温拌铺筑沥青的路面性能研究

温拌铺筑沥青的路面性能研究

唐斌  厉萱  牛喜兵

中电建路桥集团有限公司  重庆 400000

摘要：常温拌和铺筑（ACMP）沥青路面技术利用废弃物提炼制备得到温拌改性剂，在降低拌和温度的同时能够实现资源的循环利用，符合公路工程节能减排的建设趋势。鉴于此，通过原材料分析、配合比试验、水稳定性试验、高温稳定性试验等，研究常温拌和低温铺筑沥青路面的性能。研究表明，随着养生龄期的不断延长，ACMP沥青混合料的路用性能明显提

升，能够满足国省干线公路路面的使用要求。

关键词:常温拌和；低温铺筑；养生龄期；资源利用

1 工程概况

传统的热拌沥青混合料（HMA）因拌和、铺装操作简单，是目前应用最广泛的沥青混合料。HMA的生产过程是将改性沥青和集料在160～180℃的高温下拌和，摊铺和碾压的温度通常不低于140℃。此过程需消耗大量燃油，且在拌和、运输和施工过程中会释放出大量污染气体，对施工人员健康和环境造成严重危害。

为解决热拌沥青混合料存在的上述问题，人们开始寻求在低温下即可拌和、摊铺、碾压的沥青混合料。其中，温拌沥青混合料 （WMA）技术发展迅速，是近年来使用较 多的一种路面施工技术。通过添加熔点高于基质沥青最低黏流温度的温拌剂，可提高沥青低温（约60℃）黏度，降低沥青高温。

常温拌和铺筑（ACMP）改性剂是从废旧塑料、橡胶等工业、生活垃圾中提取制备石蜡、树脂等化学品，通过添加润滑剂、固化剂、偶联剂等助剂制成，不仅能有效降低混合料的拌和温度，同时能够消纳废弃物，实现资源的循环利用。

2主要研究内容

为了研究ACMP 改性沥青的温拌特性和路用性能，本研究选取5种沥青进行沥青的技术性能测试和沥青混合料的路用性能试验。选取了3种不同ACMP 剂量的改性沥青（ACMP1、ACMP2、ACMP3） 和2种参考沥青（中海70#沥青和 SBS 改性沥青），分别与AC—13C型级配矿料（含矿粉）拌和，制备成沥青混合料，开展多项路用性能试验。

试验所用的集料共分4档，分别为 9.5~13.2mm碎石、4.75~9.5mm碎石、2.36~4.75mm石屑、0~2.36mm机制砂，依次称为1#料、2#料、3#料、4#料。按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42—2004） 的相关规定，对各档集料进行相关技术性能测试。

3配合比设计

通过试配，确定矿料和矿粉的合成配合比如表2所示，级配类型为AC—13C型，按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42—2005）进行筛分试验。

分别对5种沥青混合料（3 种改性沥青 ACMP1、ACMP2、ACMP3和2种参考沥青70#基质沥青、SBS 改性沥青）进行配合比设计，通过马歇尔试验，最终确定了每种沥青混合料的最佳沥青用量。然后又通过最佳沥青用量，对应地确定了混合料的各项技术指标。

4水稳定性

常温拌和低温铺筑沥青混凝土的水稳定性能通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试验进行评价。在浸水马歇尔试验中，按沥青种类共制作5类试件，每类沥青混合料制作8~10个试件，再随机分成两组，然后按规范要求的方法分别进行试验可得：所测各组混合料的马歇尔残留稳定度最小值达到 85.1%，按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTCF40—2004)对最为潮湿多雨区(年降雨量＞1000mm) 改性沥青混合料“残留稳定度不小于85%”的规定，5种沥青混合料的残留稳定度均满足技术标准的最高要求，即最多雨区域和改性沥青的标准；5种沥青混合料的残留稳定度也存在明显的差别，其中SBS改性沥青混合料的残留稳定度最高，达到了94.0%；中海70#基质沥青混合料次之，为89.4%,残留稳定度为中等；ACMP温拌改性沥青混合料的残留稳定度在85%~87%之间，相对较差但仍能达到“＞85%”的规范要求。

冻融劈裂强度试验我国现行的沥青混合料冻融劈裂试验方法，是美国 AASHTO T283 Lottman 方法进行修正简化而成。由于该试验条件较为苛刻，比浸水马歇尔试验更严密且与现场实际情 况相关性更好，更能科学合理地反映沥青混合料的水稳定性，所以通常作为水稳定性评价的一项核心指标。5种沥青混合料的冻融劈裂强度试验结果可知：冻融劈裂强度比的试验结果符合传统基本认知，SBS改性沥青混合料的冻融劈裂强度比最高，达到了87%；中海70#基质沥青次之，为83.8%。

5养生对混合料性能的影响

一般来说，沥青混凝土路面的夏季最高温度为60℃左右，因而选定20℃、40℃和 60℃作为温度参数。沥青路面摊铺碾压成型后，自然冷却至表面温度低于50℃时，即可开放交通。但为了全面认识ACMP温拌改性沥青混合料的路用性能，试验研究中设定了马歇尔试件的养生龄期为：1d、3d、5d、7d。成型好的马歇尔试件，需要在给定的养生温度下（20℃、40℃、60℃）按给定的养生龄期（1d、3d、5d、7d）进行养生。将达到给定养生条件的试件从养生环境箱中取出，冷却至室温后，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011） 的要求进行马歇尔稳定度试验。试验结果如下所示。

图4-1 稳定度随养生温度的变化

图4-2 稳定度随养生温度的变化

6 结论

通过对不同ACMP 掺量的改性沥青进行配合比设计及试验，可以得出以下结论：

常温拌和铺筑沥青混合料路用性能能够满足现行规范的相关指标要求，可以用作路面大中修改造施工。养生条件对沥青混凝土性能有着显著影响，特别是养生龄期；ACMP改性沥青在混合料设计中对沥青用量的影响不明显。通过上述研究可知，常温拌和低温铺筑沥青路面性能能够满足使用要求。

参考文献：

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