LY温拌剂对沥青混合料性能影响研究.pdf

一s L Y 温拌剂对 沥青混合料性能影响研 究 玛 广 爻 ( 上海 浦东 路桥 建设 股份 有 限公 司工程 技 术研 究所 ， 上海2 0 1 2 1 0 ) 摘要 ： I Y温拌剂是一种 使用多种废 旧材料复合 而成 的温拌添加剂 。通过对 L Y温拌 沥青 混合料和热拌沥青混合料 的性能测试及 比较 ， 结果表明 ： 添加该 温拌剂对沥青混合料 的性 能提 升效 果明显 ， 优 于对应 热拌沥青混合料 。 关键词 ： 温拌剂 ； 体 积指 标 ； 动稳定度 ； 低温抗裂性能 ；水稳定性 0 引 言 传统 的沥 青 混 合 料 在 施 工 过 程 中会 消 耗 大 量 能 源 ， 增加有 害气体的排放， 污染施工环境和空气质量 。 温拌 技术 口 可 以有 效 降低沥 青 混合料 的拌 和温 度及 摊 铺温度 ， 减少环境污染 ， 节约能源。其原理是通过加入 特殊 的添 加剂 和水 ， 或 采用 特殊 的材 料加 工 工艺 ， 降低 沥青 的黏性 ， 使其可以在较低的( 相对于热拌沥青混合 料 ) 温度 条件 下压 实成 型 ， 并 具 有与 其他 条件 相 同 的热 拌沥 青混 合 料相似 甚 至略有 提 升 的路用 性能 。 本文 提供 了一 种使 用 多种 废 旧材料 复合 而 成 的新 型温 拌剂 L Y， 在 进 行 原 材 料 指 标 和矿 料 级 配 研 究 的 基础 上 ， 通 过 马 歇 尔体 积 指 标 试验 、 高 温 车辙 试 验 、 低 温弯 曲试 验 和冻融 劈裂 试验 分 别测 试 加 温拌 剂 I Y 的 普通 温拌 沥青 混 合 料 和 改 性 温拌 沥青 混 合 料 的性 能 ， 并与 对应 的热 拌 沥 青 混合 料 性 能 进 行 比较 ， 研 究 该 温 拌剂 对沥 青混 合料 的性 能 影 响 。 1原材 料技 术指 标 试验 分 别 采 用 7 0号 基 质 沥 青 和 S B S改 性 沥 青 ， 制备 温拌 沥 青 时 ， 采 用 复 合 温 拌 剂 L Y( 简 称 L Y) ， 温 拌剂 掺量 为结 合料 的 4 ( 内掺 ) ， 主要 技术 指标 见 表 1 和表 2 ， 沥青 混合 料所 用 石料 为 石 灰 石 ， 填 料选 用 石 灰 石矿 粉 ， 其各项 性 能指 标符 合规 范要 求 。 表 1 7 0号沥 青技 术指标 软化点 针人度 2 5， 1 0 0 g ， 1 0延 度 项 目 c 5 s 0 1 F il m 7 O号基质沥青 4 9 1 6 3 1 2 7 6 7 O号基 质沥青 +4 L Y 5 1 8 6 9 8 9 3 6 规范要求 4 6 6 O 8 O 1 5 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 3 0 7 表 2 S B S改性沥青技术指标 软化点 针人度 2 5， 1 0 0 g ， 5延度 项 目 5 s 0 1 mm S B S改性沥青 6 9 4 5 4 9 3 3 0 S B S改性沥青+4 L Y 7 1 2 5 8 5 3 9 4 规范要求 6 0 3 0 6 0 2 0 由表 1 ， 表 2可 以看 出 ，L Y 能 够 同 时 提 升 沥 青 的 软化 点 和 延 度 ， 同 时 保 持 针 人 度 在 规 范 的要 求 范 围 内 ， 说 明 L Y对 于 沥 青 的 高低 温 性 能 提 升 具 有 正 面 作用 。 2配合 比设 计 温拌 沥青 混合 料 的路用 性 能应符 合 热拌 沥 青混 合 料的相关技术标准L 2 ， 因此， 温拌沥青混合料的配合 比 设计方法与热拌沥青混合料 的相同。本次研究采用相 同的 AC一1 3 C沥青混合料级配， 其级配见表 3 ， 级配 曲线 见 图 1 。根 据 室 内试 验 ， 确 定 热 拌 沥 青 混 合 料 的 最佳 油石 比为 4 2 ， 为 凸显 对 比性 ， 将 温 拌 沥青 混 合 料 的油石 比同样设 定为 4 2 。由 于温 拌 沥青 混 合 料 掺有 L Y温拌剂 ， 因此实际沥青 的添加量略少于热拌 沥青 混合 料 。 通过质量百分率 图 1 AC一 1 3 12级 配 曲线 图 N o 3 2 0 1 2上踢 堍 5 7 踮 如 加 O 表 3合成级配 集料 尺寸 1 6 1 3 2 9 5 4 7 5 2 3 6 1 1 8 0 6 0 3 0 1 5 0 0 7 5 合成 级配 9 9 9 2 9 5 9 4 7 7 8 8 5 2 1 3 3 7 4 0 2 5 7 8 1 6 9 1 1 1 8 9 8 4 6 6 1 8 3试 验 结果与 分析 3 1 马歇 尔体 积指 标 分 别 测 试 I Y 温 拌沥 青 混 合 料 、 无 温 拌 剂 的温 拌 沥青混 合 料 以及 热 拌 沥 青 混合 料 的马 歇 尔体 积 指 标 ， 每组 四个平 行试 件 ， 其 中 以热 拌 沥青 混 合 料 的标 准 试 件 高度 所确 定 的试 件 重 量 为参 考 依 据 ， 进 而 确 定 温 拌 沥青 混合 料 的性能 。试 验结果 见表 4 。 表 4 普通 A c 一1 3 C沥青混合料马歇尔体积指标 温拌剂 I Y 拌和 击实 平均密 平均空 项 目 序 号 ( 占结合料 比例) 温度 温度 C 度 G c m 隙率 A 0 1 6 5 1 4 0 2 4 7 1 3 1 8 8 普 B 4 l 4 0 l 1 O 2 4 6 8 3 3 0 0 通 C 0 1 4 O 1 1 0 2 4 0 6 5 7 2 2 D 0 1 8 5 1 6 O 2 4 6 0 3 6 2 0 改 E 4 1 6 0 1 3 O 2 4 5 4 3 8 5 】 性 F 0 1 6 0 1 3 0 2 4 3 3 4 6 7 1 空 隙率是 衡量 沥青 混 合 料 是否 压 实 的 重要 指 标 ， 由表 4中 B、 c两项可以看 出， 在同样降低拌和击实温 度 的情况 下 ， 普 通沥 青混 合 料加 入 I Y 后 ， B项 的空 隙 率指 标数 值 比 C项 的小 了 2 4 2 2 ， 说 明 L Y 对 沥青 混 合料 在较 低温度 下 的压实 效果 起到 了正 面作 用 ； 由 A、 B两项 比较可 以看 出 ， 在 降低拌 和击 实 温度 的情 况下 ， 普通沥青混合料加入 L Y后 ， B项空隙率 指标数值 与 A项仅相差 0 1 1 2 ， 说 明在降低拌和温度 及击实温度 的情 况下 ， I Y 在 混 合 料 中起 到 了增 加 压 实效 果 的作 用 ， 且其 压实 效 果 与 热拌 沥青 混 合 料 相 近 ； 由 D、 E、 F 可 以看 出 ， 对 于改 性沥青 混合 料 ， 其 规律 与普 通 沥青 混 合料 加 L Y规 律 一致 ， 沥青 混 合料 的压 实 效 果 得 到 了 明显 的增 强 。 3 2高温抗 车辙 性能 采用 车 辙 试验 测 试 普通 与 改 性 AC一 1 3 C 温拌 沥 青混合料的高温性 能， 并与对应 的热拌沥青混合料高 温 性能进 行 比较 ， 具体数 据见 表 5和表 6 。 5 8 上踢 姥 N o 3 2 0 1 2 表 5 普通 A C 一1 3 C沥青混合料 高温抗车辙性 能 混合料 4 5 mi n 6 0 rai n 动稳定度 动稳定度平均值 编号 类型 变形量 mm 变形量 mm 次 mm_。 次 mm_ 。 1 3 8 3 6 4 2 4 8 1 5 3 0 普通 2 2 4 4 8 2 7 1 7 2 3 4 0 1 7 3 4 热拌 3 5 O 1 5 5 4 8 8 1 3 3 3 1 2 2 3 8 2 4 4 8 3 0 0 0 L Y 普 通 2 2 2 5 9 2 4 0 1 4 4 2 1 4 O 3 8 温拌 3 1 4 4 2 1 5 7 6 4 6 9 3 表 6 改性 A c一1 3 C沥青混合料高温抗车辙性能 4 5 mi n 6 0 mi n 动稳定度 动稳定度平均值 混合料 编号 类型 变形量 ram 变形量 ram 次 r a m_ 1 次 r a m l 1 9 8 4 2 0 9 7 5 5 6 3 改 性 2 1 8 2 5 1 9 4 0 5 4 9 0 5 3 7 1 热拌 3 3 6 8 8 3 8 1 3 5 0 6 0 1 1 9 2 6 2 0 2 3 6 5 1 2 L Y改 性 2 2 2 1 5 2 3 2 3 5 8 7 4 6 6 7 4 温拌 3 1 3 l 5 1 _ 3 9 7 7 6 3 6 由表 5可 以 看 出 I Y普 通 温 拌 沥青 混 合 料 车 辙 变形 量 明 显 变 小 ， 平 均 动 稳 定 度 达 到 了 4 0 3 8次 I T l m， 是 普 通 热 拌 的 2 3倍 ， 已经 超 过 了改 性 沥 青 混 合 料 动 稳定 度 大 于 2 8 0 0次 ram 的要求 ， 说 明 L Y 普 通温 拌 沥 青 混 合 料 的 高 温 性 能 较 普 通 热 拌 有 明 显 提高 。 由表 6可 以 看 出 ， L Y 改 性 温 拌 沥 青 混 合 料 的 高 温性 能较改 性 热拌 也 有 一 定 的提 高 ， 车 辙 变 形量 相 差 不大 ， 动稳定 度 略有提 升 。 由表 5 、 表 6 可 以看 出 ， 加 入 L Y 可 有 效 提 升沥 青 混合料的高温性能 ， 对于普通沥青混合料 的高温性能 提升效果要高于改性沥青混合料。证明 L Y本身具有 一 定 的改性 作用 ， 对 普 通 沥 青 混合 料 的高 温 性 能有 明 显地 提高 ； 对于 改性 沥青混 合料 ， S B S对其 高 温性 能起 到 主导作 用 ， 而 L Y 对 改 性 沥 青 混 合 料 高 温 性 能起 次 要作 用 ， 因此没 有普通 沥 青混合 料提 升效 果那 么 明显 。 3 3低温 抗裂 性能 采用 小 梁 弯 曲试 验测 试 普 通 与改 性 AC一1 3 C温 拌 沥青 混 合 料 的低 温 抗 裂 性 能 ， 并 与 对 应 的热 拌 沥 青混合 料 低 温抗 裂性 能进 行 比较 。数 据 见 表 7和 表 8 。 表 7 普 通 A c一1 3 C沥青 混合料低 温抗裂性能 混合料类型 破坏强度 MP a 破坏应变 “ e 普 通 热 拌 1 0 6 0 1 2 2 8 4 5 8 I Y 普通 温拌 1 4 4 4 4 2 4 8 6 5 7 表 8 改性 A C一1 3 C沥青混合料低温 抗裂性能 混合料类型 破坏强度 MP a 破坏应变 “ e 改性热拌 l 3 8 6 2 2 6 9 0 8 3 I Y 改性 温 拌 1 4 0 2 2 2 8 8 9 6 0 由表 7可 以 看 出 ， I Y 普 通 温 拌 沥 青 混 合 料 的破 坏强度较普通热拌 沥青混合料提升 了 3 8 4 3 MP a ， 破 坏应 变也 有一 定 的增 强 ， 说 明 I Y 对 普 通 沥 青 混 合 料 的低 温抗 裂性 能有 所 提 高 ； 由表 8可 以看 出 ， L Y 改 性 沥青 混合 料破 坏强 度及 破坏 应 变都较 改 性热 拌 略有 提 高 。结论 ： 加 入 L Y 对 沥 青 混 合 料 的 低 温 抗 裂 性 能 有 所 提 升 。 3 4抗水 损 害性 能 采用 冻 融 劈 裂 试 验 测 试 普 通 AC一 1 3 C 与 改 性 AC 一1 3 C温拌 沥青 混合 料 的抗 水 损 害性 能 ， 并 与 对 应 的热 拌沥青 混合 料 抗 水 损 害性 能 进 行 比较 ， 以劈 裂 强 度 作 为评价 混 合料抗 水 损害 的性 能指 标 ， 数据 见表 9 。 表 9沥青 混合料 抗水损害性能 混 合 料 基 准劈 裂 冻 融 劈 裂 TS R 序 号 类型 强度 MP a 强度 MP a A 普通热拌 0 8 5 0 6 4 7 5 3 B L Y普通 温拌 0 8 9 0 7 4 8 3 1 D 改性热拌 1 2 1 0 9 7 8 0 2 E I Y改性 温拌 1 1 0 0 9 4 8 5 5 为 了更 加清楚 直 观地 比较 加 入 I Y 后 的沥 青 混 合 料抗 水损 害 性 能 ， 以 图形 表 示 上 述 表 格 中 的数 据 ， 见 图 2 。 由图 2可 以看 出 ， 无 论 是 普 通 温拌 沥青 混 合 料 还 是 改性温 拌 沥青混 合 料 ， 在 加 入 I Y后 ， 其 冻融 劈 裂 强 度 比 TS R 都较 对 应 的热 拌 沥青 混 合 料有 了 明显地 提 一一s 高 ， TS R的指 标数 值分 别提 高 7 8和 5 3 ， 由此可 以看 出 ， 温 拌剂 L Y 的 加入 对 沥 青 混 合 料 的 抗 水 损 害 性 能 有 十分 明显 的改善 。 舞 冻融劈裂强度L L T S R 8 5 5 A B D E 混合料类型 图 2 不同类型沥青 混合料 的冻融劈裂强度 比 4 结语 本 文针 对新 型废 旧材料 复 合 温拌 剂 I Y 对沥 青 混 合料 的性 能 影 响进 行 了 试 验 研 究 与 分 析 ， 得 出 如 下 结论 ： ( 1 ) 对于 普通 AC一1 3 C沥青