温拌添加剂对沥青技术性能的影响

赵士中

（河北省高速公路石安管理处，河北 石家庄 050031）

0 引言

随着我国逐步向环境友好型社会发展，温拌沥青混合料（VMA）越来越受到关注。温拌技术是一种节能环保的路面铺筑技术，其与传统热拌混合料（HMA）相比，拌和及压实温度较低，节约了能源并减少了环境污染，因此，明确温拌剂对沥青的改性作用至关重要。本文通过试验研究了温拌添加剂对基质和改性沥青的技术性能的影响。

1 原材料

为了使研究更具代表性，本文采用了两种不同类型的沥青（KLMY90#和SBS改性沥青），并且测定了温拌剂的性能。

1.1 沥青指标测定

根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）对选用的沥青（KLMY90#和SBS改性沥青）进行主要技术指标测试。结果见表1和表2。

表1 KLMY90#试验结果

表2 改性沥青（Ⅰ—C）基本指标

1.2 温拌添加剂

本研究采用EWMA—1型温拌添加剂，室内常温条件下为暗黄色黏稠状液体；加热条件下，能与沥青很好地混溶，但易挥发且有刺鼻性气味。其性状指标见表3。

表3 EWMA—1型温拌添加剂基本指标

2 温拌剂对沥青性能影响试验

2.1 试验方案

在KLMY90#和SBS改性沥青的基础上，采用三种掺配剂量（3‰、7‰、11‰）制备改性沥青。对于掺配后的沥青分别进行以下试验：①常规指标试验（针入度、延度、软化点），并分析其规律性；②测定不同温度下两种改性沥青的黏度，考察温拌剂对沥青黏度的影响。

2.2 温拌剂对沥青三大指标影响试验

2.2.1 温拌剂对沥青针入度影响试验

（1）试验方法

沥青针入度是表征沥青稠度的一种重要指标，直接影响沥青标号的确定。在沥青材料性能辨别、施工质量控制和工程竣工验收中，针入度指标都是重要的指标。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中T0604—2011试验方法，要求进行沥青针入度试验，其试验条件为温度25℃、荷重100g、贯入时间5s。采用制备好的温拌剂改性沥青，按照上述方法进行试验。

（2）试验结果

试验结果见表4和图1。

表4 针入度试验结果

图1 针入度与温拌剂剂量的关系

（3）试验结果分析

观察图1，发现无论基质沥青还是SBS改性沥青，针入度随着温拌剂剂量增加而降低。

对于基质沥青，减幅逐渐减小，剂量超过7‰以后，曲线趋于平缓，这说明温拌剂达到一定剂量后，对沥青针入度影响幅度降低。

对于SBS改性沥青，随着温拌剂剂量的增加，针入度减幅较为稳定。

在一定剂量范围内，从针入度角度考虑，相比SBS改性沥青，温拌剂对基质沥青影响较大。

2.2.2 温拌剂对沥青延度影响试验

（1）试验方法及结果

一般而言，延度可以反映沥青材料的力学和工程性质。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中T 0605—2011的要求进行沥青延度试验。试验结果见表5和图2。

表5 延度试验结果

图2 延度与温拌剂剂量的关系

（2）试验结果分析

分析图2，基质沥青10℃延度和SBS 5℃延度随着温拌剂剂量的增加而降低。显然，温拌剂对基质沥青和改性沥青低温性能产生不利影响。

对于基质沥青，10℃延度减幅逐渐减小，剂量超过7‰以后，曲线趋于平缓，这说明温拌剂达到一定剂量后，对10℃延度影响幅度降低。

对于SBS改性沥青，随着温拌剂剂量增加，5℃延度减幅较为稳定。

在一定剂量范围内，从延度角度出发，相比SBS改性沥青，温拌剂对基质沥青影响较大。

2.2.3 温拌剂对沥青软化点影响试验

（1）试验方法

软化点可用于评价沥青的高温稳定性。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中T 0606—2011的要求进行沥青软化点试验。试验结果见表6和图3。

表6 软化点试验结果

图3 软化点与温拌剂剂量的关系

（2）试验结果分析

根据表6和图3，软化点随温拌剂剂量增加而增大。软化点-剂量曲线平缓，软化点增幅不大。说明该温拌剂对沥青的高温性能影响不大。

2.3 温拌剂对沥青黏度影响

2.3.1 沥青黏度简介

沥青的一个显著特征就是其黏度会随着温度的变化而急剧变化。低温时，沥青具有弹性，随着温度逐渐升高，其表现为黏弹性、黏塑性和流体。一般认为，60℃的黏度与道路的路用性能相关性较强，而135℃的黏度与混合料的施工性质有关。因此，了解温拌剂对沥青黏度的影响情况至关重要。

2.3.2 温拌剂对沥青黏度的影响试验

（1）试验方法与结果

本文在试验过程中，选择了三个试验温度（90℃、135℃、165℃）进行试验。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中T 0625—2011的要求进行沥青黏度试验。试验采用BrookfieldDV—II型旋转黏度仪进行测试。试验结果见表7、图4、图5、图6。

表7 不同条件下沥青黏度测试结果

图4 90℃黏度与温拌剂剂量的关系

图5 135℃黏度与温拌剂剂量的关系

图6 165℃黏度与温拌剂剂量的关系

（2）试验结果分析

90℃时，沥青黏度随温拌剂掺量增加而增大。在3‰～7‰范围内，黏度随掺量增加较快，相对而言，基质沥青的增幅较大。掺量超过7‰后，沥青黏度增加趋于平缓。另外，该温度条件下，温拌剂对基质沥青黏度的影响较强，而SBS改性沥青黏度-掺量曲线整体上较为平缓。

135℃时，随温拌剂掺量增加，沥青黏度呈现下降趋势。相对SBS改性沥青，基质沥青降幅较大。掺量超过7‰后，沥青黏度-掺量曲线趋于平缓。同掺量时，温拌剂对基质沥青黏度的影响强于SBS改性沥青。

试验温度为165℃时，随着温拌剂掺量增加，沥青黏度亦呈下降趋势。掺量在7‰以下时，黏度降低较快，之后曲线趋于稳定。温拌剂对基质沥青的影响仍然强于SBS改性沥青。然而，相对135℃条件下的沥青黏度-掺量曲线，165℃条件下的曲线走势出现新特点：基质沥青和SBS改性沥青黏度值更为接近。

通过对比发现，温拌剂对基质沥青黏度的影响程度相对较大。推测温度为90～135℃时，温拌剂对沥青黏度先起增加作用，但这种增加程度会逐渐减弱，到达一定温度后，开始降低沥青黏度，并且其影响程度会逐渐变大。

3 结论

本文在基质沥青和SBS改性沥青基础上，掺加不同剂量的温拌剂，分析了温拌剂对沥青常规指标和黏度指标的影响规律，并得出以下结论。

（1）针入度和延度随着温拌剂掺量的增加而减小，但软化点呈上升趋势。温拌剂对基质沥青三大指标的影响强于SBS改性沥青。

（2）温拌剂对沥青黏度影响情况：随着温拌剂剂量增加，90℃时，温拌剂提高了沥青黏度；135℃和165℃时，温拌剂降低了沥青黏度。基质沥青黏度对温拌剂掺量敏感性较强。

[1]JTG E20—2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[2]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]杨树人.温拌添加剂对沥青和沥青混合料性能的影响[D].重庆：重庆交通大学，2008.

[4]刘建勋.温拌沥青混合料施工关键技术研究[D].西安：长安大学，2010.