基于增塑剂DOP对LDPE沥青混合料性能影响研究

李思瑶 岳崇阳 栾晨晨

摘 要：在LDPE及DOP不同掺量的基础上分别对AC-13C进行高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能试验得出，AC-13C（6%LDPE）高温抗车辙能力最优;AC-13C（1.5%DOP）低温抗开裂能力最优;AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水损害能力最优。

关键词：DOP;LDPE;沥青混合料;路用性能

中图分类号：U414    文獻标识码：A     文章编号：1003-5168（2021）21-0074-03

Research on Influence of Plasticizer DOP on Performance of LDPE Asphalt Mixture

LI Siyao1    YUE Chongyang1    LUAN Chenchen2

（1. Henan Yulu Engineering Technology Development Co.， Ltd， Zhengzhou Henan 450001;

2. Henan Jiaoyuan Engineering Technology Group Co.， Ltd， Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： On basis of different contents of LDPE and DOP， AC-13C was tested for high temperature rutting resistance， low temperature cracking resistance and water damage resistance. The results show that has the best rutting resistance at high temperature; AC-13C （1.5% DOP） has the best cracking resistance at low temperature; AC-13C （2.5% DOP + 6% LDPE） had the best water resistance.

Keywords： DOP; LDPE; asphalt mixture; road performance

近年来，我国经济得到了飞速发展，基础设施建设不断完善，同时高分子聚合物行业发展空间逐年扩大。进入21世纪，我国高分子聚合物行业得到了快速发展，高分子材料被广泛应用到军事、航空以及民用领域，推动了各行业技术更新，对国民经济产生重大积极影响。但高分子聚合物领域的发展虽然为国民生活带来了方便，但同时也带来了难以降解的生活垃圾，这些高分子聚合物垃圾自我降解能力差，会长期存在自然界中，对环境造成严重污染，危害人民的身心健康。塑料高分子材料在生活垃圾中的占比较大，如何将其重复利用已成为现代工作研究者关注的重点。现阶段，国内外道路工作者将塑料及废旧橡胶轮胎，通过一定的工艺制成沥青外加剂来改善沥青胶浆及沥青路面性能，并取得了一定研究成果。本文选用工程上常用的AC-13C密级配沥青混合料展开研究，通过矿料级配设计、马歇尔试验确定混合料最佳油石比，同时将不同掺量的聚合物LDPE改性剂、DOP增塑剂以外加剂的形式掺入混合料中进行相关路用性能研究，分析LDPE改性剂、DOP增塑剂两种外加剂对混合料路用性能的改善情况，为LDPE改性剂、DOP增塑剂在混合料中的应用提供理论支撑[1-3]。

1 原材料

1.1 沥青

沥青种类及性能对沥青路面的路用性能起着关键性作用，本文选取90#A级基质沥青展开研究，相关技术指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求。

1.2 LDPE改性剂及DOP增塑剂

沥青路面是一种柔性结构层，其混合料的性能会影响沥青路面的使用寿命。而常规普通及SBS改性混合料的使用寿命往往在5～8年，之后沥青路面的使用性能会急剧下滑，严重影响沥青路面的服务水平，而日常养护会增加沥青路面的运营成本[4-6]。本文选取LDPE改性剂及DOP增塑剂来改善沥青的路用性能及使用年限，两种外加剂主要技术指标试验结果分别见表1、表2。

2 路用性能

2.1 矿料级配及马歇尔试验结果

密级配沥青混合料是现阶段高等级公路最为常用的混合料类型，本文混合料选用的级配类型为AC-13C，粗集料选用10～15 mm、5～10 mm、3～5 mm石灰岩碎石，细集料选用0～3 mm机制砂、填料选用石灰岩磨制的矿粉，粗、细矿料及矿粉主要技术指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求，AC-13C矿料级配设计结果见表3，不同LDPE、DOP掺量时最佳油石比及马歇尔试验结果见表4。

2.2 高温稳定性

高温稳定性是指沥青路面在高温条件下抵抗车辆轴载塑性变形的能力。泛油、车辙、拥包等病害是沥青路面高温稳定性差的主要表现形式。沥青路面是一种柔性结构层，高温环境下，沥青黏韧性降低，在外界荷载尤其是重轴载作用下会出现塑性变形而形成车辙病害。本文选用车辙试验来分析沥青路面的高温稳定性能，不同LDPE、DOP掺量时AC-13C高温性能试验结果见图1。

由图1得出：LDPE能够提高沥青路面的高温稳定性能，而DOP会影响高温稳定性能，其中AC-13C（6%LDPE）高温抗车辙能力较好。

2.3 低温抗裂性

沥青对环境温度较为敏感，当温度较低时沥青材料脆性特点就会凸显，韧性下降，导致沥青路面低温抗开裂能力下降，这是节性冰冻区季节交替时路面产生裂缝的关键因素。当沥青路因温度变化产生的温缩应力高于其自身允许拉应力时，结构层就会产生轻微缝隙，这些病害如果不及时处置就会进一步恶化成裂缝、龟裂等严重病害。低温环境下沥青路面脆性特性表现得较为明显，冬、春季节交替时路面裂缝的出现是混合料低温抗开裂能力差的主要表现形式。本文选用低温弯曲试验来分析混合料的低温抗开裂能力，不同LDPE、DOP掺量时AC-13C弯曲破坏应变试验结果见图2。

由图2得出：DOP可以提高低温抗开裂能力，而LDPE会削弱低温抗开裂能力，其中AC-13C（1.5%DOP）低温抗开裂能力较好。

2.4 水稳定性

沥青与矿料之间的黏附性会严重影响沥青路面的抗水损害性能。随着使用年限及外界环境的综合作用，沥青会逐渐老化，沥青胶浆易从矿料间脱落，松散、坑槽等病害是水稳定性差的主要表现形式。本文选用浸水及冻融劈裂试验来评价混合料的抗水损害能力，不同LDPE、DOP掺量时AC-13C浸水马歇尔及冻融劈裂试验结果分别见图3、图4。

由图3、图4得出：LDPE、DOP均能提高混合料抗水损害能力，随着掺量的增加，效果越显著，其中AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水损害能力最优。

3 结语

LDPE能够改善高温抗车辙能力，而DOP会降低高温抗车辙能力，其中AC-13C（6%LDPE）高温抗车辙能力较好;DOP能够改善低温抗开裂能力，而LDPE会降低低温抗开裂能力，其中AC-13C（1.5%DOP）低温抗开裂能力较好;LDPE、DOP均能改善抗水损害能力，随着掺量的增加，效果越显著，其中AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水损害能力最优。

参考文献：

[1] 黄春蕾，杨旗.低密度聚乙烯（LDPE）对沥青粘弹性能影响[J].公路工程，2014（06）：326-329.

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[4]李志刚，李文凯.DXG-1抗车辙剂沥青混合料路用性能研究[J].河南科学，2020（8）：1264-1269.

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