Domix與SBS改性瀝青混合料性能對(duì)比研究

張 敏

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

瀝青路面由于車輛的渠化交通，車轍是瀝青混凝土路面的一種破壞形式，特別在交通量較大，重載交通較多，當(dāng)?shù)叵募靖邷剌^高，高溫持續(xù)時(shí)間長的路段，更易形成車轍病害。

本文主要研究德國巴賽爾集團(tuán)生產(chǎn)的道路抗車轍產(chǎn)品Domix抗車轍劑,通過分析，其中不但含有PE塑料，還含有適量的SBS改性劑，另外還有分散劑、抗老化劑、增塑劑等多種可以改善瀝青混合料高低溫、抗老化性能的化學(xué)成分。

Domix抗車轍劑在高溫下部分溶化，其溶化的部分在瀝青中以極為離散的狀態(tài)凝固，形成高強(qiáng)而穩(wěn)定的固化結(jié)構(gòu)，部分溶化的成分與少量未溶化的部分裹附在石料表面，使石料與瀝青之間形成橋接作用。另外，Domix溶化的部分與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高了瀝青的彈性恢復(fù)性能。

1 Domix混合料拌和工藝

Domix為SBS及PE等成分的混合體，拌和站生產(chǎn)時(shí)按摻量要求與190～200℃粗集料同步加入，攪拌10 s,再加入瀝青攪拌不少于30 s。試驗(yàn)室拌和時(shí)，先進(jìn)行Domix與集料拌和30 s,再加入瀝青拌和90 s，再加礦粉拌和90 s[1-2]。

2 馬歇爾試驗(yàn)

采用AC-20C型混合料，集料采用10～20 mm,5～10 mm，3～5 mm，0～3 mm石灰?guī)r碎石，瀝青采用克拉瑪依90號(hào)A級(jí)基層瀝青，Domix摻量為混合料質(zhì)量的0.3%，10～20 mm∶5～10 mm∶3～5 mm∶0～3 mm∶礦粉=41%∶17%∶5%∶32%∶5%,通過馬歇爾試驗(yàn)，確定混合料體積指標(biāo)見表1。

表1 Domix瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

3 不同溫度高溫性能

本文采用60℃、65℃、70℃、75℃進(jìn)行高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)，逐級(jí)升高試驗(yàn)溫度的方法表征Domix瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度抗衰減能力。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同溫度動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

表3 相對(duì)60℃不同溫度動(dòng)穩(wěn)定度衰減比例

從表2、表3可以看出，Domix瀝青混合料及SBS改性瀝青混合料隨試驗(yàn)溫度的升高，動(dòng)穩(wěn)定度呈下降趨勢(shì)，Domix混合料動(dòng)穩(wěn)定度下降趨勢(shì)比SBS改性瀝青混合料慢很多，表明Domix瀝青混合料感溫性能比SBS改性瀝青混合料小很多。當(dāng)試驗(yàn)溫度為75℃時(shí)，SBS改性瀝青混合料的抗車轍性能與基質(zhì)瀝青混合料的抗車轍性能相近，而添加Domix瀝青混合料的抗車轍性能仍具有很高的動(dòng)穩(wěn)定度，所以，從高溫性能方面來說，在高溫天氣持續(xù)時(shí)間長、高溫極端氣溫高的地區(qū)使用Domix瀝青混合料性能優(yōu)于SBS改性瀝青混合料。

4 水穩(wěn)定性能

通過對(duì)SBS改性瀝青混合料及Domix瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

從表4可知，Domix瀝青混合料水穩(wěn)定性略低于SBS改性瀝青混合料，但滿足瀝青路面規(guī)范要求；Domix摻量從0.2%增加到0.3%時(shí)，水穩(wěn)定性略有增加，表明在一定幅度內(nèi)增加Domix摻量，對(duì)混合料的水穩(wěn)定性是有益的。

5 低溫抗裂性能

瀝青路面的開裂是由于作用于瀝青混合料內(nèi)部的疲勞應(yīng)力和溫度應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變值超過了瀝青混合料所能承受的極限應(yīng)力和極限應(yīng)變[3]。瀝青混凝土的破壞不僅與瀝青混凝土的強(qiáng)度有關(guān)，也與瀝青混凝土的變形能力有關(guān)，因此單獨(dú)采用極限應(yīng)力或極限應(yīng)變都不能很好地反映瀝青混凝土的低溫開裂能力，如勁度模量、蠕變速率等都是不全面的，在評(píng)價(jià)瀝青混凝土性能時(shí)，瀝青混凝土破壞過程可以看作為能量耗散的過程，低溫條件下，瀝青混凝土可以看作為彈性材料，瀝青混合料儲(chǔ)存的彈性應(yīng)變能越多，低溫抗裂性能就越好，所以使用應(yīng)變能密度評(píng)價(jià)瀝青混合料低溫性能較為合理[4-5]。

對(duì)SBS改性瀝青混合料及不同摻量Domix瀝青混合料的低溫性能進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 不同瀝青混合料低溫性能試驗(yàn)結(jié)果

從表5低溫彎曲破壞應(yīng)變來看，不同摻量Domix瀝青混合料的低溫彎曲破壞應(yīng)變都小于SBS改性瀝青混合料，Domix瀝青混合料隨Domix摻量的增加，低溫彎曲破壞應(yīng)變?cè)黾?，所以在考慮動(dòng)穩(wěn)定度及成本的情況下，Domix摻量宜取高限。

從彎曲應(yīng)變能密度來看，Domix瀝青混合料的應(yīng)變能密度大于SBS改性瀝青混合料，其排序?yàn)?.3%Domix瀝青混合料大于0.2%Domix瀝青混合料大于4.5%SBS改性瀝青混合料，且Domix瀝青混合料的應(yīng)變能密度比SBS改性瀝青混合料大很多，說明添加Domix抗車轍劑的混合料低溫性能相比SBS改性瀝青混合料有所提高，在一定程度上，提高Domix摻量有助于提高瀝青混合料的抗裂性能。

6 結(jié)語

a)采用60℃、65℃、70℃、75℃進(jìn)行不同混合料高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，隨試驗(yàn)溫度的升高，0.3%Domix瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度下降趨勢(shì)比SBS改性瀝青混合料慢很多。試驗(yàn)溫度為75℃時(shí)，Domix瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度衰減了60℃動(dòng)穩(wěn)定度值的21.8%，而4.5%SBS改性瀝青混合料衰減了60℃動(dòng)穩(wěn)定度值的82.4%，表明Domix瀝青混合料在高溫下動(dòng)穩(wěn)定度高且溫度敏感性弱。

b)Domix瀝青混合料的浸水殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂強(qiáng)度比都略低于SBS改性瀝青混合料，但都在規(guī)范要求范圍內(nèi)，在一定幅度內(nèi)增加Domix摻量，可提高混合料的水穩(wěn)定性。

c)低溫彎曲破壞應(yīng)變不能很好地評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能。通過分析，瀝青混合料彎曲破壞過程是能量耗散的過程，瀝青混合料的彎曲應(yīng)變能密度可以很好地評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂能力，低溫抗裂能力排序?yàn)?.3%Domix瀝青混合料大于0.2%Domix瀝青混合料大于4.5%SBS改性瀝青混合料。所以適當(dāng)提高Domix抗車轍劑的摻量有助于提高瀝青混合料的低溫抗裂性能。