不同温拌剂对沥青性能的影响分析

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

一、引言

随着节能环保意识提升，温拌沥青技术受到广泛关注，它能有效降低沥青混合料施工及拌合温度，节约沥青混合料的拌制能耗、降低沥青热老化程度、减少有害气体排放、延长施工运距和时限、减少施工对周围环境影响、改善施工人员劳动条件[1-3]。当前国内外学者对基于有机添加剂机理和表面活性剂原理的温拌剂进行了大量研究，分析了不同温拌剂的降温效果以及对沥青和沥青混合料的性能影响[4-6]。本文从温拌剂对沥青性能影响和降温效果两方面，对课题组自研的两款表面活性剂型温拌剂WM-1、WM-2与有机添加剂型温拌剂Sasobit进行综合比较。

二、温拌剂分析和遴选

以我国常用的针入度、软化点、延度、粘度等作为评价指标，研究不同温拌剂对沥青性能的影响。根据已有研究成果，将Sasobit、WL-1和WL-2三种温拌剂分别按总沥青质量百分数的3%、3%和6%加入到沥青中，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)测定沥青样品的三大指标和粘度，实验结果如表1。为简洁表述，将沥青样品命名：A—70#基质沥青、B—3%Sasobit改性70#沥青、C—3%WL-1改性70#沥青、D—6%WL-2改性70#沥青。

表1 三大指标试验结果

(一)温拌剂对沥青三大指标的影响

(1)结果表明：①在三个温度下，WL-2型温拌剂使沥青的针入度明显增大；加入Sasobit和WL-1后都有所下降；②在70#基质沥青中分别加入3种温拌剂后，WL-2改性沥青的针入度指数显著下降，而加入Sasobit和WL-1的沥青针入度指数均有所增加，表明这两种温拌剂的加入可以在一定程度上提高沥青的感温性，且 Sasobit对沥青感温性提高较显著。(2)加入Sasobit和WL-1，70#基质沥青软化点显著提高，表明这两种有机添加剂能够改善沥青高温性能；而WL-2使70#基质沥青软化点降低，说明其对沥青高温性能有负面影响。(3)10℃和15℃下，Sasobit和WL-1两型温拌剂加入均使70#基质沥青延度显著降低，且Sasobit对沥青延度的负面影响较WL-1大；WL-2加入70#基质沥青后低温延度有较为明显提高，沥青柔韧性加大，低温性能得到改善。

(二)温拌剂对沥青粘度的影响

粘度是反映沥青胶结料在外力作用下抵抗变形的能力，是表示沥青粘滞性的性能参数，常见沥青混合料设计方法均采用粘度与温度曲线来确定沥青混合料拌和与压实温度。采用Brookfield粘度计测定沥青在不同温度下的表观粘度，研究温拌剂对沥青粘度的影响。

图1 粘温曲线

可知：①随温度升高，沥青粘度呈降低趋势，140℃时下降趋势变缓；添加温拌剂后，不同温度下沥青粘度均出现一定程度下降，说明温拌剂能提高沥青混合料的和易性；②在120℃、140℃条件下，WL-1型和WL-2型温拌剂的降粘效果明显优于Sasobit。③采用规范上确定基质沥青混合料拌和与压实温度的方法，以(170±20)cp和(280±30)cp粘度为混合料拌和与压实粘度标准，得出4款沥青的拌和温度分别为154℃、145℃、140℃、140℃，击实温度分别为139℃、130℃、127℃、127℃，可得WL-1型和WL-2型温拌剂较Sasobit降低拌和与压实温度的能力更好。

三、主要结论

综合三大指标试验和沥青旋转黏度试验结果，可以得到WL-1型温拌剂较WL-2型和Sasobit对沥青胶结料的高温性能改善效果更好、低温性能影响更小、降粘效果更好，为此，选用WL-1型温拌剂应用于本项目后续研究。