温拌剂对沥青及沥青混合料性能的影响

石诚杰

佛山市建盈发展有限公司，广东 佛山 528000

1 试验原料

1.1 沥青技术指标

基质沥青采用壳牌70号A级沥青，其基本指标如表1所示。

表1 70号基质沥青技术指标

1.2 温拌剂技术指标

温拌剂使用深圳海川新材料科技股份有限公司有机降黏类温拌改性剂EC120与上海龙孚材料技术有限公司表面活性类温拌剂EWMA-1，两类温拌改性剂的技术指标分别如表2、表3所示。

表2 EC120技术指标

表3 EWMA-1技术指标

2 温拌剂对沥青三大指标的影响

按照有机降黏类温拌改性剂EC120的添加量为1%、2%、3%、4%，表面活性类温拌剂EWMA-1的添加量为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%，分别添加到预热至150℃的70号沥青中，搅拌15min获得温拌改性沥青，按照试验规程对两种温拌改性沥青的三大指标进行测试，分析温拌剂的掺入对沥青性能的影响，结果如表4、表5所示。

表4 EC120温拌改性沥青性能测试结果

表5 EWMA-1温拌改性沥青性能测试结果

由表1、表2可知，随着温拌剂掺量的提高，两种温拌剂对沥青三大指标的影响均呈现一定的规律性。通过分析对比分析两种温拌剂对同一指标的影响规律，可得到如下结论：（1）随着温拌剂掺量的提高，两种温拌改性沥青的针入度与延度不断降低，软化点逐渐升高；（2）两类温拌剂对沥青基本指标的影响幅度差异大，有机降黏类温拌改性剂EC120影响显著，当掺量为4%时，沥青针入度与延度的降幅分别为37.0%和50.4%，软化点增幅为16.8%；表面活性类温拌剂EWMA-1对沥青基本指标的影响较小，当掺量为0.8%时，针入度与延度的降幅分别为6.0%和4.0%，软化点增幅仅为2.1%[1]；（3）有机降黏类温拌改性剂EC120可以提高70号沥青的高温性能，但降低了其低温性能。

3 温拌剂对沥青黏度的影响

制备有机降黏类温拌改性剂EC120和表面活性类温拌剂EWMA-1掺量分别为3.5%和0.7%的温拌改性沥青，采用布洛克菲尔德黏度计测试70号沥青和两种温拌改性沥青在不同温度下的表观黏度，研究温拌剂对沥青黏度的影响规律，结果如图1所示。

图1 不同温度下温拌剂对70号沥青黏度的影响

从图1中可以看出：（1）随着温度升高，70号沥青与两种温拌改性沥青黏度均逐渐降低；（2）相比于70号沥青，有机降黏类温拌改性剂EC120的加入使得沥青的黏度呈现先增后降的趋势，黏度的急剧变化主要发生在有机降黏类温拌改性剂EC120的熔点附近（95～105℃），说明熔融的温拌剂分子在沥青中可起到减少缠结、稀释润滑的作用，从而快速降低沥青的黏度；（3）各测试温度下，EWMA-1温拌改性沥青的黏度均与70号沥青相当，表面活性类温拌剂EWMA-1对沥青黏度无明显影响[2]。

4 温拌剂对沥青混合料拌和压实温度的影响

考虑到温拌改性沥青具有非牛顿流体性质，采用黏温曲线确定沥青混合料的拌和与压实温度存在偏差，通过测试不同拌和温度下沥青混合料马歇尔试件的空隙率、添加温拌剂后试件空隙率的变化幅度研究温拌剂对混合料拌和压实温度的影响。以10℃为间隔，设置压实温度为95～155℃，每组试验中，压实温度比拌和温度低10℃，结果如图2所示。

图2 不同拌和温度下温拌剂对混合料空隙率的影响

从图2中可以看出：（1）随着拌和压实温度的升高，普通沥青混合料和两种温拌沥青混合料试件的空隙率均逐渐减小；（2）同一温度下两种温拌沥青混合料的空隙率均明显小于普通沥青混合料，即达到同一空隙率所需拌和压实温度显著降低，说明两类温拌剂均具有显著的温拌效果，可有效降低沥青混合料的拌和压实温度[3]；（3）不同温度下，两类温拌剂均能降低试件空隙率，且降低幅度随着温度的升高，呈现先增后降的趋势，可将此作为不同拌和压实温度下，温拌剂种类的选择依据；（4）同一拌和压实温度下，表面活性类温拌剂EWMA-1对试件空隙率的降低幅度更大，温拌效果比有机降黏类温拌改性剂EC120更好。

5 结论

第一，随着掺量的提高，有机降黏类温拌改性剂EC120显著降低了沥青的针入度与延度，提高了软化点，而表面活性类温拌剂EWMA-1对沥青三大指标和黏度均无明显影响。

第二，有机降黏类温拌改性剂EC120对沥青的降黏效果与温度相关，当温度在其熔点以上时，能迅速降低沥青的黏度；当温度降至其熔点以下时，可起到提高沥青高温性能的作用。

第三，表面活性类温拌剂EWMA-1不改变沥青性质，但会在拌和压实过程中影响沥青混合料的性能。

第四，有机降黏类温拌剂EC120与表面活性类温拌剂EWMA-1均能显著降低沥青混合料拌和压实温度，发挥温拌作用。