采用DAT添加剂的温拌沥青路用性能

第35卷第1期连交通大学学报Vol.35 No. 12014年2月JOURNAL OF DALIAN JIAOTONG UNIVERSITYFeb. 2014文章编号:1673-9590(2014 )01 -0064-04采用DAT添加剂的温拌沥青路用性能瞿翔,陈景雅,王坤,车常伟(河海大学土木与交通学院,江苏南京210098) *摘要:为了对比研究热拌与DAT温拌沥青混合料的路用性能的不同,首先研究掺加沥青质量10%的DAT对SBS改性沥青的影响;其次,根据规范对AC-5型混合料按照室内拌和及成型温度制作马歇尔试件,测定各项指标将温拌沥青混合料与热拌沥青混合料路用性能进行对比分析试验结果表明:温拌剂DAT对SBS改性沥青影响不大,在拌合和成型温度上较热拌降低15C前提下,DAT温拌沥青混合料高温稳定性能有所提高,水稳定性、低温稳定性有所下降,但仍符合规范要求.关键词:温拌沥青混合料;DAT温拌剂;配合比设计;拌合温度;路用性能文献标识码:A0引言降30C左右(2] ,燃油成本下降20% ~ 30%[3].另在世界上很多国家的公路建设过程中,热拌外,在沥青混合料生产过程中,每降低10C ,每吨沥青混合料( hot mix asphalt) 是公认的具有良好的混合料会少排放0.9 kg的二氧化碳'4].温拌技路用性能的道路材料.但是,随着时间的推移以及术能够改善沥青混合料的路用性能,主要体现在:世界各个国家所涌现出现来的环境问题、能源问降低沥青胶结料老化程度,延长道路使用寿命;帮题,热拌沥青混合料的缺陷也越来越多的暴露出助提高路面抗水损害能力;降低级配离析和温度来,主要表现在几个方面:沥青混合料在拌合、运离析,提高路面质量;大大的增强混合料抗疲劳性输以及施工过程中的高温直接导致了沥青混合料能,提高路面抗裂能力.的老化,使得沥青混合料的路用性能降低”;热在温拌沥青混合料中,温拌剂的起着重要的拌沥青混合料在生产和施工过程中由于高温等原作用.本文将采用液体温拌剂DAT,选用砂粒式因,排放出了大量的有害气体,直接污染着环境，AC-5型级配进行应力吸收层沥青混合料配合比损害施工人员的身体健康;由于热拌沥青混合料设计,在确定的最佳油石比下进行相关的试验,比在生产过程中常常需要加热到180C左右,带来较DAT温拌沥青混合料和热拌沥青混合料之间了能源的巨大消耗.与热拌沥青相对的冷拌沥青路用性能的差别.混合料,虽然在拌合和施工温度上有着明显的降低,能耗和环保上优于热拌沥青混合料,但是其在1原材料试验以及 配合比设计路用性能上与热拌沥青混合料相距甚远,所以不1.1 温拌剂工作原理能大规模的使用.考虑到热拌沥青混合料与冷拌温拌剂DAT( Disperse Asphalt Technology )为沥青混合料的种种优点与不足,世界各国的科技工作者提出了温拌沥青混合料( warm mix as-表面活性剂,为棕黄色液态状,配制成为活性水溶phalt).温拌沥青混合料相比于热拌沥青混合料液后,添加人混合料中,发出响声,添加剂中的水在环境保护及能源消耗上有着许多的优点.研究分迅速蒸发,未蒸发的水分在混合料中也得到均表明,温拌沥青混合料可以将拌合和碾压温度下匀的分布,在表面活性剂富集于油水界面的作用*收稿日期:2013-04-14中国煤化工作者简介:瞿翔( 1989-),男,硕士研究生;陈景雅(1967 -),女,教授,硕士,主要从事道路与铁道工程.MYHCNMH GE-mail:quxiangl63@ 163. com.第1期瞿翔,等:采用DAT添加剂的温拌沥青路用性能65下,残留的微量的水分在胶结料内部形成结构性是很大,这是由DAT的工作的原理的决定的，.水膜.在不改变胶结料粘温性能的前提下,通过润DAT在加入沥青中后水分迅速蒸发,剩余很少的滑结构提高了较低温度条件下沥青混合料的施工活性剂,所以对SBS沥青的性质影响不大.工作性、特别是压实工作性5-6].1.3 沥青混合料的配合比设计1.2添加剂对 沥青的指标的影响沥青混合料的级配采用砂粒式AC-5,根据5*测定SBS改性沥青的三大指标,沥青三大指料和6*料的筛分结果,依照《公路沥青路面施工标分别指:针人度,延度,软化点SBS改性沥青与技 术规范JTG F40 - 2004》的相关规定进行配合加入DAT的改性沥青的主要指标对比见表1.比设计,确定AC-5的三组级配见表2.根据经验按照初试油石比8.1%制作马歇尔试件,测定空表1 SBS 改性沥青主要指标SBS试SBS+DAT技术隙率饱和度、矿料间隙率、马歇尔稳定度等指标，试验项目验结果试验结果要求试验结果见表3.针入度(25C ,100 g,5 s)/0.1 mm 6067.6 50 ~80表2 AC-5 试验级配配合比组成%延度(5 cm/ min ,5C )/em19≥30矿料规格.软化点(TReB)/C78.0 79.8≥60级配141级配24652. 51.从表1中可以看出,普通SBS改性沥青的三级配347.53.大指标与添加了温拌剂DAT的三大指标差别不表3 砂粒式AC-5沥青混合料设计级配试验结果级配类型油石比/%稳定度/kN空隙率.间隙率饱和度.毛体积相理论最大WV/% .VMA/%VFA/%对密度相对密度.110.772.317.288.72. 3712. 432级配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根据表3中的试验结果,级配23中的空隙表4 AC-5 型沥青混合料室内拌和及成型温度C率和沥青饱和度不符合规定.只有级配1满足各材料.热拌温度温拌温度项指标,选择级配1作为设计级配.再根据马歇尔矿料加热温度180试验的结果确定最佳油石比为8. 4%.沥青加热温度70170混合料拌和温度152试验结 果及讨论试模预热温度为了比较AC-5型热拌沥青混合料与DAT温成型温度150拌沥青混合料在路用性能上的差异,采用油石比为8.4%,温拌剂DAT掺量为沥青质量10%的将DAT温拌沥青混合料的矿料与沥青加热AC-5温拌沥青混合料和热拌沥青混合料分别进温度与热拌沥青混合料保持一致,将沥青拌合」行最佳油石比下的浸水马歇尔残留稳定度试验和度降低15C ,试模预热和成型温度降低15C,分冻融劈裂抗拉强度比试验来检测沥青混合料的水别制作马歇尔试件.稳定性能;进行车辙试验分析沥青混合料的高温2.1浸水残留稳定度试验稳定性;进行小梁弯曲试验检验沥青混合料的低为了检验沥青混合料受水损害时的抵抗剥落的能力,进行浸水马歇尔稳定度试验.浸水马歇尔温性能.试验采用油石比8.4%制作马歇尔试件,热试验要求马歇尔试件在恒温水槽中保温48 h,浸拌沥青混合料与DAT温拌沥青混合料的室内拌水残留稳定度中浔水开即尔稳宁安上马歇尔稳定和以及试件成型温度见表4.度的比值得出中国煤化工科与DAT .iYHCNMH G66大连交通大学学报.第35卷温拌沥青混合料的浸水残留稳定度的试验结果见-组有 效试件劈裂抗拉强度平均值之间的比值.表5.表6即为本次试验混合料的冻融劈裂抗拉强度比试验结果.表5浸水残留稳定 度试验结果表6冻融劈裂抗拉强 度比试验结果马歇尔浸水马歇 残留稳要求混合料类型稳定度 尔稳定度定度结论无条件劈条件劈TSR要求NkN混合料类型裂强度裂强度结%AC-5(热拌) 10.859.6689.03MPa≥85合格AC-5(温拌) 10.329.1488.56AC-5(热拌) 0.9723 0. 844686. 87≥80合格AC-5(温拌) 0.9520 0. 780481.97从热拌沥青混合料与DAT温拌沥青混合料.的试验结果对比可以看出, DAT温拌沥青混合料从表6中的数据对比可以很清楚的发现与浸在马歇尔稳定度和浸水马歇尔稳定度上都稍差于水残留稳定度的试验结果趋势一样,冻融劈裂抗热拌沥青混合料,且残留稳定度也低于热拌沥青拉强度比温拌沥青混合料也是稍差于热拌沥青混混合料,但是其符合规范要求.合料,但是温拌沥青混合料与热拌沥青混合料都2.2冻融劈裂抗拉强度比试验能符合规定.冻融劈裂试验是指在规定的条件下(25C,2.3 车辙试验50mmmin)检测沥青混合料试件在受到水损害车辙试验适用于测定沥青混合料的高温抗车前后劈裂破坏的强度比,以此来评价沥青混合料辙能力,用于检验沥青混合料的高温稳定性,计算的水稳定性能.在试验时,调节恒温冰箱的温度在动稳定度的试件原则上为试验开始后45 ~ 60 min-18C.冻融劈裂抗拉强度比为冻融循环后的有之间.表7为AC-5型热拌沥青混合料的动稳定效试件的劈裂抗拉强度平均值与未冻融循环的第度的试验结果.表7动稳定度试验结果 (60C ,0.7 MPa)动稳定度/(次. mm~I)混合料类型油石 比/%2平均AC-5(热拌)4355.0 4569.5 4385.6 4 436.7≥3 000合格AC-S( 温拌)4642.4 4584.5 4 566.74597.9从表7可以看出,AC-5型DAT温拌沥青混35mm的棱柱体小梁,其跨径为200mm,试验温合料的动稳定度好于热拌沥青混合料,所以添加度为-10C,小梁弯曲试验结果见表8.了10%DAT的温拌沥青混合料的高温稳定性能-10C的小梁弯曲试验结果表明,AC-5型温要好于热拌沥青混合料.拌沥青混合料的试验结果总体略差于热拌沥青混2.4小梁弯 曲试验合料,与水稳定性和高温稳定性试验结果一样,都小梁弯曲试验适用于测定沥青混合料在规定能够符合规范的要求,说明温拌添加剂的加入对温度和加载速率时弯曲破坏的力学性质本次试验沥青混合料的低温性能产生一定程度的不利试件采用经轮碾成型后切制成的250 mm x30 mm x影响.表8 -10小梁弯 曲试验结果最大荷载跨中挠度抗弯拉强度 劲度模量破坏应变混合料类型mmμeμ1. 5460. 49612.648192610≥2500合格AC-5(温拌)1.5070. 48712.3.4 8022 5555中国煤化工MYHCNMH G第1期瞿翔,等:采用DAT添加剂的温拌沥青路用性能63结论[3]李新阳,黄刚,王俐栋.温拌沥青混合料技术综述[J].石油沥青,2013(1) :70-75.分析以上试验得到的数据,我们可以得到以[3]李德超.温拌沥青混合料技术综述[J].石油沥青，下结论:2008(5):7-11.(1)DAT温拌剂对SBS改性沥青的三大指标[4]李祝龙,丁小军,赵述曾,等沥青混合料应用中的环影响幅度不大;境保护[J].交通运输工程学报,2004(4):4-7.(2)从进行的水稳定性、高温稳定性和低温[S]谢寿华,刘晓芬掺加Sasobit 改性沥青的试验及评价[J].稳定性试验来看,加人DAT温拌剂的温拌沥青混中外公路,2003(5):112-113.合料的水稳定性、低温稳定性有所下降,但是符合[6]GRAHAM C HURLEY ,BRIAN D PROWELL. Evaluationof sasobit for use in warm mix asphalt [ R ]. Auburn: .规定;DAT温拌沥青混合料的高温稳定性能较热NCAT Report,2006.拌沥青混合料有所提高;(3)由于添加DAT温拌剂的温拌沥青混合料[7]贾军强.浅谈温拌沥青混凝土路面施工技术[J].北方交通,2010(1):19-21.的性能都能符合相关规定,所以热拌沥青混合料[8]杜少文,刘超飞不同温拌添加剂对SBS改性混合料的配合比设计能够运用到添加DAT温拌剂的温性能的影响[J].公路,2012( 10):159- 163.拌沥青混合料配合比设计中;[9]李宗耀,张伟.一种温拌剂对SBS改性沥青性能的影(4)在本试验中,虽然AC-5型温拌沥青混响研究[J].建材世界,2011(5) :32-35.合料在拌合和成型温度上降低了15C左右之后.[10]王鹏，黄卫东.采用DAT添加剂的温拌沥青拌合温的路用性能不及热拌沥青混合料,但是仍然能够度[J].长沙理工大学学报(自然科学版) ,2010(2):15-21.符合规范的要求,证明其可以供施工参考,达到了[11]王玉臣,钱叶葵,李强.橡胶沥青应力吸收层施工工节约能源的目的.艺[J]. 公路交通科技:(应用技术版) ,2009(1):85-8参考文献:[12]交通部公路科学研究所. JTG F40 - 2004公路沥青路[1]朱梦良,韩冬樱,何立平.高温存储时改性沥青的性能面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.衰变[J].长沙理工大学学报(自然科学版) ,2005[ 13]中华人民共和国交通部. JTG E20-2011公路工程沥(2) :26-31.青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版[2]陈新国,屠建波,包泮旺,等. Evotherm温拌沥青混凝社,2011.土技术在低温条件下的应用[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中国煤化工MHCNMH G