温拌沥青混合料高温及水稳定性能

2014-12-02吴国贤

山东工业技术 2014年19期

吴国贤

(广东省建筑工程机械施工有限公司,广州 510500)

通常将施工温度介于热拌和冷拌之间，但性能接近热拌沥青混合料之间的路面材料称为温拌沥青混合料。现行的温拌沥青混合料制备方法有Aspha-Min法（沥青矿物法）、WAM-Foam法（又称泡沫法）、添加Sasobit等有机降粘剂的有机降粘法、表面活性技术的Evothem温拌法。在上述几种温拌技术中，表面活性技术的Evothem法的效果最佳，降温效果最好，对于混合料设计、生产施工等环节的影响最弱，因此工程应用广泛。本文采用Evothem法，成型沥青混合料试件AC-13C，进行马歇尔、车辙、冻融等室内试验，对其高温稳定性及抗水损害性能进行全面评价。

1 原材料

温拌沥青采用茂名70号沥青，温拌剂用DAT温拌剂（美德维实维克出产），掺量为10%，热拌沥青混合料也采用茂名AH-70作为胶结料。集料采用石灰石，矿粉则是由优质的石灰石磨成。沥青及集料和矿粉都符合公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)的相关规定。

2 级配设计

采用法的温拌沥青混合料(WMA)及普通热拌沥青混合料(HMA)均采用公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)推荐的级配，矿粉用量为3%，见下表所示。

AC-13C级配组成

最佳油石比采用马歇尔试验法确定，温拌沥青混合料的最佳油石比为4.7%、热拌沥青混合料的为4.3%，WMA拌合温度为130℃，而HMA的则为160℃。

3 性能试验

3.1 马歇尔试验

马歇尔试验是以测定稳定度、流值、马歇尔模数等指标，成型标准试件后，在规定温度及规定加载速率下，试件在马歇尔试验仪中出现的最大破坏值，流值反映的则是最大破坏荷载时的最大垂直变形值。

按公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20-2011）规定成型马歇尔试件，并进行试验，试验温度为60℃，试验结果：AC-13C(HMA)：空隙率4.2%、矿料间隙率14.2%、沥青饱和度68.3%、稳定度8.6kN、流值30.2（0.1mm）；AC-13C(WMA)：空隙率4.6%、矿料间隙率14.3%、沥青饱和度72.5%、稳定度7.1kN、流值48.5（0.1mm）。

由以上数据可知，在相同级配设计的情况下，Evothem法的温拌沥青混合料在强度指标方面稍差于热拌沥青混合料，但其他指标也能满足规范的要求，流值较大，且就空隙率而言，WMA也比HMA要大，这是因为在相差30℃的条件下，WMA的压实度明显差于HMA，另外最佳油石比要高出将近0.4%。即使如此，温拌沥青混合料的指标均符合规范要求。

3.2 车辙及冻融劈裂试验

按规范成型车辙板试件，试验轮为橡胶制实心轮,外径20cm，轮宽5cm，轮间接触压强为0.7MPa，试验温度为60℃，碾压速度42次/min。冻融劈裂试验则是取两组试件，冻融和非冻融试件，冻融组的试件，先放入水中，抽真空15min，打开阀门后，在水中养生30min，装入塑料袋后加10mL水，放入低温（-18℃）的水浴中放置16h,冰冻后撤去塑料袋，立即放入温度为60℃的水浴中放置24h后，将冻融与未冻融试件放置25℃的恒温水槽中保温不少于2h后，取出后即进行劈裂试验，加载速率为50mm/min。车辙及冻融劈裂试验结果:AC-13C (HMA)：动稳定度3751次/mm，；AC-13C(WMA)：动稳定度2352次/mm，残留强度比80.7%。

由以上数据分析可知，就动稳定度而言，在相同级配情况下，温拌沥青混合料的动稳定度值稍差于热拌沥青混合料，但依然符合规范的要求，温拌沥青混合料的强度由于压实度不够的问题在强度方面表现略逊于热拌沥青混合料，从劈裂的残留强度比可知，温拌沥青混合料的残留强度比要小于热拌沥青混合料，数据表明温拌沥青混合料的水稳定性方面也不如热拌沥青混合料，但依然勉强符合规范的相关要求。

结合马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验可知，Evothem法的温拌沥青混合料由于在较低温度下成型，压实度不足，因此马歇尔稳定度、动稳定度、残留强度比等指标均差于热拌沥青混合料，但仍符合规范要求，从经济效果看，施工温度降低30℃，可以节省大量的能源及燃料。