温拌剂对WMA路用性能的影响-低碳减排热拌沥青混合料研究结果

本书采用高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性3个指标评价掺加不同温拌剂的AC-16和AC-20WMA性能。采用马歇尔试验方法确定最佳沥青用量，进行路用性能试验。AC-16配比为碎石（10～20mm）∶碎石（5～10mm）∶石屑∶水洗砂∶矿粉=40%∶20%∶12%∶25%∶3.0%，矿料级配如图2.6所示，油石比为4.85%；AC-20配比为碎石（10～20mm）∶碎石（5～10mm）∶石屑∶水洗砂∶矿粉=43%∶18%∶22%∶12%∶5.0%，矿料级配如图2.7所示，油石比为4.6%。添加Evotherm温拌剂的混合料以下简称E-WMA，添加Sasobit的混合料以下简称S-WMA，沥青加热温度为160～170℃，集料加热温度为165～175℃，参考国内外研究成果E-WMA拌和温度为145℃左右，S-WMA拌和温度为160℃左右，HMA按照规范温度成型。在空隙率相近的情况下对比E-WMA、S-WMA、HMA 3种混合料的路用性能。

图2.6　AC-16合成级配曲线图

图2.7　AC-20合成级配曲线图

1.温拌剂对沥青混合料高温性能的影响

采用车辙试验评价混合料高温性能，试验温度为60℃，轮压0.7MPa。试验结果见表2.8。

表2.8　车辙试验结果

从表2.8中可以看出，对于AC-16和AC-20两种混合料WMA的动稳定度较HMA的动稳定度均高一些，这是因为温拌剂有助于混合料形成更为密实的结构，空隙率减小，而有车辙减小；S-WMA的动稳定度较E-WMA的动稳定度高一些，这主要是因为Sasobit在60℃时在沥青中形成晶体网状结构，相当于在沥青中“加筋”。说明在提高混合料高温性能方面Sasobit优于Evotherm。

2.温拌剂对沥青混合料低温抗裂性的影响

参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011），采用低温弯曲试验来测试HMA和WMA的低温抗裂性能，试验温度为-10℃、加载速率为50mm/min。试件小梁尺寸为30mm×35mm×250mm。HMA、E-WMA、S-WMA的低温弯曲试验结果见表2.9。

表2.9　低温弯曲试验结果(www.xing528.com)

从表2.9中可以看出，WMA的最大破坏应变均比HMA的小，但是满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）对HMA的低温抗裂性要求，E-WMA低温抗裂性能优于S-WMA的低温抗裂性能。说明对混合料低温性能方面的影响Sasobit稍劣于Evotherm。

3.温拌剂对沥青混合料水稳定性的影响

水稳定性试验包括浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果见表2.10。

表2.10　浸水马歇尔稳定度试验结果

从表2.10中试验结果可知，E-WMA两种类型混合料残留稳定与HMA相差不大，说明Evotherm对混合料残留稳定度基本没有影响；S-WMA两种类型混合料的残留稳定度均比HMA低，尤其是AC-16降低约10%，降低的幅度较大。

冻融劈裂试验按照现行规范要求进行，冻融试件冰冻温度为（-18±2）℃，保温16h；（60±0.5）℃恒温水槽保温24h，试验结果见表2.11。

表2.11　冻融劈裂试验结果

两种类型混合料WMA冻融劈裂强度比均较HMA降低，E-WMA劈裂强度比的降低幅度稍大于S-WMA。对比浸水马歇尔稳定度试验结果和冻融劈裂试验结果，在水稳定性方面不能说Sasobit和Evotherm孰优孰劣。