梁好章

摘要：随着社会经济的快速发展，我国已进入高速公路养护的关键时期，因此，沥青及其混合料的使用性能显得极为重要。文章通过采用P-1（复合增效剂）、P-2和P-3三种低熔点聚烯烃材料对壳牌70#基质沥青进行改性（三种添加剂掺量为沥青质量的2%），通过试验进行低熔点聚烯烃改性沥青的性能检测，分析数据判定最优添加剂并对其进行系统试验，测试其不同掺量条件下的软化点、135 ℃动力黏度和弹性恢复性能，并研究三种添加剂的超薄铺装沥青混合料性能。研究内容及结果可用于指导高速公路沥青路面材料组成设计，同时可为沥青路面养护设计提供技术指导。

关键词：高速公路;沥青;混合料;添加剂

0 引言

近年来，我国高速公路早期损害严重，路面车辙、坑槽、松散和拥包等病害层出不穷。究其原因主要是车辆超载、外界环境作用引起的道路结构稳定性不足，这使得高速路面养护周期缩短，养护成本提高，维修期高速公路通行能力减弱。因此，延长高速公路沥青路面使用寿命迫在眉睫[1-3]。

目前，国内外学者关于不同添加剂对沥青及混合料性能影响的研究颇多，取得了丰硕的研究成果。陈志一等主要介绍了Aspha-Min，Evotherm、Sasobit三种不同添加剂对温拌沥青混合料施工使用过程中的影响，并通过试验数据判定哪种添加剂可以使沥青及其混合料性能最优[4];冯钢主要介绍了一些市场上已开发研究出的三种添加剂，并对它们的性能进行了试验研究，研究表明，沥青混合料中在掺入这些添加剂后，能够减小热拌沥青混合料的压实及拌和温度，同时具备不损坏路面性能的优势[5];张美坤等通过进行不同材料的破坏试验，对试验数据进行处理分析得到应力-应变曲线并求取应变能，通过对约束温度的应力试验结果及弯曲应变能两个指标来评定沥青低温性能的规律[6];伍铁强等通过开展室内性能试验研究，分析添加剂（温拌剂、再生剂）对高掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能的变化规律，总结各类添加剂对不同RAP掺量的厂拌再生沥青混合料各项性能的影响规律[7]。

本文依托广西某路面中修工程，现场路面养护施工过程中可知密级配超薄铺装Upave10对沥青胶结料有135 ℃黏度低、60 ℃黏度高、弹性恢复性能好等三项技术要求，在混合料中主要添加复合增效剂提高路面车辙、水损害性能，同时实现温拌施工。采用增加SBS改性剂用量的方式，必然增大改性沥青135 ℃黏度。低熔点聚烯烃材料可以达到135 ℃黏度低、60 ℃黏度高的效果，因此项目组采用P-1（复合增效剂）、P-2和P-3三种低熔点聚烯烃材料对壳牌70#基质沥青进行改性，三种添加剂掺量为沥青质量的2%，测试不同掺量条件下的软化点、135 ℃动力黏度和弹性恢复性能。

1 试验原材料

1.1 RAP

RAP为铣刨机铣刨该项目沥青混凝土路面得到的旧沥青混合料，铣刨不同沥青路面结构层得到不同粒径的RAP，本次研究采用维特根2 000、2 100型铣刨机对高速路面的中、下面层进行铣刨，一次性铣刨厚度为12 cm。将铣刨得到的RAP进行筛分，生产成0～8 mm、8～15 mm、15～25 mm三档RAP，在料仓中分开存储。

此次沥青混合料级配按贝雷法进行设计。贝雷法设计有利于集料逐级填充，形成密实结构。RAP筛分有原样筛分和抽提筛分两种方式，抽提筛分即将原样中的沥青清除，将集料分离出来后再进行筛分，[JP4]试验表明，沥青混合料按照RAP抽提筛分来调整级配比较合理，本次研究用沥青混合料设计级配如表1所示，合成级配皆处于规范要求的沥青混合料级配范围以内。

1.2 补充集料

考虑到对象高速是特重交通，在进行沥青混合料级配设计时，考虑RAP真实的矿料级配，在混合料中添加了20%的10～20 mm与5～10 mm石灰石碎石，其石料压碎值、洛杉矶磨耗值、针片状百分率、吸水率等指标需达粗集料技术要求。

1.3 填料

选择水泥和矿粉作为填料。水泥采用初凝时间3～4 h、终凝时间6 h以上的普通硅酸盐散装水泥。水泥应疏松、干燥、无聚团、无结块与受潮变质[4]。水泥质量应满足相应技术标准。矿粉采用石灰石等憎水性石料经磨细得到，矿粉应干燥、洁净。矿粉的质量应满足相应技术标准。

1.4 添加剂

本试验所使用添加剂为P-1（复合增效剂）、P-2和P-3三种低熔点聚烯烃材料对壳牌70#基质沥青进行改性。

2 试验过程及數据分析

将低熔点聚烯烃加入到140 ℃～150 ℃的基质沥青中，在150 ℃条件下采用3 000～4 000 r/min的转速搅拌60 min，然后进行低熔点聚烯烃改性沥青的性能检测。试验结果如表2所示。

从表2可以看出，相对于70#基质沥青，三种改性沥青的针入度降低，软化点提高，60 ℃动力黏度提高。其中，P-1改性沥青的60 ℃动力黏度提高幅度最为显著。因此，对P-1改性沥青进行了系统的试验，测试了不同掺量条件下的软化点、135 ℃动力黏度和弹性恢复性能。试验结果如表3所示。

从表3可以看出，增加P-1的掺量，沥青的软化点显著提高，135 ℃动力黏度略有提高，弹性恢复指标也有大幅度的提升。但是弹性恢复指标与SBS改性沥青55%～75%的指标相比，仍然具有较大的差异，单一地采用聚烯烃对基质沥青进行改性难以达到较好的效果。因此采用P-1与SBS改性沥青进行复配，进一步研究改性沥青的复配技术。采用P-1对PG70的SBS改性沥青进行复合改性，将SBS改性沥青加热到160 ℃～170 ℃，搅拌20 min，然后加入P-1，在150 ℃～160 ℃剪切20 min，然后进行性能测试。对P-1的0%、2.5%、3.5%和4.5%的掺量进行了性能测试。测试结果如表4所示。