淺析瀝青混合料抗剝落性能

李春光

山東高速路橋集團(tuán)，山東 濟(jì)南 250000

瀝青路面的早期損壞主要是水損壞，由于瀝青面層存在孔隙，降水后路面結(jié)構(gòu)層中有水分滲入，以及中央分隔帶、超高段土路肩等部位都有水分侵入結(jié)構(gòu)層中，造成水損壞。水在車輪的作用下產(chǎn)生動(dòng)壓力，從而對路面結(jié)構(gòu)層造成損害，時(shí)間長了就會(huì)出現(xiàn)坑槽，在裂縫處還會(huì)出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象。瀝青路面的水損害固然與路面空隙大造成的嚴(yán)重滲水有關(guān)，但是如果瀝青與骨料能夠緊密的結(jié)合而不剝落，則即使路面滲水也不會(huì)造成嚴(yán)重的破壞以及影響路面的使用壽命。

為了防止路面早期的水損壞，國內(nèi)外對透水基層（即柔性基層）進(jìn)行了研究與應(yīng)用，但是這只是一種疏導(dǎo)方法，不能從根本上解決瀝青路面的水損害問題。當(dāng)水分通過瀝青路面的空隙滲入路面中，瀝青路面內(nèi)部實(shí)際上是長時(shí)間處于潮濕狀態(tài)的，如果瀝青與集料粘附性不良，剝落也就是不可避免的?？梢姙r青路面早起水損壞的根本原因還是瀝青與骨料的粘附性不良，由此影響了瀝青路面的抗剝落性能。因此，要防止或減輕瀝青混凝土路面的水損壞，最有效、最根本的辦法是提高瀝青與集料的粘附性。本文結(jié)合我部工程的實(shí)際情況分析下如何提高瀝青混合料的抗剝落性能。

安哥拉社會(huì)住房項(xiàng)目位于安哥拉首都羅安達(dá)以南Kilamba Kiaxi地區(qū)，用地南北長約1.8km，東西寬約5km，呈長方形，總用地面積約9.06km2。一期工程的市政道路設(shè)計(jì)為，主干路和次干路采用AC-20C和AC-13C兩層瀝青混凝土，支路采用AC-16C一層瀝青混凝土。由于為了節(jié)約成本，瀝青結(jié)構(gòu)層厚度最薄只有3cm，這也就對瀝青混凝土的質(zhì)量提出了更高的要求。并且安哥拉當(dāng)?shù)厮a(chǎn)石料多為花崗巖、石英巖等偏酸性石料，石料中含有大量的晶體、云母。我部多次對當(dāng)?shù)厥蠄錾a(chǎn)的瀝青混合料用碎石進(jìn)行了瀝青粘附性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為粘附性三級(jí)（粘附性分五級(jí)，五級(jí)為最好），剛剛達(dá)到規(guī)范要求。

碎石與瀝青粘附性不良，容易影響瀝青混合料的抗剝落性能，大大減少瀝青路面的使用年限。出現(xiàn)這種情況的主要原因：瀝青是由瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、飽和酚和芳香酚組成的高分子化合物，瀝青中存在瀝青酸帶有負(fù)電荷。碎石分為酸性、中性和堿性石料，酸性石料通常帶有負(fù)電荷，堿性石料通常帶有正電荷。當(dāng)堿性石料中的陽離子與瀝青酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成瀝青酸鹽，形成化學(xué)吸附。酸性石料與瀝青間只發(fā)生物理吸附，而化學(xué)吸附作用力遠(yuǎn)大于物理吸附作用力。國內(nèi)瀝青混合料采用碎石多為偏堿性的石灰?guī)r以及中性的玄武巖等。

對于以上情況我部進(jìn)行了大量的分析試驗(yàn)以及對比試驗(yàn)。首先對當(dāng)?shù)禺a(chǎn)石料按AC-20C試驗(yàn)配比在試驗(yàn)室內(nèi)加瀝青拌合，制作馬歇爾試件，進(jìn)行48小時(shí)殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)室。試驗(yàn)結(jié)果如下：

試驗(yàn)組號(hào) 穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度比（%）1 10.20 9.38 922 10.88 9.90 91

試驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求，但在實(shí)際的試驗(yàn)路鋪設(shè)過程中，瀝青混合料仍出現(xiàn)了局部的剝落現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況一方面說明當(dāng)?shù)氐臑r青質(zhì)量可能存在問題，另一方面也說明室內(nèi)的殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)并不能完全反映出瀝青混合料的抗剝落性能。

鑒于以上情況，經(jīng)認(rèn)真分析，認(rèn)為解決辦法如下：

方法一：在瀝青中參加耐熱、耐水、長期性能好的含磷羥基的抗剝落劑，其高溫穩(wěn)定性好，與酸性石料容易形成化學(xué)吸附，能有效的提高瀝青混合料的抗剝落性能及耐久性，具體摻量可按照產(chǎn)品說明使用或通過瀝青混合料的水穩(wěn)定性試驗(yàn)確定，一般為瀝青用量的0.5%。假設(shè)抗剝落劑摻量為瀝青的0.5%，每噸瀝青混合料成本需增加3美元左右。

方法二：在瀝青混合料中摻加消石灰或者水泥作為填料替代部分礦粉，減小集料親水性。摻加量一般為礦粉用量的40%或者可根據(jù)瀝青混合料的水穩(wěn)定性試驗(yàn)確定。安哥拉當(dāng)?shù)叵耶a(chǎn)量非常少，但是水泥取材卻非常的方便。該方法在施工過程中操作簡便，添加的材料容易獲取。假設(shè)水泥摻量為礦粉的40%，每噸瀝青混合料成本需增加3.5美元左右。

方法三：生產(chǎn)礦粉采用堿性石料生產(chǎn)，以提高瀝青與骨料的吸附性能。但此方法需用堿性石料當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量不足。

綜合考慮，我部決定采用方法一、二進(jìn)行殘留穩(wěn)定度以及試驗(yàn)路鋪筑的對比試驗(yàn)，以檢驗(yàn)實(shí)際的使用效果。其中室內(nèi)殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)缦卤恚?/p>

試驗(yàn)樣品 穩(wěn)定度（kN）殘 留 穩(wěn) 定 度 殘留穩(wěn)定度比（kN）（%）不含任何外加劑 10.20 9.38 92瀝 青 中 摻 加 11.27 10.71 950.5%抗剝落劑礦粉中用水泥替 10.98 10.54 96代40%

以上試驗(yàn)結(jié)果表明，摻加外加劑或者及水泥不僅能提高穩(wěn)定度，也能提高殘留穩(wěn)定度比，效果明顯。接下來我部對0.5%的摻量添加抗剝落劑和用水泥替代40%礦粉分別進(jìn)行了試驗(yàn)路試驗(yàn)，在試驗(yàn)路鋪設(shè)完畢并正常通車的兩個(gè)月時(shí)間里，未出現(xiàn)任何的瀝青剝落現(xiàn)象。

綜上所述，在瀝青混合料中添加高效的抗剝落劑或者水泥，不僅能有效的提高瀝青與酸性集料的粘附性，同時(shí)也提高了瀝青混合料的抗剝落性能和增加抗水損害能力，從而達(dá)到延長瀝青混凝土路面壽命的目的。因此，各工程可以根據(jù)自身項(xiàng)目成本分析以及取材難易度情況，在瀝青混凝土路面的施工中積極使用這兩種材料。

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40－2004）.北京：人民交通出版社，2004.

[2]姜志青主編.道路建筑材料.北京：人民交通出版社，2003.

[3]楊云芳主編.公路建筑材料.北京：人民交通出版社，1999.