稳定度值也随着胶粉细度的增加呈现增长趋势。这也说明橡胶粉改性沥青混合料具有一定的抵抗氯盐侵蚀的性能。同时还可以发现，80目胶粉改性沥青混合料与60目改性沥青混合料相比性能提高不大，说明胶粉细度也不是越细越好。考虑到经济性，60目胶粉改性沥青抵抗高盐高湿环境的性能最佳。从图3中可以看出，胶粉改性沥青混合料试件的冻前与冻后强度均高于基质沥青混合料，且随着胶粉细度的增加呈现增长的趋势，当胶粉细度达到较细值时增长并不是太明显。图4中各混合料TSR的值也有类似的规律。

2.3 浸泡时间的影响

以60目橡胶粉为例，按照10%的掺量制得胶粉改性沥青混合料,在10%氯盐溶液浸泡后进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，试验结果列于表5,图5和图6中。

表5 不同浸泡时间浸水马歇尔试验结果

从表5中可以看出，沥青混合料浸水前与浸水后马歇尔稳定度值均随着浸泡时间的增加而不断减小，残留稳定度也随着浸泡时长呈现减小的趋势。同时，还可以发现，各个参数减小的趋势在浸泡初期影响较大，而随着浸泡时间达到一定数值之后会趋缓。这可能是由于沥青混合料开始与盐水接触时，盐类物质与沥青相互作用加快了沥青混合料的老化，导致沥青与集料之间的粘结力急剧下降；而随着浸泡时间的增加，盐类物质与沥青混合料的作用达到了某种平衡，从而导致后期相关参数下降趋缓。

如图5，图6所示，在浸泡时间不断延长的同时，沥青混合料试件的冻融劈裂强度呈下降趋势，沥青混合料的TSR值也随着浸泡时间的增加而不断下降。

3 结语

高盐—高湿环境对沥青混合料性能有较大的影响。本文通过冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验，研究了橡胶粉沥青混合料抗水损害性能，结论如下：

1)随着溶液中NaCl浓度的增加，沥青混合料的抗水损害性能逐渐劣化。随着NaCl浓度增加，残留稳定度和TSR指标下降较大。经过冻融后，指标下降趋势更为明显。

2)橡胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料相比具有抵抗盐蚀的能力。同时胶粉的细度越细，沥青混合料抗水损害的性能越佳。而胶粉细度越大其价格越高，考虑经济性因素，因此选用60目胶粉是可行的。

3)盐水浸泡时间对沥青混合料抗水损害性能有较大影响。浸泡时间越长，沥青混合料抗水损害能力越小，而随着浸泡时间达到一定数值之后会趋缓。

[1] 冯 蕾,崔亚楠.盐冻循环条件下胶粉改性沥青混合料的水稳定性[J].建筑材料学报，2014,17(5):824-828.

[2] 崔亚楠,王 乐.盐冻后沥青砂浆的粘弹性变化及微细观分析[J].中外公路，2014,34(2)：215-220.

[3] 吴金荣,马芹永,王文娟.温度盐分冻融耦合作用下沥青混凝土疲劳寿命研究[J].公路交通科技，2014,31(8)：30-34.

[4] 徐 波,冯 逸,刘运新.湿度对沥青胶结料老化性能的影响研究[J].中外公路，2015,35(3)：823-828.

Moisture damage of crumb rubber modified asphalt mixture in coastal area★

Ma Aiqun Jia Chenchen Yin Minggan

(CivilEngineeringCollege，YanchengInstituteofTechnology，Yancheng224051,China)

From the immersion Marshall tests and freeze-thaw split test,the paper explores the anti-water damage performance of the rubber powder asphalt from the chloride solution density,fineness of rubber powder,and soaked time,and points out the high-salt and high-humidity has larger influence on the performance of the asphalt mixture.

rubber powder,asphalt mixture,Marshall test,frozen-thaw split test

2015-10-15 ★：江苏省大学生创新计划(项目编号：2015038)

马爱群(1980- )，男，讲师

1009-6825(2015)36-0109-02

TU535 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A