溫拌瀝青混合料壓實特性研究

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730030）

目前，道路建設中的瀝青路面基本都采用熱拌瀝青混合料。熱拌瀝青混合料在施工過程中需要大量能源作為燃料，并排放大量的有毒氣體和粉塵，危害施工人員的健康[1]。溫拌瀝青的引入，不但能夠保護施工人員的人身安全，改善施工工地周圍環(huán)境，也有助于減少能源消耗，降低溫室氣體的排放[2]。

1 國內外研究現(xiàn)狀

溫拌技術最早由德國兩家企業(yè)聯(lián)合研制，于1996年對其技術進行施工試驗驗證。經數(shù)年的交流推廣，歐洲各國開始對溫拌技術展開研究，美國、日本、澳洲也加入了研究隊伍[3]。國內于2005年引進溫拌工藝技術，近幾年也在公路方面有不少實體工程。

2 試驗與分析

本文重點研究Evotherm M-1型溫拌劑在降低瀝青混合料施工溫度的同時，溫拌瀝青混合料的壓實特性。

2.1 溫拌瀝青制備

以SBS改性瀝青為基礎，將SBS改性瀝青加熱至拌和溫度，計算溫拌添加劑的添加量（溫拌添加劑的摻加比例為瀝青質量的0.5%，0.6%，0.7%，添加劑不計入膠結料用量，不改變原有熱拌瀝青混合料的組成設計），準確稱量后，在攪拌狀態(tài)下緩慢將溫拌添加劑倒入瀝青中，1kg-1.5kg/罐，轉速控制在200-300轉，隨后攪拌約15min，完成制備。

2.2 溫拌瀝青測試

分別測試SBS改性瀝青和溫拌瀝青的三大指標、DSR數(shù)據、MSCR數(shù)據，結果如表1～表3所示。

由表2可知，復合模量G*越大，相位角δ越小，車轍因子G*/sinδ越大，瀝青的抗高溫變形能力越好。SBS改性瀝青與溫拌瀝青相比，數(shù)值基本接近，但SBS改性瀝青的抗高溫變形能力略高。疲勞因子G*·sinδ越小，瀝青低溫抗疲勞性能越好。溫拌瀝青與SBS改性瀝青相比，數(shù)值基本一致，但溫拌瀝青的低溫抗疲勞性能略好。

由表3可知，SBS改性瀝青與溫拌瀝青的Jnr0.1 和Jnr3.2數(shù)值基本一致，64℃和70℃條件下SBS改性瀝青和溫拌瀝青的Jnr3.2均較小，說明兩種瀝青均可滿足重荷載路面的要求。

表1 溫拌瀝青和SBS改性瀝青三大指標對比

表2 SBS改性瀝青和溫拌瀝青DSR試驗結果

表3 SBS改性瀝青和溫拌瀝青MSCR試驗結果

2.3 溫拌瀝青混合料的制備

研究采用SMA-13級配，并在本試驗前采用SBS改性瀝青確定其級配。本試驗方案如表4所示。

表4 溫拌瀝青混合料試驗方案

試驗中設置未添加溫拌劑的SBS改性瀝青熱拌瀝青混合料空白組，其壓實溫度采用165℃，溫拌劑摻加比例為0.5%，0.6%，0.7%的試驗組參照表1進行相關試驗降溫。瀝青混合料在設定的壓實溫度條件下恒溫老化2小時，然后擊實，成型方法推薦旋轉壓實，該成型方法能夠使溫拌劑潤滑作用得到最大程度的發(fā)揮，而馬歇爾擊實成型無搓揉過程。

2.4 溫拌瀝青混合料壓實特性評價

由美國國家公路合作研究項目（NCHRP）提出的溫拌瀝青特殊混合料設計方法，主要評價溫拌料在降低碾壓溫度時的可壓實程度是否接近熱拌料。美國采用壓實度92%時的壓實次數(shù)N92數(shù)據，用N92（溫拌料）/N92（普通熱料）的方法來評價溫拌瀝青混合料壓實特性，我國采用壓實度94%時的壓實次數(shù)N94數(shù)據，設置壓實次數(shù)為100次，空隙率控制在4%，導出壓實次數(shù)與壓實高度的數(shù)據并作圖，得出空隙率為6%時的壓實次數(shù)，用N94（溫拌料）/N94（普通熱料）的方法來評價溫拌瀝青混合料的壓實特性。

圖1 溫拌瀝青混合料壓實曲線

采用最大理論密度計算的壓實度SMA要求≥94，由圖1可知，滿足壓實度要求的試驗組有：無溫拌劑，壓實溫度165℃；溫拌劑0.5%，壓實溫度130℃和140℃；溫拌劑0.6%，壓實溫度130℃；溫拌劑0.7%，壓實溫度120℃，其中溫拌劑摻量為0.7%，壓實溫度120℃時，壓實度為94.1，剛好滿足規(guī)范要求，不推薦在工程中應用。

2.5 溫拌瀝青混合料路用性能評價

選用溫拌劑摻量0.5%的溫拌瀝青進行溫拌瀝青混合料路用性能研究，按照T0719-2011的試驗方法進行車轍試驗，試驗結果如表5所示。

表5 動穩(wěn)定度試驗

可以看出，溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料的抗高溫變形能力均滿足技術要求，且兩者結果一致，說明溫拌瀝青混合料降低30℃后對水穩(wěn)定性能沒有影響。

按照T0715-2011的試驗方法進行小梁低溫彎曲試驗，試驗結果如表6和表7所示。

表6 溫拌瀝青混合料小梁彎曲

表7 熱拌瀝青混合料小梁彎曲試驗

可以看出，溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料的抗低溫開裂性能均滿足技術要求，且略有提高，說明溫拌瀝青混合料降低30℃后對水穩(wěn)定性能沒有影響。

3 結論

溫拌劑的加入能夠顯著降低瀝青混合料的施工溫度，不同摻量的溫拌劑在滿足壓實度的前提下，其降溫幅度存在不同，可以根據降溫要求和經濟指標選用合適的溫拌劑摻量。