不同抗车辙剂对沥青混合料性能影响的比较

黄筑强 盛 伟 刘 晔 盛正伟

（1.长沙学院，湖南 长沙 410012；2.望城经开区建设开发公司，湖南 长沙 410600）（3.湖南省高速百通建设投资有限公司，湖南 长沙 410012）

1 概述

沥青路面具有行车平稳、维修方便等优点但沥青路面容易出现车辙，车辙容易导致高速行驶的车辆发生水漂或冰漂，严重危害行车的安全。本文研究不同抗车辙剂及不同掺量时，对沥青路面抗车辙及抗低温性、水稳性的影响。

2 抗车辙剂作用机理分析[1]

（1）起胶结作用。抗车辙剂与集料先拌和，改善部分集料表面特性，增强粘粘效果。

（2）改善性能。高温熔融的抗车辙剂混在沥青中，改善沥青的高温性能。

（3）加筋作用。拌和时，抗车辙剂未完全熔化，被拉成丝，效果犹如加了纤维，增强了抗拉作用。

（4）嵌挤作用。未熔的抗车辙剂填充了集料骨架中的空隙，形成微型骨架，增强沥青混合料的性能。

3 原材料试验

项目所采用的沥青为中石化武汉分公司的70#道路沥青，按照沥青混合料试验规范[2]进行针入度、软化点和延度试验。粗集料为5-10 和10-20 的玄武岩，细集料为0-5 的玄武岩。因粗细集料为同一产地，故只取10-20 的玄武岩进行集料指标测试。进行混合料试验前先对集料进行筛分，按表3进行配料。

（1）将70#沥青进行指标测试，测得的指标如表1所示。

表1 70#沥青的三大指标

（2）粗集料10-20 的进行测试，结果如表2所示。

表2 粗集料的技术性质表

（3）集料的级配按照表3配制。

表3 集料的级配表

4 四种抗车辙剂的性能试验

四种抗车辙剂是：A、B、C、D 抗车辙剂。根据供应商给出的掺量，四种抗车辙剂均以沥青混合料总质量的0.2%-0.8%为掺量，每隔0.2%取一组，共4 组，来进行高温性能、低温性能和水稳定性的试验。0%为不加抗车辙剂的空白对照组。本次试验车辙剂的掺入方式为：沥青加热至120-150℃，采用高速剪切仪开5000转/min 边掺边搅拌的方式拌和，剪切的时长为30min。集料采用上述玄武岩，矿粉采用石灰岩矿粉，按集料总质量的5%添加。沥青混合料的类型采用工程上常用的AC-20。油石比全部采用4.6%。

根据规程[2]，测试沥青混合料的抗高温、抗低温和抗水稳定性能试验分别为车辙试验、弯曲蠕变试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来测试。下面分别从这三个性能试验来探究四种抗车辙剂四种不同掺量的沥青混合料的性能。

4.1 抗高温性能试验

用车辙试验直接地反映沥青混合料的抗高温性能。提高沥青混合料的抗高温性能也是抗车辙剂加入的最主要目的。试验选取的条件为试验箱温度60℃，轮压0.7Mpa。分别采用四种抗车辙剂的四个掺量，制作车辙板，进行车辙试验，车辙试验的动稳定度如图1，车辙深度如图2。

图1 车辙动稳定度对比图

图2 车辙深度对比图

从两图可以得出：○1 加入车辙剂后，沥青混合料的动稳定度都不同程度的提高了，车辙深度都比空白组小，加抗车辙剂的车辙板深度最小减小了31.69%，最大减小了82.71%，由此可见，抗车辙剂的加入效果是显著的。○2 掺量大于0.4%时，抗车辙效果较为显著。○3 在试验掺量内，D 的抗车辙效果最为显著。

4.2 抗低温性能试验

通过弯曲蠕变试验测试沥青混合料的抗低温性能。将不同的抗车辙剂掺量的沥青与集料矿粉制成车辙板，再将车辙板切成长宽高为250mm×30mm×35mm 的棱柱体。将棱柱体置于-10℃的恒温水浴中保温1h，然后再进行弯曲蠕变试验。试验加载速度为50mm/min。测试的结果如图3。

图3 弯曲蠕变试验结果图

从上图可以得出：○1 加入抗车辙剂，沥青混合料的破坏应变都不同程度提高了，最多提高16.73%，最少提高2.54%。○2 每种抗车辙剂提高的效果不同，B 最好，其次是D-C-A。○3 各种抗车辙剂掺量从0.2%-0.4%，破坏应变增加；掺量大于0.4%，破坏应变减小。从弯曲蠕变来看，最佳掺量在0.4%附近。

4.3 抗水稳性试验

A、浸水马歇尔试验

可以通过浸水马歇尔试验测试混合料的水稳性。该试验可以模拟沥青混合料在浸水条件下抵抗沥青剥落的能力。按不同抗车辙剂的掺量，分别制作16 个马歇尔试件，平均分为两组进行浸水马歇尔试验，计算得到浸水残留稳定度。测试的数据如表4。

表4 浸水马歇尔试验数据表

30min 稳定度 10.20 16.37 16.06 15.60 10.46 16.73 15.37 14.45 48h 稳定度 9.20 15.54 15.11 14.53 9.43 15.56 14.03 13.22残留稳定度 90.20%94.93%94.08%93.14%90.15%93.01%91.28%91.49%

由表4可以看出：○1 掺入了抗车辙剂，48h 后的稳定度提高较多，残留稳定度也大于空白组，说明抗车辙剂能提高沥青混合料的水稳性。○2 30min 和48h 稳定度最大值都在D 的0.4%取得，残留稳定度最大值在C 的0.4%取得。○3 C 和D 的0.4%和0.6%掺量时，残留稳定度达到一个较高水平。

B、冻融劈裂试验

沥青混合料的抗水稳性也可以通过冻融劈裂试验进行评价。采用不同抗车辙剂及不同掺量的沥青制作双面击实50 次的马歇尔试件16 个。将试件分为两组，一组进行冻融循环，一组不做处理，作为参照。循环完后进行劈裂试验，将测试结果绘制成图，如图4所示。

图4 冻融劈裂试验结果图

从图4中可以得出：○1 掺入抗车辙剂的沥青混合料的TSR 普遍增大，均随掺量的增加TSR 提高，随后又降低，在0.4%-0.6%之间取最大值。○2 D 的效果最显著，相比空白组增加了7.3%。

5 结论

通过上述ABCD 四种抗车辙剂的四种掺量的三项性能试验，得出如下结论：

（1）抗高温性能评价。ABCD 四种抗车辙剂随掺量的增加，其抗车辙性能均增强，且D 抗车辙剂的效果最显著，动稳定度最大提高了3.06 倍，车辙深度最少了2.72mm（均是D 在0.8%掺量时取得）。

（2）抗低温性能评价。加入抗车辙剂，弯曲蠕变试验的破坏应变均有提高。当B 在0.4%时达到最大值，说明保证低温性能最佳，抗车辙剂的掺量在0.4%左右。

（3）抗水稳性评价。从浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验可以看出，掺入抗车辙剂的沥青混合料的水稳性提高了。根据分析得出，C 在掺量为0.4%-0.6%时，水稳性达到最佳。

综上所述，本文认为：抗车辙剂的加入能改善沥青混合料的高温、低温、水稳性能；各种抗车辙剂的性能效果不尽相同，各有长处，掺入的剂量不同，所改善的效果也不同。从抗高温、低温、水稳性综合考虑，抗车辙剂的掺量在0.4%-0.6%时综合性能更好。