温拌剂对沥青混合料性能的影响

张永明

(佛山市建盈发展有限公司 佛山市 528313)

当前路面建设中，主要采用具有良好性能的沥青路面，其中大部分沥青路面均采用传统的热拌沥青混合料铺筑而成[1]。但热拌沥青混合料所需的制备及铺筑温度都很高，建设周期内不仅会消耗大量能源，而且还伴随各种废气、粉尘等污染物的排放，对周边环境及人员健康造成严重危害。为避免热拌沥青混合料的这些缺点，研究人员开始尝试使用沥青混合料温拌技术[2]。

目前国内温拌技术应用较为广泛，使用较多的温拌剂产品包括EC120及Evotherm温拌剂。EC120是线性脂肪族烃混合物的一类，熔点在100℃左右，当温度超过110℃后，可以在沥青中呈现液态形式，与沥青相容性好。EC120在沥青中形成的网格构造，可以使其稳定存在于沥青中，并大幅度减小沥青在高低温时的粘度，达到降低拌和温度的效果。沥青的老化是由沥青所含的油和胶变低引起的。由于EC120拥有固结油蜡成分的效果，因此添加温拌剂的改性沥青具有优异的抗老化性能[3]。

Evotherm为一定浓度的暗黄色水溶液，主要成分是表面活性剂。其作用机理是在高温搅拌过程中，水、Evotherm和沥青混合形成结构固定的水膜。所形成的水膜具有良好的全温段润滑效果，在低温时依然可以使沥青具有较好的流动性，降低其粘度，提高制备和易性。在此背景下，选取EC120及Evotherm两种温拌剂分别制备温拌沥青混合料，研究温拌剂改性沥青技术指标、沥青混合料体积指标及路用性能的变化，分析这两种温拌剂的使用特点及性能优势。

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

研究使用的沥青为70号基质沥青，两种温拌改性剂分别为深圳海川生产的EC120温拌改性剂与上海龙孚生产的Evotherm表面活性类温拌剂。

1.2 试验方法

先将两种温拌剂分别制备成温拌改性沥青。结合国内的研究资料及以往的使用经验[4]，EC120掺量为沥青质量的3.5%，Evotherm掺量为沥青质量的0.7%。再用温拌改性沥青分别制备AC-13温拌沥青混合料，同时制备不含温拌剂的普通AC-13沥青混合料作为对照组。沥青混合料配合比设计如表1所示，混合料的最佳油石比为4.7%。

表1 AC-13沥青混合料目标配合比级配

普通AC-13沥青混合料的拌和温度为145℃，EC120温拌沥青混合料的拌和温度为130℃，Evotherm温拌沥青混合料的拌和温度为135℃。

通过浸水马歇尓试验、冻融劈裂试验、车辙试验及低温弯曲小梁试验，研究两种温拌剂加入后混合料高低温性能及水稳定性的变化。

2 结果分析

2.1 温拌剂对沥青性能的影响

基质沥青与温拌改性沥青的技术指标如表2所示。

表2 沥青技术指标

从表2中可以看出：

(1)EC120的掺入对基质沥青技术指标影响较大，针入度下降了34.33%，延度下降了46.67%，软化点提高了14.74%，黏度降低了32.43%，EC120温拌剂对基质沥青的高温性能改善显著。

(2)Evotherm的掺入对基质沥青技术指标影响较小，针入度下降了5.97%，延度下降了2.13%，软化点提高了2.11%，黏度提高了10.81%。

2.2 温拌剂对沥青混合料体积指标的影响

采用马歇尔试验得到了三种AC-13沥青混合料的体积指标，如表3所示。

表3 AC-13沥青混合料体积性能

当加入温拌剂后，有以下结论：

(1)掺入EC120后，温拌沥青混合料的稳定度显著提升，较普通AC-13沥青混合料提高了48.21%，其他体积指标相比相差不大。

(2)掺入Evotherm后，混合料各项体积指标与普通AC-13沥青混合料较为接近，表明Evotherm的掺入对混合料体积指标影响较小。

2.3 温拌剂对沥青混合料路用性能的影响

对沥青混合料进行车辙试验、马歇尔试验及低温弯曲小梁试验，得到的路用性能结果如表4所示。

表4 AC-13沥青混合料路用性能

从表4中可以看出：

(1)高温稳定性方面，两种温拌剂均能提高沥青混合料的抗车辙能力，EC120温拌沥青混合料的动稳定度比普通沥青混合料提高了将近两倍，Evotherm温拌沥青混合料提高了17.55%，测试结果与软化点、马歇尔稳定度的变化规律一致，验证了EC120具有提高沥青混合料强度的效果。

(2)水稳定性方面，EC120温拌沥青混合料水稳定性小幅提高，Evotherm温拌沥青混合料水稳定性略有降低。

(3)低温性能方面，EC120温拌沥青混合料的破坏应变相比普通沥青混合料下降23.19%，降幅较大；Evotherm的添加不会对低温性能产生较大影响。

3 结语

(1)温拌沥青指标的研究表明，EC120的掺入对基质沥青技术指标影响较大，Evotherm的掺入对基质沥青技术指标影响较小。

(2)温拌沥青混合料体积指标和性能研究表明，当使用EC120温拌剂时，沥青混合料的强度显著增大，高温性能和水稳性能大幅提高，低温性能明显下降；Evotherm温拌剂的掺入仅能有限提高沥青混合料的高温性能，水稳性能及低温性能无明显影响。

(3)在实现相近温拌效果的同时，EC120温拌剂对混合料性能影响显著，Evotherm温拌剂对混合料性能基本无影响。