采用DAT添加劑的溫拌瀝青路用性能

第35卷第1期連交通大學(xué)學(xué)報Vol.35 No. 12014年2月JOURNAL OF DALIAN JIAOTONG UNIVERSITYFeb. 2014文章編號:1673-9590(2014 )01 -0064-04采用DAT添加劑的溫拌瀝青路用性能瞿翔,陳景雅,王坤,車(chē)常偉(河海大學(xué)土木與交通學(xué)院,江蘇南京210098) *摘要:為了對比研究熱拌與DAT溫拌瀝青混合料的路用性能的不同,首先研究摻加瀝青質(zhì)量10%的DAT對SBS改性瀝青的影響;其次,根據規范對AC-5型混合料按照室內拌和及成型溫度制作馬歇爾試件,測定各項指標將溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料路用性能進(jìn)行對比分析試驗結果表明:溫拌劑DAT對SBS改性瀝青影響不大,在拌合和成型溫度上較熱拌降低15C前提下,DAT溫拌瀝青混合料高溫穩定性能有所提高,水穩定性、低溫穩定性有所下降,但仍符合規范要求.關(guān)鍵詞:溫拌瀝青混合料;DAT溫拌劑;配合比設計;拌合溫度;路用性能文獻標識碼:A0引言降30C左右(2] ,燃油成本下降20% ~ 30%[3].另在世界上很多國家的公路建設過(guò)程中,熱拌外,在瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程中,每降低10C ,每噸瀝青混合料( hot mix asphalt) 是公認的具有良好的混合料會(huì )少排放0.9 kg的二氧化碳'4].溫拌技路用性能的道路材料.但是,隨著(zhù)時(shí)間的推移以及術(shù)能夠改善瀝青混合料的路用性能,主要體現在:世界各個(gè)國家所涌現出現來(lái)的環(huán)境問(wèn)題、能源問(wèn)降低瀝青膠結料老化程度,延長(cháng)道路使用壽命;幫題,熱拌瀝青混合料的缺陷也越來(lái)越多的暴露出助提高路面抗水損害能力;降低級配離析和溫度來(lái),主要表現在幾個(gè)方面:瀝青混合料在拌合、運離析,提高路面質(zhì)量;大大的增強混合料抗疲勞性輸以及施工過(guò)程中的高溫直接導致了瀝青混合料能,提高路面抗裂能力.的老化,使得瀝青混合料的路用性能降低”;熱在溫拌瀝青混合料中,溫拌劑的起著(zhù)重要的拌瀝青混合料在生產(chǎn)和施工過(guò)程中由于高溫等原作用.本文將采用液體溫拌劑DAT,選用砂粒式因,排放出了大量的有害氣體,直接污染著(zhù)環(huán)境，AC-5型級配進(jìn)行應力吸收層瀝青混合料配合比損害施工人員的身體健康;由于熱拌瀝青混合料設計,在確定的最佳油石比下進(jìn)行相關(guān)的試驗,比在生產(chǎn)過(guò)程中常常需要加熱到180C左右,帶來(lái)較DAT溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料之間了能源的巨大消耗.與熱拌瀝青相對的冷拌瀝青路用性能的差別.混合料,雖然在拌合和施工溫度上有著(zhù)明顯的降低,能耗和環(huán)保上優(yōu)于熱拌瀝青混合料,但是其在1原材料試驗以及 配合比設計路用性能上與熱拌瀝青混合料相距甚遠,所以不1.1 溫拌劑工作原理能大規模的使用.考慮到熱拌瀝青混合料與冷拌溫拌劑DAT( Disperse Asphalt Technology )為瀝青混合料的種種優(yōu)點(diǎn)與不足,世界各國的科技工作者提出了溫拌瀝青混合料( warm mix as-表面活性劑,為棕黃色液態(tài)狀,配制成為活性水溶phalt).溫拌瀝青混合料相比于熱拌瀝青混合料液后,添加人混合料中,發(fā)出響聲,添加劑中的水在環(huán)境保護及能源消耗上有著(zhù)許多的優(yōu)點(diǎn).研究分迅速蒸發(fā),未蒸發(fā)的水分在混合料中也得到均表明,溫拌瀝青混合料可以將拌合和碾壓溫度下勻的分布,在表面活性劑富集于油水界面的作用*收稿日期:2013-04-14中國煤化工作者簡(jiǎn)介:瞿翔( 1989-),男,碩士研究生;陳景雅(1967 -),女,教授,碩士,主要從事道路與鐵道工程.MYHCNMH GE-mail:quxiangl63@ 163. com.第1期瞿翔,等:采用DAT添加劑的溫拌瀝青路用性能65下,殘留的微量的水分在膠結料內部形成結構性是很大,這是由DAT的工作的原理的決定的，.水膜.在不改變膠結料粘溫性能的前提下,通過(guò)潤DAT在加入瀝青中后水分迅速蒸發(fā),剩余很少的滑結構提高了較低溫度條件下瀝青混合料的施工活性劑,所以對SBS瀝青的性質(zhì)影響不大.工作性、特別是壓實(shí)工作性5-6].1.3 瀝青混合料的配合比設計1.2添加劑對 瀝青的指標的影響瀝青混合料的級配采用砂粒式AC-5,根據5*測定SBS改性瀝青的三大指標,瀝青三大指料和6*料的篩分結果,依照《公路瀝青路面施工標分別指:針人度,延度,軟化點(diǎn)SBS改性瀝青與技 術(shù)規范JTG F40 - 2004》的相關(guān)規定進(jìn)行配合加入DAT的改性瀝青的主要指標對比見(jiàn)表1.比設計,確定AC-5的三組級配見(jiàn)表2.根據經(jīng)驗按照初試油石比8.1%制作馬歇爾試件,測定空表1 SBS 改性瀝青主要指標SBS試SBS+DAT技術(shù)隙率飽和度、礦料間隙率、馬歇爾穩定度等指標，試驗項目驗結果試驗結果要求試驗結果見(jiàn)表3.針入度(25C ,100 g,5 s)/0.1 mm 6067.6 50 ~80表2 AC-5 試驗級配配合比組成%延度(5 cm/ min ,5C )/em19≥30礦料規格.軟化點(diǎn)(TReB)/C78.0 79.8≥60級配141級配24652. 51.從表1中可以看出,普通SBS改性瀝青的三級配347.53.大指標與添加了溫拌劑DAT的三大指標差別不表3 砂粒式AC-5瀝青混合料設計級配試驗結果級配類(lèi)型油石比/%穩定度/kN空隙率.間隙率飽和度.毛體積相理論最大WV/% .VMA/%VFA/%對密度相對密度.110.772.317.288.72. 3712. 432級配2.3.110.583.517.883.62. 3472. 446.8.111.464.218.981.02. 3552.471要求≥8.00.5-2.5>16.0.>85.0根據表3中的試驗結果,級配23中的空隙表4 AC-5 型瀝青混合料室內拌和及成型溫度C率和瀝青飽和度不符合規定.只有級配1滿(mǎn)足各材料.熱拌溫度溫拌溫度項指標,選擇級配1作為設計級配.再根據馬歇爾礦料加熱溫度180試驗的結果確定最佳油石比為8. 4%.瀝青加熱溫度70170混合料拌和溫度152試驗結 果及討論試模預熱溫度為了比較AC-5型熱拌瀝青混合料與DAT溫成型溫度150拌瀝青混合料在路用性能上的差異,采用油石比為8.4%,溫拌劑DAT摻量為瀝青質(zhì)量10%的將DAT溫拌瀝青混合料的礦料與瀝青加熱AC-5溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料分別進(jìn)溫度與熱拌瀝青混合料保持一致,將瀝青拌合」行最佳油石比下的浸水馬歇爾殘留穩定度試驗和度降低15C ,試模預熱和成型溫度降低15C,分凍融劈裂抗拉強度比試驗來(lái)檢測瀝青混合料的水別制作馬歇爾試件.穩定性能;進(jìn)行車(chē)轍試驗分析瀝青混合料的高溫2.1浸水殘留穩定度試驗穩定性;進(jìn)行小梁彎曲試驗檢驗瀝青混合料的低為了檢驗瀝青混合料受水損害時(shí)的抵抗剝落的能力,進(jìn)行浸水馬歇爾穩定度試驗.浸水馬歇爾溫性能.試驗采用油石比8.4%制作馬歇爾試件,熱試驗要求馬歇爾試件在恒溫水槽中保溫48 h,浸拌瀝青混合料與DAT溫拌瀝青混合料的室內拌水殘留穩定度中潯水開(kāi)即爾穩寧安上馬歇爾穩定和以及試件成型溫度見(jiàn)表4.度的比值得出中國煤化工科與DAT .iYHCNMH G66大連交通大學(xué)學(xué)報.第35卷溫拌瀝青混合料的浸水殘留穩定度的試驗結果見(jiàn)-組有 效試件劈裂抗拉強度平均值之間的比值.表5.表6即為本次試驗混合料的凍融劈裂抗拉強度比試驗結果.表5浸水殘留穩定 度試驗結果表6凍融劈裂抗拉強 度比試驗結果馬歇爾浸水馬歇 殘留穩要求混合料類(lèi)型穩定度 爾穩定度定度結論無(wú)條件劈條件劈TSR要求NkN混合料類(lèi)型裂強度裂強度結%AC-5(熱拌) 10.859.6689.03MPa≥85合格AC-5(溫拌) 10.329.1488.56AC-5(熱拌) 0.9723 0. 844686. 87≥80合格AC-5(溫拌) 0.9520 0. 780481.97從熱拌瀝青混合料與DAT溫拌瀝青混合料.的試驗結果對比可以看出, DAT溫拌瀝青混合料從表6中的數據對比可以很清楚的發(fā)現與浸在馬歇爾穩定度和浸水馬歇爾穩定度上都稍差于水殘留穩定度的試驗結果趨勢一樣,凍融劈裂抗熱拌瀝青混合料,且殘留穩定度也低于熱拌瀝青拉強度比溫拌瀝青混合料也是稍差于熱拌瀝青混混合料,但是其符合規范要求.合料,但是溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料都2.2凍融劈裂抗拉強度比試驗能符合規定.凍融劈裂試驗是指在規定的條件下(25C,2.3 車(chē)轍試驗50mmmin)檢測瀝青混合料試件在受到水損害車(chē)轍試驗適用于測定瀝青混合料的高溫抗車(chē)前后劈裂破壞的強度比,以此來(lái)評價(jià)瀝青混合料轍能力,用于檢驗瀝青混合料的高溫穩定性,計算的水穩定性能.在試驗時(shí),調節恒溫冰箱的溫度在動(dòng)穩定度的試件原則上為試驗開(kāi)始后45 ~ 60 min-18C.凍融劈裂抗拉強度比為凍融循環(huán)后的有之間.表7為AC-5型熱拌瀝青混合料的動(dòng)穩定效試件的劈裂抗拉強度平均值與未凍融循環(huán)的第度的試驗結果.表7動(dòng)穩定度試驗結果 (60C ,0.7 MPa)動(dòng)穩定度/(次. mm~I)混合料類(lèi)型油石 比/%2平均AC-5(熱拌)4355.0 4569.5 4385.6 4 436.7≥3 000合格AC-S( 溫拌)4642.4 4584.5 4 566.74597.9從表7可以看出,AC-5型DAT溫拌瀝青混35mm的棱柱體小梁,其跨徑為200mm,試驗溫合料的動(dòng)穩定度好于熱拌瀝青混合料,所以添加度為-10C,小梁彎曲試驗結果見(jiàn)表8.了10%DAT的溫拌瀝青混合料的高溫穩定性能-10C的小梁彎曲試驗結果表明,AC-5型溫要好于熱拌瀝青混合料.拌瀝青混合料的試驗結果總體略差于熱拌瀝青混2.4小梁彎 曲試驗合料,與水穩定性和高溫穩定性試驗結果一樣,都小梁彎曲試驗適用于測定瀝青混合料在規定能夠符合規范的要求,說(shuō)明溫拌添加劑的加入對溫度和加載速率時(shí)彎曲破壞的力學(xué)性質(zhì)本次試驗瀝青混合料的低溫性能產(chǎn)生一定程度的不利試件采用經(jīng)輪碾成型后切制成的250 mm x30 mm x影響.表8 -10小梁彎 曲試驗結果最大荷載跨中撓度抗彎拉強度 勁度模量破壞應變混合料類(lèi)型mmμeμ1. 5460. 49612.648192610≥2500合格AC-5(溫拌)1.5070. 48712.3.4 8022 5555中國煤化工MYHCNMH G第1期瞿翔,等:采用DAT添加劑的溫拌瀝青路用性能63結論[3]李新陽(yáng),黃剛,王俐棟.溫拌瀝青混合料技術(shù)綜述[J].石油瀝青,2013(1) :70-75.分析以上試驗得到的數據,我們可以得到以[3]李德超.溫拌瀝青混合料技術(shù)綜述[J].石油瀝青，下結論:2008(5):7-11.(1)DAT溫拌劑對SBS改性瀝青的三大指標[4]李祝龍,丁小軍,趙述曾,等瀝青混合料應用中的環(huán)影響幅度不大;境保護[J].交通運輸工程學(xué)報,2004(4):4-7.(2)從進(jìn)行的水穩定性、高溫穩定性和低溫[S]謝壽華,劉曉芬摻加Sasobit 改性瀝青的試驗及評價(jià)[J].穩定性試驗來(lái)看,加人DAT溫拌劑的溫拌瀝青混中外公路,2003(5):112-113.合料的水穩定性、低溫穩定性有所下降,但是符合[6]GRAHAM C HURLEY ,BRIAN D PROWELL. Evaluationof sasobit for use in warm mix asphalt [ R ]. Auburn: .規定;DAT溫拌瀝青混合料的高溫穩定性能較熱NCAT Report,2006.拌瀝青混合料有所提高;(3)由于添加DAT溫拌劑的溫拌瀝青混合料[7]賈軍強.淺談溫拌瀝青混凝土路面施工技術(shù)[J].北方交通,2010(1):19-21.的性能都能符合相關(guān)規定,所以熱拌瀝青混合料[8]杜少文,劉超飛不同溫拌添加劑對SBS改性混合料的配合比設計能夠運用到添加DAT溫拌劑的溫性能的影響[J].公路,2012( 10):159- 163.拌瀝青混合料配合比設計中;[9]李宗耀,張偉.一種溫拌劑對SBS改性瀝青性能的影(4)在本試驗中,雖然AC-5型溫拌瀝青混響研究[J].建材世界,2011(5) :32-35.合料在拌合和成型溫度上降低了15C左右之后.[10]王鵬，黃衛東.采用DAT添加劑的溫拌瀝青拌合溫的路用性能不及熱拌瀝青混合料,但是仍然能夠度[J].長(cháng)沙理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) ,2010(2):15-21.符合規范的要求,證明其可以供施工參考,達到了[11]王玉臣,錢(qián)葉葵,李強.橡膠瀝青應力吸收層施工工節約能源的目的.藝[J]. 公路交通科技:(應用技術(shù)版) ,2009(1):85-8參考文獻:[12]交通部公路科學(xué)研究所. JTG F40 - 2004公路瀝青路[1]朱夢(mèng)良,韓冬櫻,何立平.高溫存儲時(shí)改性瀝青的性能面施工技術(shù)規范[S].北京:人民交通出版社,2004.衰變[J].長(cháng)沙理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) ,2005[ 13]中華人民共和國交通部. JTG E20-2011公路工程瀝(2) :26-31.青及瀝青混合料試驗規程[S].北京:人民交通出版[2]陳新國,屠建波,包泮旺,等. Evotherm溫拌瀝青混凝社,2011.土技術(shù)在低溫條件下的應用[J].公路,2011(8) :218-21.Road Performance Study of Warm Mix Asphalt Using DATQU Xiang,CHEN Jing-ya, WANG Kun ,CHE Chang wei(School of Civil and Transportation Engineering, Hehai University , Nanjing 210098 ,China)Abstract :To compare the difference of road performance between DAT warm -mix asphalt and hot-mix asphalt ,the impact on the SBS asphalt with 10% DAT was studied, AC-5 asphalt mixture was made to prepare Marshallspecimens according to the indoor mixing and molding temperature , and the road performance of the warm andhot mix asphalt was analyzed. The experiment results show that the SBS asphalt with DAT has small differencewith the original one. The DAT warm-mix asphalt has poor water stability and low-temperature stability , butgood high-temperature stability than the hot mix asphalt when the indoor mixing and molding temperature has15C reduction.Key words:warm mix asphalt; disperse asphalt technology ; mix proportion design ; mix temperature ; road per-formance中國煤化工MHCNMH G