温拌橡胶沥青混合料性能试验研究

刘崭　贾慧玲　祁峰

摘要：为了解决橡胶沥青混合料粘度大、冬季施工难度大的技术难题，采用温拌技术，从混合料的材料组成及配合比设计出发，通过室内试验研究对比热拌和温拌橡胶沥青混合料的各项路用性能，添加温拌剂后采用“温拌热铺”施工工艺铺筑了试验路。结果表明：添加温拌剂后可有效延长冬季施工时效，温拌橡胶沥青混合料具有与热拌相当的路用性能，保证了冬季施工路面压实度。

关键词：道路工程；低温施工；橡胶沥青；温拌沥青混合料

中图分类号：U414.1文献标志码：B

Abstract： In order to solve the technical problems of rubberized asphalt， such as high viscosity and being hard to construct with in winter， experimental research was conducted to compare every aspect of the pavement performance of warm mix rubberized asphalt and hot mix asphalt. The composition of the materials and mix design were studied， and a section of test road was paved with the warm mix rubberized asphalt. The results show that the warm mix agent prolongs the effective time of construction， and the warm mix rubberized asphalt rivals hot mix asphalt in pavement performance.

Key words： road engineering； construction at low temperature； rubberized asphalt； warm mix asphalt

0引言

橡胶沥青混合料具有良好的路用性能和显著的社会经济效益，在道路建设领域得到了广泛的应用[12]。橡胶沥青混合料粘度大，施工时各环节的温度较高，导致传统热拌橡胶沥青混合料老化加重，有害气体排放量加剧，路面施工质量难以控制，尤其在冬季施工时，由于气温较低致使混合料降温过快，很难保证施工过程中路面的压实度质量[34]。

与传统的热拌沥青混合料（HMA）相比，温拌沥青混合料（WMA）拌和与压实温度相对较低，能源消耗和废气排放相对较小，能够有效延长冬季施工时间，并具有较好的路用性能，是一种新型的节能环保道路材料，具有十分广阔的应用前景[5] 。采用温拌技术可以显著降低橡胶沥青混合料的生产和施工温度，有效解决冬季施工的技术难题。本文将温拌技术与橡胶沥青混合料技术相结合，通过室内试验和试验路段，对比研究温拌橡胶沥青与传统热拌橡胶沥青混合料的性能，为工程应用提供技术支持和实践经验。

1温拌机理及试验结果对比分析

1.1乳化型温拌技术原理

温拌剂可有效降低沥青粘度，且在沥青混合料拌和过程中使沥青发生微泡，增加混合料的和易性，以降低混合料各施工环节温度，实现沥青混合料在较低温度下的施工 [67]。

1.2材料的选用

橡胶沥青采用韩国“加德士”牌90#A级道路石油与30目橡胶粉，在实验室加工，其中胶粉掺量为沥青掺量的21%。各项技术指标测试结果见表1。

中上面层粗集料为玄武岩，细集料为石灰岩机制砂，填料为石灰岩磨细矿粉。经过试验测试，所采用的集料均满足相关技术要求[8]。

温拌剂采用西安公路研究院生产的HHXⅡ型沥青温拌剂，添加量为橡胶沥青质量的07%。

1.3配合比

为比较温拌混合料与热拌混合料的性能[910]，试验中的温拌混合料采用与热拌混合料完全一致的矿料和级配。中面层、下面层分别为ARAC20和ARSMA13型级配，级配组成见表2。采用常规的马歇尔法确定下面层、上面层热拌混合料的最佳油石比为44%和64%，温拌混合料采用与热拌混合料相同的油石比。

1.4试验结果

按照上述确定的级配组成分别进行热拌和温拌混合料马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和低温弯曲试验，试验结果见表3。

（1）马歇尔试验。对热拌沥青混合料和温拌沥青混合料进行马歇尔试验，空隙率和稳定度均能满足规范要求。温拌沥青混合料在135 ℃成型温度下的空隙率较热拌沥青混合料增大03%，稳定度与热拌沥青混合料相当；温拌沥青混合料在165 ℃成型温度下的空隙率较热拌沥青混合料略有降低，稳定度比热拌沥青混合料略有提高，表明在相同的温度条件下，温拌技术能提高沥青混合料的抗压强度。

（2）浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。温拌沥青混合料在135 ℃成型温度下的残留稳定度和冻融劈裂强度较热拌混合料略有提高；在165 ℃成型温度下较热拌沥青混合料有明显提高，表明温拌剂可提高橡胶沥青混合料的抗水损害性能。

（3）车辙试验。温拌沥青混合料在135 ℃成型温度下的动稳定度较热拌沥青混合料有明显降低，而在165 ℃成型时动稳定度略有提高，然而均能满足规范要求。分析原因是，当温度降低30 ℃时，在较低温度下采用轮碾仪成型车辙板的空隙率较大。

（4）低温弯曲试验。混合料的小梁试件在破坏时弯拉应变越大，弯曲劲度模量越小，路面越不容易产生低温开裂。温拌沥青混合料在135 ℃和165 ℃成型温度下的最大弯拉应变与热拌沥青混合料基本相当，表明温拌剂对沥青混合料的低温抗变形性能影响较小。

2温拌橡胶沥青混合料试验路铺筑

黄延高速扩能工程桃园大桥，桥高106 m，桥面铺装设计方案为：4 cm ARSMA13橡胶沥青混凝土上面层，6 cm AC20C沥青混凝土中面层，橡胶沥青同步碎石下封层，防水层。

温拌橡胶沥青混合料试验段采用“温拌热铺”的施工工艺铺筑了下面层和上面层，当天的环境温度为8 ℃～13 ℃，风力Ⅲ级。温拌试验路段为K39+0～K39+600大桥左幅和K38+400～K38+800路段，温拌沥青混合料出料温度为170 ℃。

在铺筑试验路的过程中进行了室内试验，试验温度与热拌沥青混合料相同，成型温度为165 ℃，试验结果见表4，试验路铺筑过程中的温度控制见表5，铺筑后的检测结果见表6。

3结语

（1）由室内路用性能试验结果可知，温拌技术在降低橡胶沥青混合料成型温度30 ℃时，各项路用性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）和项目技术指南相关要求。

（2）温拌沥青混合料的路用性能不低于热拌沥青混合料，特别是水稳定性明显比热拌沥青混合料高，这主要是因为：温拌沥青混合料的拌和成型温度比热拌沥青混合料降低30 ℃以上，沥青的老化程度大大降低，加之乳化类温拌混合料具有的独特性能，而且温拌剂具有表面活性，有抗剥落剂的性质。

（3）通过试验路的铺筑进一步验证了温拌沥青混合料较好的路用性能，表明温拌混合料可有效延长施工时效，保证路面压实度。

参考文献：

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[责任编辑：党卓钰]