基于增塑劑DOP對(duì)LDPE瀝青混合料性能影響研究

李思瑤 岳崇陽(yáng) 欒晨晨

摘 要：在LDPE及DOP不同摻量的基礎(chǔ)上分別對(duì)AC-13C進(jìn)行高溫抗車(chē)轍、低溫抗開(kāi)裂及抗水損害等路用性能試驗(yàn)得出，AC-13C（6%LDPE）高溫抗車(chē)轍能力最優(yōu);AC-13C（1.5%DOP）低溫抗開(kāi)裂能力最優(yōu);AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水損害能力最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：DOP;LDPE;瀝青混合料;路用性能

中圖分類(lèi)號(hào)：U414 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2021）21-0074-03

Research on Influence of Plasticizer DOP on Performance of LDPE Asphalt Mixture

LI Siyao1? ? YUE Chongyang1? ? LUAN Chenchen2

（1. Henan Yulu Engineering Technology Development Co.， Ltd， Zhengzhou Henan 450001;

2. Henan Jiaoyuan Engineering Technology Group Co.， Ltd， Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： On basis of different contents of LDPE and DOP， AC-13C was tested for high temperature rutting resistance， low temperature cracking resistance and water damage resistance. The results show that has the best rutting resistance at high temperature; AC-13C （1.5% DOP） has the best cracking resistance at low temperature; AC-13C （2.5% DOP + 6% LDPE） had the best water resistance.

Keywords： DOP; LDPE; asphalt mixture; road performance

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，同時(shí)高分子聚合物行業(yè)發(fā)展空間逐年擴(kuò)大。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)高分子聚合物行業(yè)得到了快速發(fā)展，高分子材料被廣泛應(yīng)用到軍事、航空以及民用領(lǐng)域，推動(dòng)了各行業(yè)技術(shù)更新，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大積極影響。但高分子聚合物領(lǐng)域的發(fā)展雖然為國(guó)民生活帶來(lái)了方便，但同時(shí)也帶來(lái)了難以降解的生活垃圾，這些高分子聚合物垃圾自我降解能力差，會(huì)長(zhǎng)期存在自然界中，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人民的身心健康。塑料高分子材料在生活垃圾中的占比較大，如何將其重復(fù)利用已成為現(xiàn)代工作研究者關(guān)注的重點(diǎn)?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外道路工作者將塑料及廢舊橡膠輪胎，通過(guò)一定的工藝制成瀝青外加劑來(lái)改善瀝青膠漿及瀝青路面性能，并取得了一定研究成果。本文選用工程上常用的AC-13C密級(jí)配瀝青混合料展開(kāi)研究，通過(guò)礦料級(jí)配設(shè)計(jì)、馬歇爾試驗(yàn)確定混合料最佳油石比，同時(shí)將不同摻量的聚合物L(fēng)DPE改性劑、DOP增塑劑以外加劑的形式摻入混合料中進(jìn)行相關(guān)路用性能研究，分析LDPE改性劑、DOP增塑劑兩種外加劑對(duì)混合料路用性能的改善情況，為L(zhǎng)DPE改性劑、DOP增塑劑在混合料中的應(yīng)用提供理論支撐[1-3]。

1 原材料

1.1 瀝青

瀝青種類(lèi)及性能對(duì)瀝青路面的路用性能起著關(guān)鍵性作用，本文選取90#A級(jí)基質(zhì)瀝青展開(kāi)研究，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求。

1.2 LDPE改性劑及DOP增塑劑

瀝青路面是一種柔性結(jié)構(gòu)層，其混合料的性能會(huì)影響瀝青路面的使用壽命。而常規(guī)普通及SBS改性混合料的使用壽命往往在5～8年，之后瀝青路面的使用性能會(huì)急劇下滑，嚴(yán)重影響瀝青路面的服務(wù)水平，而日常養(yǎng)護(hù)會(huì)增加瀝青路面的運(yùn)營(yíng)成本[4-6]。本文選取LDPE改性劑及DOP增塑劑來(lái)改善瀝青的路用性能及使用年限，兩種外加劑主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2。

2 路用性能

2.1 礦料級(jí)配及馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

密級(jí)配瀝青混合料是現(xiàn)階段高等級(jí)公路最為常用的混合料類(lèi)型，本文混合料選用的級(jí)配類(lèi)型為AC-13C，粗集料選用10～15 mm、5～10 mm、3～5 mm石灰?guī)r碎石，細(xì)集料選用0～3 mm機(jī)制砂、填料選用石灰?guī)r磨制的礦粉，粗、細(xì)礦料及礦粉主要技術(shù)指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求，AC-13C礦料級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3，不同LDPE、DOP摻量時(shí)最佳油石比及馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

2.2 高溫穩(wěn)定性

高溫穩(wěn)定性是指瀝青路面在高溫條件下抵抗車(chē)輛軸載塑性變形的能力。泛油、車(chē)轍、擁包等病害是瀝青路面高溫穩(wěn)定性差的主要表現(xiàn)形式。瀝青路面是一種柔性結(jié)構(gòu)層，高溫環(huán)境下，瀝青黏韌性降低，在外界荷載尤其是重軸載作用下會(huì)出現(xiàn)塑性變形而形成車(chē)轍病害。本文選用車(chē)轍試驗(yàn)來(lái)分析瀝青路面的高溫穩(wěn)定性能，不同LDPE、DOP摻量時(shí)AC-13C高溫性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1得出：LDPE能夠提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性能，而DOP會(huì)影響高溫穩(wěn)定性能，其中AC-13C（6%LDPE）高溫抗車(chē)轍能力較好。

2.3 低溫抗裂性

瀝青對(duì)環(huán)境溫度較為敏感，當(dāng)溫度較低時(shí)瀝青材料脆性特點(diǎn)就會(huì)凸顯，韌性下降，導(dǎo)致瀝青路面低溫抗開(kāi)裂能力下降，這是節(jié)性冰凍區(qū)季節(jié)交替時(shí)路面產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵因素。當(dāng)瀝青路因溫度變化產(chǎn)生的溫縮應(yīng)力高于其自身允許拉應(yīng)力時(shí)，結(jié)構(gòu)層就會(huì)產(chǎn)生輕微縫隙，這些病害如果不及時(shí)處置就會(huì)進(jìn)一步惡化成裂縫、龜裂等嚴(yán)重病害。低溫環(huán)境下瀝青路面脆性特性表現(xiàn)得較為明顯，冬、春季節(jié)交替時(shí)路面裂縫的出現(xiàn)是混合料低溫抗開(kāi)裂能力差的主要表現(xiàn)形式。本文選用低溫彎曲試驗(yàn)來(lái)分析混合料的低溫抗開(kāi)裂能力，不同LDPE、DOP摻量時(shí)AC-13C彎曲破壞應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2得出：DOP可以提高低溫抗開(kāi)裂能力，而LDPE會(huì)削弱低溫抗開(kāi)裂能力，其中AC-13C（1.5%DOP）低溫抗開(kāi)裂能力較好。

2.4 水穩(wěn)定性

瀝青與礦料之間的黏附性會(huì)嚴(yán)重影響瀝青路面的抗水損害性能。隨著使用年限及外界環(huán)境的綜合作用，瀝青會(huì)逐漸老化，瀝青膠漿易從礦料間脫落，松散、坑槽等病害是水穩(wěn)定性差的主要表現(xiàn)形式。本文選用浸水及凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)混合料的抗水損害能力，不同LDPE、DOP摻量時(shí)AC-13C浸水馬歇爾及凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)圖3、圖4。

由圖3、圖4得出：LDPE、DOP均能提高混合料抗水損害能力，隨著摻量的增加，效果越顯著，其中AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水損害能力最優(yōu)。

3 結(jié)語(yǔ)

LDPE能夠改善高溫抗車(chē)轍能力，而DOP會(huì)降低高溫抗車(chē)轍能力，其中AC-13C（6%LDPE）高溫抗車(chē)轍能力較好;DOP能夠改善低溫抗開(kāi)裂能力，而LDPE會(huì)降低低溫抗開(kāi)裂能力，其中AC-13C（1.5%DOP）低溫抗開(kāi)裂能力較好;LDPE、DOP均能改善抗水損害能力，隨著摻量的增加，效果越顯著，其中AC-13C（2.5%DOP+6%LDPE）抗水損害能力最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

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