温拌沥青胶浆高温性能研究

马耀宗 闰强 侯剑楠

摘要：为确定各种因素对温拌沥青高温性能的影响，文章基于DSR试验研究投料次序、沥青类型、温度及粉胶比对温拌沥青胶浆性能的影响。结果表明：投料次序对温拌沥青胶浆性能影响不大，室内温拌沥青胶浆可通过分次投料后采用玻璃棒搅拌制备;沥青类型对温拌沥青胶浆性能影响明显，温拌改性沥青胶浆的高温性能更佳;高粉胶比的温拌沥青胶浆具备更好的抗车辙能力;温度对温拌沥青胶浆的流动性能影响显著。

关键词：道路工程;温拌沥青胶浆;DsR试验;高温性能

中图分类号：U414 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.004

文章编号：1673-4874（2019）08-0012-03

0引言

截至2017年底，我国高速公路里程已突破13万km，其中90%高速公路路面采用沥青混合料铺设，由此每年产出的热拌沥青混合料高达过亿吨，不仅消耗大量能源，还会产生大量废气、粉尘，严重影响我国生态环境和施工人员健康。因此降低道路施工碳排放，建设绿色循环的低碳交通运输体系刻不容缓。

温拌沥青混合料是近年来兴起的一种既能满足热拌沥青混合料性能要求，又可以降低大气污染的新型技术，而温拌沥青胶浆作为混合料的重要组成部分，对混合料性能影响显著，因此国内诸多学者对温拌沥青胶浆相关性能进行了大量研究。Francisco设计相关试验研究sBS种类和掺量对沥青胶浆流变性能及微观结构的影响，发现随着SBS掺量的提高会降低沥青胶浆温度敏感性;Ai rey研究了沥青类型、胶浆含量对沥青混合料性能的影响，发现沥青胶浆和混合料的流变性遵从胶浆和本体应变依赖线性准则;刘丽通过利用Brookfield旋转黏度计研究沥青胶浆的流变特性，发现沥青胶浆的黏度值受剪切速率、温度、粉胶比和填料种类等因素影响明显;周志雄基于DsR和BBR研究填料对沥青胶浆高低温性能的影响，同时对沥青胶浆性能预测方法进行研究。

可以发现，当前国内外学者大多研究的是温拌沥青混合料性能和温拌沥青胶浆的流变特性，而鲜有涉及温拌沥青胶浆高温性能影响因素的研究，因此本文基于DsR试验，分析不同因素对温拌沥青胶浆高温性能的影响，为温拌混合料技术应用提供参考依据。

1原材料

（1）沥青

试验选用青岛安邦路法有限公司生产的70#基质沥青和SBS改性沥青，其技术指标检测结果分别如表1、表2所示。

（2）温拌剂

试验选用南非Sasol-Wax公司生产的Sasobit温拌剂和美德维实伟克公司（MWV）生产的Evotherm3G温拌剂，两种温拌剂技术指标测试结果如表3、表4所示。

2温拌沥青胶浆性能影响因素研究

为研究投料顺序、温度、不同类型沥青及粉胶比对温拌沥青胶浆的影响，本文采用玻璃棒搅拌的方式制备沥青胶浆，并基于动态流变剪切试验分析沥青胶浆复数剪切模量G*、相位角δ和车辙因子G*/sinδ等参数变化规律。

2.1复数剪切模量

分别采用不同类型沥青、温拌剂以及温拌剂掺量进行动态流变剪切试验，温拌基质沥青胶浆和温拌改性沥青胶浆复数剪切模量测定结果如图1所示。

由图1可知：

（1）投料顺序和温拌剂类型对温拌沥青胶浆抵抗变形能力影响不明显。在沥青类型相同的条件下改变矿粉和温拌剂掺加次序以及温拌剂类型，温拌沥青胶浆复数剪切模量基本不受扫描温度变化规律的影响。

（2）温拌改性沥青胶浆的抗变形能力明显优于温拌基质沥青。当其他试验条件相同时，温拌改性沥青胶浆的复数剪切模量明显较高，这是因为SBS改性沥青高温性能较之基质沥青更好所致。

2.2相位角

不同投料顺序下温拌基质沥青胶浆和温拌改性沥青胶浆的相位角指标测试结果如图2所示。

（1）投料顺序对温拌沥青胶浆相位角指标基本没有影响。不同投料顺序下，两种不同类型的温拌沥青胶浆相位角指标随扫描温度变化的曲线基本重合，这就说明投料顺序对沥青胶浆的黏度特性影响并不明显。

（2）温拌剂类型和掺量对沥青胶浆的相位角指标有一定影响。在投料顺序、沥青类型相同的条件下，Sasobit温拌沥青胶浆的相位角指标明显较3G温拌剂更高，这可能是不同类型温拌剂与沥青之间作用机理不同所致。

2.3车辙因子

由前两节分析可知，投料顺序对温拌沥青胶浆的影响较小，本节采用基质沥青及SBS改性沥青掺入4%Sasobit温拌，制备不同粉胶比温拌沥青胶浆，并对其在65℃及77℃环境下车辙因子进行研究，测试结果如表5所示。

由表5可知：

（1）粉膠比对温拌沥青胶浆的车辙因子影响较大。相同温度条件下，基质沥青及温拌SBS改性沥青车辙因子皆随粉胶比增大，车辙因子增大，则高温抗车辙能力增强。这是因为随着粉胶比的提高，沥青胶浆中矿粉含量增多，结构沥青增多，自由沥青的数量相对较少，从而使得沥青胶浆在高温条件下流动变形减小，抗车辙能力提高。

（2）不同沥青类型对温拌沥青的车辙因子影响较大。相同温度及相同粉胶比条件下，温拌SBS改性沥青胶浆的车辙因子均远高于温拌基质沥青胶浆的车辙离子。这是因为SBS改性沥青的黏度高于70#基质沥青，沥青自身黏度对温拌沥青的高温性能影响较大。

（3）温度对温拌沥青胶浆的车辙因子影响明显。相同粉胶比和相同类型沥青条件下，随着温度升高，两种温拌沥青胶浆77℃车辙因子均低于65℃车辙因子。这表明温度对温拌沥青胶浆的车辙因子具有明显影响，温度升高显著提高了沥青胶浆的流动性。

3结语

（1）投料次序对温拌沥青胶浆的高温性能基本没有影响，推荐分次投料后采用玻璃棒人工搅拌的方式室内制备温拌沥青胶浆。

（2）再生剂类型和掺量对温拌沥青胶浆高温性能有一定影响。4%Sasobit较之3G温拌沥青胶浆的高温性能略优，温拌改性沥青胶浆的高温性能则明显优于基质沥青胶浆。

（3）粉胶比及沥青类型对温拌沥青胶浆的高温性能影响显著，随着粉胶比的增多，或采用sBS改性沥青，温拌沥青的流动变形能力降低，车辙因子增大，通过采用较大的粉胶比或sBS改性沥青可提高沥青路面抗车辙能力。

（4）温度对温拌沥青胶浆性能影响显著，随着温度提高，温拌沥青胶浆的流动性明显增大，抗车辙能力降低。