适于黑龙江省彩色沥青结合料技术性能研究

任少辉,刘丹丹

(1.黑龙江省公路科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080;2.哈尔滨华通道桥技术开发有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150080)

彩色沥青的应用在我国起步较晚，相对的技术要求没有统一要求，此前一些地区如上海、天津等地，根据自身的地域特点，编制适合自己区域的彩色沥青施工技术指南，来指导本地区彩色沥青生产和施工。直到2017年7月1日正式实施了《彩色沥青混凝土》GB/T32984-2016，提出彩色沥青结合料及混凝土的技术要求，现阶段只有这本国家的技术标准，提出彩色沥青原材料及混凝土的技术要求。

调研选取了辽宁省三家彩色沥青生产厂家，分别取样(标注为：试样A；试样B；试样C)进行了明色沥青的性能研究，结合国内外现阶段对彩色沥青研究成果，课题组主要对彩色沥青的针入度、延度、软化点作为重点研究项目，其次是旋转薄膜烘箱老化后的指标，用于评价老化性能，颜色变化。

1 彩色沥青结合料三大指标的对比

为保证试验数据的准确性，消除人为误差、设备误差等因素对试验结果的影响，试验分为三个小组平行试验，通过对试验数据的对比分析，剔除因误差产生的数据，选取试验准确的数据为最终试验结果，试验结果如表1所示。

表1 彩色沥青结合料三大指标数据汇总表

图1 针入度对比图

图2 延度对比图

图3 软化点对比图

通过试验对比研究可以看出：试样B的试验数据延度、针入度均优于试样A和试样C，试样A的软化点值最大。通过上述实验结果，可以得出：三种试样在成分(改性剂、增塑剂、树脂等)组成上有一定的差异。根据工程需要，可以改变各组成成分，来调整沥青的针入度、延度、软化点等指标，进行彩色沥青的生产。

在进行彩色沥青针入度、延度、软化点对比分析后，课题组还进行了进一步研究，研究彩色沥青的针入度指数PI，课题组进行了15 ℃、25 ℃、30 ℃的三个温度的针入度试验，并计算出相应的针入度指数、当量软化点、当量脆点，感温性能研究数据如表2和图4。

表2 彩色沥青的感温性能研究数据汇总表

图4 试样B的T800/℃和T1.2/℃示意图

通常将当量软化点T800作为评价沥青高温稳定性的关键性指标。T800越大，沥青的高温稳定性越好，相反T800低的沥青在夏季易产生塑性流动。用当量脆点T1.2表征沥青低温开裂性的指标。T1.2高的沥青在冬季路面温度低时会产生开裂。当量软化点与脆点之差为粘弹区间，其反映了沥青对温度的适应范围。实际上只有保证沥青处于脆点和软化点之间的温度下沥青才不易脆裂、不易流动，用于工程时才不易出现开裂、拥包等病害。

通过对三家彩色沥青感温性的进一步研究并对试验数据的分析对比：在相同的试验条件下，试样B的当量软化点、当量脆点优于试样A和C，粘弹区间的范围最大。结合针入度、延度、软化点三项指标的数据，与我省高寒纬度地区的地域和气候特点，试样B作为彩色沥青混合料性能研究的首选沥青。

2 彩色沥青老化性能研究

抗老化性能是影响路面寿命的主要因素，是评价耐久性的一项重要指标。沥青的老化主要有4个方面：氧化老化、挥发物的衰减、自然硬化和渗流硬化。由于沥青老化是在薄膜烘箱中加热163 ℃，时间为5 h后，进行加热前后质量变化、残留针入度比、残留延度的试验，进行老化后性能对比研究，试验数据如表3。

表3 彩色沥青结合料老化后数据汇总表

通过老化试验：三种试样A、B、C的质量变化、残留针入度比均满足规范要求和研究需要，试样C的残留延度不满足规范要求。剔除不满足要求的试样C，对比试样A、B三项实验数据可知，试样B的老化性能优于试样A。

3 与我省常用沥青性能对比

现阶段，黑龙江省常用的改性沥青为SBS类I-C型，此种改性沥青具有较好的低温抗裂性、高温稳定性的优点。课题组在我省在建项目呼玛至十八站项目选取了改性沥青，进行了沥青的三大指标和老化后三项试验，与彩色沥青进行对比，其试验对比数据见表4。

根据表4的数据对比分析，彩色沥青软化点、延度以及老化后的针入度比优于SBS改性沥青，通过老化后针入度比可知，彩色沥青的抗老化性能更优；针入度、老化后的延度弱于改性沥青，老化后的质量变化基本一致，总体说：彩色沥青与SBS改性沥青的技术指标相近。

表4 彩色沥青与改性沥青主要数据对比

4 适应我省寒冷地区彩色沥青技术性能建议值

黑龙江是中国位置最北、最东，纬度最高，经度最东的省份。黑龙江省西起121°11′，东至135°05′，南起43°25′，北至53°33′，南北跨10个纬度，2个热量带；东西跨14个经度，3个湿润区。全省年平均气温多在-4 ℃～5 ℃之间。冬季漫长寒冷，夏季短促，春秋干燥凉爽，年降水量400～650 mm。

结合黑龙江省的地域、气候特点，我省近期使用的改性沥青，在《彩色沥青混凝土》GB-T 32984-2016的基础上，建议我省的改性彩色沥青(I-C)技术指标，见表5。

表5 黑龙江省彩色沥青技术指标建议值

通过对改性彩色沥青的研究并且与我省常用SBS改性沥青的对比可知：改性彩色沥青与SBS改性沥青针入度、延度、软化点和老化后三项要求相近，改性彩色沥青的抗老化性能优于SBS改性沥青；同时提出了适合黑龙江省改性彩色沥青(I-C型)技术指标的建议值。