新型再生沥青混合料低温性能的研究

2015-12-02王渊辉开封大学土木建筑工程学院河南开封475004

江西建材 2015年13期

■王渊辉，李军 ■开封大学土木建筑工程学院，河南开封 475004

沥青路面低温缩裂不仅在寒冷地区而且在温暖地带都是十分普遍的一种道路病害。它的产生不仅破坏了路面的连续性、整体性及美观，而且可使路况进一步恶化，严重危及道路的使用质量和寿命［1］。结合再生沥青混合料的一些性质，长期使用过后的旧沥青材料已经老化，其劲度会变高，柔度变差。所以，研究再生沥青混合料的低温性能是重点之一。

沥青混合料的低温性能是再生沥青混合料路用性能研究的重点，是沥青混合料研究的一个永恒的主题，所以对再生沥青混合料的低温性能的评价十分必要。

1 试验设计

评价低温性能的试验主要有:弯曲试验、劈裂试验、断裂温度试验、弯曲蠕变试验等［2］。本文选用小梁弯曲试验来评价温拌再生沥青混合料的低温性能。具体试验步骤为:

(1)试验准备:按马歇尔法确定的最佳沥青用量和视密度成型300mm×300mm ×60mm 的车辙试件，切成尺寸为250mm ±2mm、宽30mm±2mm、高35mm±2mm 的棱柱体小梁试件备用，一组试验用小梁根数由具体试验决定，一般情况是四根。在环境保温箱中对试件进行保温至少6h。

(2)试验:从恒温箱中取出试件，立即对称安放在支座上，试件上下方向应与试件成型时的方向一致，对位移测定装置和荷载传感器进行量程和调零处理，开动压力机进行中点加载，同时启动计算机采集测试数据［3］。

本文主要通过基质沥青与SBS 改性沥青的小梁弯曲试验形成对比，而每种不同的沥青试验所加入的旧料又可分为过筛和未过筛两种情况，又进行基质沥青小梁弯曲试验时为了确定分散剂含量对温拌再生沥青混合料的低温性能的影响分别在车辙试件中加入了不同含量的。因此，本试验研究的影响温拌再生沥青混合料的低温性能因素主要有三个方面:①不同沥青种类;②旧料是否过2.36 筛;③掺入分散剂含量。

2 基质沥青低温性能评价

根据温拌再生沥青混合料配合比设计中确定的混合料级配及最佳油石比成型八块车辙试件，①其中有四块是过2.36 筛+基质沥青+温拌剂，油石比为4.96%，设定这四组的编号分别为0、1、2、3 号。②另外四块未过2.36 筛+基质沥青+温拌剂，油石比为4.6%，设定这四组的编号分别为5、6、7、8 号。

八块车辙试件旧料掺配率均为42%，旧料的统一加热温度为110℃，新集料加热温度为150℃，拌和温度为140℃，压实成型温度为130℃。其中旧料未过2.36 筛的一块车辙板可加入26.0g 温拌剂旧料过2.36 筛的一块车辙板可加入27.8g 温拌剂。新集料，新沥青等掺入量均可由温拌再生沥青混合料的配合比设计计算得出。为了研究分散剂含量对温拌再生沥青混合料低温性能的影响，在进行基质沥青试验时分别在0、1、2、3 组过筛车辙试件中掺入0、1%、2%、3%的分散剂。

车辙试件成型后，放置冷却一定时间，用切割机根据规定尺寸切割小梁试件，试件尺寸为250mm±2mm、宽30mm±2mm、高35mm±2mm。然后进行基质沥青的小梁弯曲试验，一组试验用小梁4 根。试验温度为-10℃，加载速率为50mm/min。

低温时所得的抗弯拉强度、破坏弯拉应变、破坏时弯曲劲度模量均是表征混合料低温性能的指标。如抗弯拉强度表征混合料抵抗弯拉应力作用的能力，抗弯拉强度越高，材料抵抗破坏的能力越强，低温时抵抗收缩应力的能力就越强，路面低温抗裂性越好［6］。本文主要以破坏弯拉应变作为评价温拌再生沥青混合料低温性能的主要指标。

(1)旧料过2.36 筛和未过2.36 筛对温拌再生沥青混合料低温性能的影响。

在确保分散剂含量一定时(以含有1%分散剂含量的一组代表掺入分散剂的情况)分别对过筛和未过筛的小梁破坏应变进行比较，从而比较混合料的低温性能。

由图1 和图2 所示，当掺入的分散剂量及其他条件相同时，旧料过2.36 筛的小梁最大破坏应变大于未过2.36 筛的小梁最大破坏应变，因此，旧料过2.36 筛的温拌再生沥青混合料的低温性能大于旧料未过2.36 筛的温拌再生沥青混合料的低温性能。分析其主要原因是由于废旧沥青混合料经过长期外界因素的作用，集料存在细化现象，从而旧料存在不均匀性，当旧料过2.36mm 筛时，更好地保证旧料的均匀性，减少细粒径部分的杂质，成型试件后在结构上较未过筛旧料所形成的再生料的低温性能更好。

(2)分散剂含量对温拌再生沥青混合料低温性能的影响。

下图分别为过筛和未过筛是分别掺入分散剂0、1%、2%、3%时的破坏应变。