维普资讯 http://www.cqvip.com 直接投入外掺剂（ＤＵＲＯＦＬＥＸ） 改善沥青混合料性能的研究 胡存亮 （张承高速公路张家口管理处，河北张家口０７５０００） 摘要：通过直接投入外掺剂（ＤＵＲＯＦＬＥＸ）￣改善沥青混合料技术性能的试验，表明此方法可显著提高沥青混合料的高 温抗车辙能力及抗水损坏能力。 关键词：外掺剂；改善；沥青混合料；性能 中图分类号：Ｕ４１６．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—４７８６（２００７）０６—００５３—０３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｍｉｘｔｕｒｅ ｂｙ Ｐｌｕｎｇｉｎｇ Ａｄｄｉｔｉｏｎ（ＤＵＲＯＦＬＥＸ）Ｄｉｒｅｃｔｌｙ ＨＵ Ｃｕｎ－ｌｉａｎｇ （Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ＺＨＡＮＧ－ＣＨＥＮＧ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ ０７５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｙ ｐｌｕｎｇｉｎｇ ａｄｄｉｔｉｏｎ（ＤＵＲＯＦＬＥＸ）ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｉｎ— ｔｏ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ Ｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｎｔｉ—ｔｒａｃｋ ・÷・÷・÷・ ・÷ ・÷・÷・÷ ・÷・÷・÷・÷・÷・÷・÷・÷・÷・ 试验方法仍在研究之中。因篇幅所限，在此不再详 述。 ｇ 三 ５结语 删 综上所述，可有如下主要结论： 制 螺 ａ）由：Ｊ：Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计系统较复杂且昂贵，需 开发简单性能试验方法； ０ ２０ ４０ ６０ ８０ １００ 试验时间（ｓ） ｂ）对不同试验方法进行比较分析，发现适合用 图７ ＩＤＴ与ＨｃＴ试验的蠕变柔量结果比较 作永久变形评价的简单性能试验方法主要有沥青路 面分析仪车辙试验，汉堡车辙仪车辙试验及法国车 辙仪车辙试验； 窖 Ｃ）对于疲劳及低温开裂，ＨＣＴ有望成为简单性 【 删 能试验方法。 作者简介：吴继锋（１９５５一），男，本科学历，副教授，江西 交通职业技术学院路桥工程系主任，一直从事于路桥工程 荷载频率（Ｈｚ） 专业的理论与实践教学、管理和科研等工作。 图８不同复模量试验方法结果比较 收稿日期：２０Ｏ６—１１—１６ ｌ５３ 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡ ⅡＯＮＳ ＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡ Ⅱ０Ｎ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｄｄｉｔｉｏｎ；ｉｍｐｒｏｖｅ；ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ １概述 表１ ＤＵＲｏＦＬＥＸ的主要有效成分 成分 聚合物／类型Ｉ 作用原理 改善矿料与沥青阵列之间的粘合效果 改性沥青的制作方式可以分为母体法、工厂化 生产的改性沥青成品以及现场制作法三类。母体法 生产成本较高。对母体需要采取防止离析的措施。 母体再溶化加工也比较困难。而且母体与沥青之间 存在配伍性问题。使用受到限制。现在已经很少采 用了。工厂化生产的改性沥青成品。对于用户来 聚合物／弹性体类别ＩＩ 改善沥青的性质（软化点，脆点） 抑制剂 保护聚合物／弹性体不受紫外线和氧气的作用 改善聚合物的抗老化性能超过５年 纤维（稳定剂） 避免热沥青在运输或加工过程中与矿料分离 说。使用时可与普通沥青一样加热熔化。使用起来 比较简单。但是需要在改性沥青制作时加人多种外 掺剂。防止改性剂离析。所以总的价格要比现场制 ＤＵＲＯＦＬＥＸ外掺剂施工工艺简单。可在拌制沥青混 合料时，直接将其加入拌和锅中，通过拌和过程， 达到沥青混合料改性的目的。ＤＵＲＯＦＬＥＸ外掺剂施 工工艺如图１所示。 热沥青（约１６０＇ｔ２）ｌ １热骨料（约１９０＇ｔ２） 称量 ｌ ｌ 称量 矿粉（冷）称量ｌ ｌ外掺剂（冷）称量 作法昂贵，使用时需要再次加热，浪费能源，而且 长期放置的改性沥青成品。改性效果必然受到一定 的影响。现场改性法有的需要大型的生产加工设 备．例如现场改性的ＳＢＳ改性沥青．以及不需要专 热骨料与外掺剂干拌（约２０ｓ） 加入沥青继续搅拌（约３６ｓ） 出料（约１７０ｏＣ） 门设备。只需要简单搅拌的改性剂。例￣ＩＩＡＲ一２０、 ＡＰＡＯ、掺加天然沥青等。后一种不需要大型加工 设备的现场改性。从制作工艺上来说最简单，节省 了加工成本。不需要沥青重复加热。能够节省能源。 ５４ ｌ 图１ ＤＵＲ０ＦＬＥＸ外掺剂施工工艺 本文研究的主要内容是通过直接投入外掺剂 ３最佳沥青用量 （ＤＵＲＯＦＬＥＸ）现场改性沥青混合料技术性能。 ２外掺剂的性能 ２．１基本性质 ＤＵＲＯＦＬＥＸ外掺剂掺量选择分别为矿质集料质 量的０％、０．３％、０．５５％、０．８％四个水平。沥青混合 料类型选用ＡＣ一１３Ｃ。基质沥青选择加德士Ａ一７０， 其性能满足公路沥青路面施工技术规范中“道路石 据有关资料介绍，ＤＵＲＯＦＬＥＸ添加剂（多乐） 由德国柏林卢博道路与环境公司生产．专门用于道 油沥青的技术要求”：集料选择石家庄灵寿县石料 场的玄武岩碎石。鹿泉建材厂的石灰岩石屑；矿粉 路石油沥青混合料的直接改性。这一改性剂主要是 为提高沥青混合料的高温稳定性。增强与矿料的粘 结性而专门研制的。 采用鹿泉建材厂的矿粉。ＡＣ一１３Ｃ沥青混合料矿料 级配组成如表２所示。采用上述原材料进行ＡＣ一１３Ｃ 该产品为黑色固体。呈粒状。粒径在４．７５ｍｍ～ ０．０７５ｍｍ之间。其中４．７５ｍｍ的粒径占１３％左右。 ２．３６ｍｍ的粒径占６３％左右。１．１８ｍｍ的占１９％左右。 ０．６ｍｍ和０．０７５ｍｍ的粒径各占１％～２％左右。其形状 不规则。密度为１．０４２ｇ／ｃｍ。左右。ＤＵＲＯＦＬＥＸ的主 要有效成分见表１。 ２．２施工工艺 型沥青混合料目标配合比矿料级配曲线设计。经试 配。采用１０ｍｍ～１５ｍｍ碎石：５ｍｍ～１０ｍｍ碎石：３ｍｍ～ ５ｍｍ碎石：石屑：矿粉＝２７：３１：９：２７．５：５．５。 表２ ＡＣ一１３Ｃ沥青混合料矿料级配组成及要求 通过下列筛孔（方孔筛ｍｍ）的质量百分率（％） 级配类型 １６ １３．２ ９．５ ４．７５ ２－３６ １．１８ ０．６ ０－３ ０．１５ ０．Ｏ７５ 级配上限 １００ １ｏ０ ８５ ６８ ５０ ３８ ２８ ２０ １５ ＡＣ一 ８ ４ ＤＵＲＯＦＬＥＸ改性沥青混合料在加工工艺上不 级配下限 １ｏｏ ９０ ６８ ３８ ２４ １５ １０ ７ １３Ｃ ５ 需要专门的设备。它与以往改性剂的不同之处还在 于它首先与热的矿质混合料拌和。然后再加入沥青 拌和成沥青混合料。 ＤＵＲＯＦＬＥＸ外掺剂掺量一般可选用５％ｏ。 目标配合比 １００ ９４．４ ７２．１ ４４．４ ３１．５ ２１．８ １５．６ １０．０ ７．０ ５－３ 按ＪＴＪ ０５２—２０００、Ｔ ０７０９—２０００规程进行了马歇 尔最佳沥青用量试验。根据ＡＣ一１３Ｃ马歇尔配合比 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡ ｎＯＮＳ ＳｒＡＮＤＡＲＤＩＺＡ Ⅱ０ 设计要求和《沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧ １７４０— ＤＵＲＯＦＬＥＸ改性剂的掺量越大，浸水前与浸水后的 ２００４）中热拌沥青混合料配合比设计方法，确定Ａ一 马歇尔稳定度均越大，残留稳定度比也越大：冻融 ７Ｏ与ＡＣ一１３Ｃ沥青混合料最佳沥青用量为（油石比）４． 劈裂试验结果同样表明，ＤＵＲＯＦＬＥＸ改性剂的掺量 １％，掺）ＪＳ０－３％、０．５５％、０．８％ＤＵＲＯＦＬＥＸ的沥青 越大，劈裂抗拉强度越大，冻融劈裂抗拉强度比越 混合料外掺剂（油石比）均为４．Ｏ％。 大。以上试验结果说明，ＤＵＲＯＦＬＥＸ改性剂对沥青 ４外掺剂对沥青混合料性能的影响 混合料的水稳定性具有积极的贡献。 ４．１ 马歇尔试件的体积参数 ４．３沥青混合料的高温稳定性 在目标空隙率为４％～５％之间时，在同一油石 车辙试验结果表明．随着外加剂掺量的增加， 比条件下．随着ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量的增加，空隙率 沥青混合料的动稳定度不断提高，试件在６０ｍｉｎ时 的大致规律是逐渐降低的。欲达到同一目标空隙 的总变形逐渐减少，说明ＤＵＲＯＦＬＥＸ可以明显提高 率，ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量越大，所需要的沥青用量越 沥青混合料的高温稳定性。 小：在目标饱和度达７０％时，随着ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量 掺）ＪＳ０．３％的ＤＵＲＯＦＬＥＸ，就可以将混合料的 的增加，油石比的大致规律为逐渐降低，说明欲达 动稳定度从８２０次／ｍｍ提高到２ ０２６次／ｍｍ，提高了 到７０％的饱和度，ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量越大，所需要的 １４７％。从图２曲线段的斜率中可以看出，ＤＵＲＯ— 沥青用量越小。以上规律说明，ＤＵＲＯＦＬＥＸ的掺 ＦＬＥＸ掺量从０．３％提高到０．５５％时，动稳定度提高幅 量影响马歇尔试件的体积参数，从而影响最佳沥青 度最大。当ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量从Ｏ％提高Ｎｏ．３％以及 用量的确定。 从０．５５％提高到０．８％时，沥青混合料的动稳定度增 可能的原因是，ＤＵＲＯＦＬＥＸ首先与矿质集料 长幅度较小，说明ＤＵＲＯＦＬＥＸ存在经济用量问题。 混合，在矿质集料表面形成一层薄膜，阻止了矿料 ７ 对沥青的吸附，因此沥青用量略有降低。但是随着 ＤＵＲＯＦＬＥＸ的介入，使得矿料一ＤＵＲＯＦＬＥＸ一沥青 ： 三相的界面处粘度增大，改善了沥青与集料的粘结 誓 ３ 情况．集料表面总的沥青与ＤＵＲＯＦＬＥＸ形成的膜 ｚ １ 厚将会增大。实际上．随着ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量的增 加，沥青用量虽然基本不变或略有减少，但是沥青 ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量（％） 与ＤＵＲＯＦＬＥＸ形成的膜厚是增大的。 图２ ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量对车辙试验结果的影响 ４．２沥青混合料的水稳定性 在实际工程中，ＤＵＲＯＦＬＥＸ掺量的选择一方面 ＤＵＲＯＦＬＥＸ对沥青混合料水稳定性的影响见 应考虑其经济性，另一方面也更重要的是对于具体 表３ 工程尤其具体使用层位而言，存在一个合理的高温 表３ ＤＵＲｏＦＬＥＸ对沥青混合料水稳定性的影响 稳定性技术要求问题。在试验室设计时，应考虑施 ＤＵＲ０ＦＬＥｘ的掺量 工单位施工工艺水平与试验室的差异。 试验项目 （占矿质混合料质量百分率（％）） ５结语 ０ ０＿３ ０．５５ ０．８ 浸水 浸水前稳定度平均值（ｋＮ） １２．２ １２．０７ １４．１９ １５．５ 经初步研究表明，ＤＵＲＯＦＬＥＸ外掺剂可显著提 马歇尔 浸水后稳定度平均值（ｋＮ） １１．４１ １２＿８１ １４．７２ １５．２８ 高沥青混合料的高温抗车辙能力及抗水损坏能力， 试验 残留稳定度比（％） ９３．５ ９４．２ ９６．４ ９８．６ 能够减少沥青路面病害的发生。 冻融 未冻融劈拉强度平均值（ＭＰａ） １．１０ １＿３１ １．３７ １．３３ 参考文献 劈裂 冻融劈拉强度平均值（ＭＰａ） ０．９９ １．２２ １．２８ １．３１ 【１】ＪＴＧ Ｄ５０—２００６，公路沥青路面设计规范【Ｓ】． 试验 冻融劈裂抗拉强度比（％） ８９．９ ９２．７ ９３．６ ９８．５ ［２ ＪＴＧ ２］Ｆ４０～２００４，公路沥青路面施工技术规范［Ｓ】． 从浸水马歇尔与冻融劈裂试验结果中可以看 出，加德士Ａ一７０沥青混合料以及掺加不同剂量的 作者简介：胡存亮（１９６２一），男，工程师，主要从事道桥工 ＤＵＲＯＦＬＥＸ改性沥青混合料的水稳定性均可以达 程技术工作。 到技术标准要求。总的规律可以看出，随着 收稿日期：２００７一Ｏ２—２７ ｆ ５５
