温拌助剂对温拌沥青胶浆性能的影响

摘要

在目前国内外高速公路建设中,使用最为广泛的铺装材料是热拌沥青混合料。热拌沥青混合料是将沥青从常温加热到140℃,骨料及矿粉从常温加热到180℃,然后再将沥青和矿料在170℃的高温下进行拌合,摊铺和碾压时的温度达150℃左右。将沥青和矿料加热到如此高的温度,不仅要消耗大量的能源,而且在施工过程中会排放大量的有毒气体,产生大量粉尘。而温拌技术则是通过加入温拌剂大幅降低沥青混合料拌合以及摊铺温度的方法,通常拌合温度低于140℃。这种方法不仅能降低能源消耗,而且能减少有害气体的排放,避免路面施工过程中的环境污染。其关键技术主要是通过温拌剂和沥青的作用,降低沥青的高温粘度,从而提高沥青混合料的流动性。本文采用Rediset作为温拌剂,制备出温拌沥青胶浆,并对其一系列性能进行了评价。
　　 本文首先从Rediset的性质出发,通过热重分析(TG)和微分热重分析(DTG)对Rediset的热稳定性进行了测定。TG和DTG的实验结果发现,温拌剂Rediset的质量随着温度的增高而逐渐减少,但是速度非常缓慢,在150℃之前质量损失不会超过1％。这表明Rediset的热稳定性在150℃之前非常好。因此,在低于150℃的情况下进行改性温拌沥青的制备不会影响温拌剂的性能。
　　 其次,使用两种不同的方法制备改性沥青。第一种方法是直接将Rediset加入热沥青中进行高速搅拌制得;第二种方法是先将Rediset熔融后再加入热沥青中高速搅拌制得。保证温拌剂与沥青的充分混合。
　　 接着,对两种方法制得的温拌沥青进行性能分析。使用动态剪切流变仪(DSR)评价了沥青的动态粘度和流变性能;采用旋转薄膜烘箱模拟沥青的短期老化并对其老化性能进行了测试和分析。动态粘度试验结果表明所有温拌沥青样品在100℃～150℃的范围内表现出近似牛顿流体的状态,这说明在固定剪切速率下进行粘度测定是可行的。在固定速率500/s下进行动态粘度的测量,Rediset的加入会降低沥青的粘度,而粘度越小意味着沥青混合料的拌合与摊铺温度越低。同时,DSR试验表明Rediset的加入提高了沥青的复合模量和车辙因子,降低了沥青的相位角,说明Rediset不仅没有影响沥青的高温性能,反而提高了沥青混合料抗高温永久变形的能力。
　　 最后,旋转薄膜烘箱老化试验表明,添加Rediset的改性沥青的软化点提高率比基质沥青的软化点提高率要大,说明温拌沥青老化后更容易变硬。温拌沥青的老化参数AI高于基质沥青,这表明Rediset对粘度的降低会对沥青的短期老化性能产生不利的影响。因为较低的粘度会增加沥青与空气的接触,从而加速沥青的老化。