林功輝

（健研檢測(cè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

結(jié)合設(shè)計(jì)要求對(duì)原材料的性能進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定瀝青混合料的配合比，對(duì)不同配合比的瀝青混合料以及不同摻加量的抗車(chē)轍劑的瀝青路面的性能進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)出不同摻量抗車(chē)轍劑對(duì)于瀝青路面的影響。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 瀝青

瀝青混合料應(yīng)該選擇使用聚合物改性瀝青SBS 類(lèi)（I-D），本次采用瀝青廠家為廈門(mén)新立基股份有限公司，其性能滿足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中聚合物改性瀝青SBS 類(lèi)（I-D）的技術(shù)要求，其試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 瀝青試驗(yàn)結(jié)果

1.2 集料

粗集料在瀝青混合料中主要是發(fā)揮支撐作用，粗集料應(yīng)該盡可能地選擇使用干凈、干燥、未風(fēng)化、不含有雜質(zhì)、堅(jiān)硬的石材[1]。本次采用碎石廠家為廈門(mén)順磊建材有限公司，粗集料分為三種碎石，1#號(hào)碎石（3～5mm）、2#號(hào)碎石（5～10mm）、3#號(hào)碎石（10～16mm），對(duì)這三種碎石進(jìn)行了相關(guān)性能試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。

細(xì)集料主要是用來(lái)填充粗集料之間的空隙，保證瀝青混合料的密實(shí)度，細(xì)集料的選擇會(huì)對(duì)瀝青混合料的高溫性能以及強(qiáng)度造成巨大的影響[2]。本次所采用細(xì)集料生產(chǎn)廠家為廈門(mén)順磊建材有限公司，石屑材料潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，對(duì)該石屑進(jìn)行了相關(guān)性能試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

礦粉作為瀝青混合料中的重要構(gòu)成部分，其主要作用是增強(qiáng)瀝青與集料之間的膠結(jié)強(qiáng)度，其試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

1.3 抗車(chē)轍劑

屬于瀝青混合料改性添加劑，此次實(shí)驗(yàn)選擇使用的抗車(chē)轍劑采用福建潤(rùn)澤輕質(zhì)建筑材料制造有限公司生產(chǎn)的。其試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。

表2 粗集料試驗(yàn)結(jié)果

表3 細(xì)集料試驗(yàn)結(jié)果

表4 礦粉試驗(yàn)結(jié)果

表5 抗車(chē)轍劑試驗(yàn)結(jié)果

2 高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)

車(chē)轍試驗(yàn)可以精準(zhǔn)的展現(xiàn)出瀝青混合料的高溫性能，此次研究將車(chē)轍試驗(yàn)的尺寸設(shè)計(jì)為300mm×300mm×50mm 的標(biāo)準(zhǔn)試件，試驗(yàn)溫度初步定為60℃和70℃，汽車(chē)碾壓的速度控制在42 次/min，抗車(chē)轍劑摻量（0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%）。瀝青混合料的高溫車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果如表6 所示。

表6 高溫車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果

由上表可知，當(dāng)瀝青混合料的溫度保持在60℃和70℃時(shí)，其動(dòng)穩(wěn)定度（DS）的波動(dòng)應(yīng)該是保持一致。當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量保持在0～0.4%范圍時(shí)，DS 會(huì)隨著抗車(chē)轍劑摻量的增加而逐漸增大。當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻量為0.4%時(shí)，60℃時(shí)瀝青混合料的DS 則會(huì)呈現(xiàn)出最大值10676 次/mm，同時(shí)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性會(huì)有所下降[3]。

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量為0.4%時(shí)，瀝青混合料的DS 會(huì)呈現(xiàn)出最大值，瀝青的累積變形量則達(dá)到最小值，在這種情況下，改性瀝青的高溫穩(wěn)定性最強(qiáng)。但是假如抗車(chē)轍劑摻入量超過(guò)0.4%時(shí)，那么就需要提升瀝青用量的比重，以保證瀝青表面充分包裹住，同時(shí)增強(qiáng)瀝青的膠結(jié)強(qiáng)度，這也是提升瀝青抗車(chē)轍能力的途徑之一。不同抗車(chē)轍劑摻量關(guān)系圖如圖1 所示。

圖1 不同抗車(chē)轍劑摻量關(guān)系圖

3 低溫抗裂性試驗(yàn)

瀝青混合料屬于高溫變形材料，對(duì)于溫度具有較高的敏感度。在低溫環(huán)境下，瀝青的強(qiáng)度會(huì)隨著溫度下降而逐漸增大，在交通負(fù)載作用下，瀝青路面會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生裂紋。此次選擇使用小梁彎曲的方式進(jìn)行試驗(yàn)，來(lái)檢測(cè)瀝青中摻加抗車(chē)轍劑以后其自身的低溫性能[4]，試驗(yàn)嚴(yán)格按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行。試驗(yàn)的過(guò)程中將彎拉應(yīng)變（εB）作為試驗(yàn)的指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 低溫小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果

在經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)以后得出，抗車(chē)轍劑的摻加量從0 到0.3%，瀝青混合料εB會(huì)增長(zhǎng)10.8%；當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量達(dá)到了0.4%以后，那么εB則會(huì)提升至2806，增長(zhǎng)幅度達(dá)到了13.7%。當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量保持在0.4%到0.6%范圍內(nèi)時(shí)，瀝青混合料的破壞彎拉應(yīng)力會(huì)不斷地降低，當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量達(dá)到0.6%時(shí)，則εB 達(dá)到了最大值2593。

結(jié)合瀝青混合料的低溫試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，在瀝青混合料中摻加抗車(chē)轍劑確實(shí)可以改善瀝青的低溫抗裂性，但是效果不是非常的理想，當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量保持在0～0.4%之間時(shí)，瀝青混合料的低溫抗裂性改善效果最為顯著。但是一旦抗車(chē)轍劑的摻加量超過(guò)了0.4%以后，反而會(huì)降低瀝青混合料的低溫抗裂性能。

4 水穩(wěn)定性能試驗(yàn)

結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在瀝青混合料中摻加抗車(chē)轍劑應(yīng)該滿足相關(guān)管理規(guī)范的要求，當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量從0 增長(zhǎng)至0.4%以后，瀝青混合料的TSR 由原本的78.37%逐漸增長(zhǎng)至85.19%。但是假若抗車(chē)轍劑超過(guò)0.4%以后，那么瀝青的TSR 則會(huì)從原本的85.19%開(kāi)始降低至80.27%[5]。

當(dāng)瀝青混合料中的抗車(chē)轍劑摻量保持在0～0.4%時(shí)，抗車(chē)轍劑可以填充瀝青混合料中的縫隙，促使瀝青與集料之間的粘接力不斷增大，從而提升瀝青的整體性，強(qiáng)化瀝青混合料的抗水損性能。當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量超出0.4%以后，那么瀝青混合料的TSR 則會(huì)開(kāi)始呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，但是下降的幅度不是很大，這直接反映出抗車(chē)轍劑的摻量過(guò)大會(huì)適得其反。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）在瀝青混合料中摻加抗車(chē)轍劑可以有效地提升混合料的抗剪性能，瀝青的抗剪性能提升主要是取決于瀝青混合料自身的勃聚力，而瀝青的內(nèi)摩擦提升存在一定的限制；瀝青的抗剪強(qiáng)度會(huì)隨著摻加量的增大而逐漸提升，當(dāng)抗車(chē)轍劑的摻加量超出3%以后，那么瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度的提升效果并不是很顯著，所以對(duì)于瀝青的高溫穩(wěn)定性而言，抗車(chē)轍劑的摻加量控制在3%比較合適。

（2）當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量控制在0～0.4%之間時(shí)，抗車(chē)轍劑的摻加對(duì)于強(qiáng)化瀝青的低溫抗裂性與水穩(wěn)定性有巨大的促進(jìn)作用，但是整體提升的幅度不會(huì)太大。但是當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量超過(guò)0.4%以后，瀝青的低溫抗裂性、水穩(wěn)定性改善的效果更為顯著。

（3）當(dāng)抗車(chē)轍劑摻量控制在0.4%時(shí)，瀝青混合料的DS、εB、TSR均可以達(dá)到最大值，所以，在經(jīng)過(guò)全面的分析以后得出瀝青混合料中的抗車(chē)轍劑摻量應(yīng)該控制在0.4%比較合適。