高速公路温拌沥青总结

1、高速公路温拌和热拌沥青试验对比分析 沥青混凝土路面对施工气候的要求较为苛刻，公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004中规定地区路面不得在气温低于10（高速公路和一级公路）或5（其他等级公路），以及雨天、路面潮湿的情况下施工。鉴于贵州六盘水地区11月至次年2月间环境温度日平均温度普遍低于10，且日平均温度低于5的时间也过多，六盘水地区冬季气温低、雾大潮湿天气多。六六高速公路中上面层设计为改性沥青混凝土，SBS改性沥青热拌沥青混合料要求的施工温度较高，相应的对外界的施工环境的要求也较高，较长的运输距离或者外界气温太低会导致混合料温度下降过快，来不及碾压密实，从而限制路面施工的进行，拖延工期

2、。根据贵州省委省政府的通车时间，六盘水至六枝高速公路只有11月份、12月份最冷两个月的施工期，而规范规定温度小于10度不允许进行热拌沥青混凝土施工。为保证冬季施工质量按时完工，温拌沥青混合料的应用对改善上述状况有着巨大的意义，其较低的拌和及压实温度既可以节约大量的能源消耗，也能保证在较低的气候环境下能保证质量顺利的施工按时完工。我中心试验室对温拌改性沥青混合料的各项性能进行了分析，并通过室内试验、室外试验段进行了试验验证。一、加Sasobit和不加Sasobit原材料对比试验和混合料对比试验1.1改性沥青材料 改性沥青为贵州省黔和物流有限公司加工的改性沥青。温拌剂采用由SASOL-WAX公司于

3、1997年德国研发部门开发的新型的聚烃类沥青改性剂Sasobit，采用tischer-Tropsch工艺从煤气化生产中的产品，该产品为白色固体，呈粒状，粒径在2.364.75 mm之间，滴溶点约为115 ，在高于其熔点的温度下，可方便而稳定的熔解于沥青之中。以下试验采用掺量为1.5%的Sasobit添加剂进行改性沥青和沥青混合料的各项常规试验对比，以及正常施工温度和不同低温条件下Sasobit温拌剂试验段压实度对比。1.2 温拌剂Sasobit基本介绍和制备方法Sasobit是德国 Sasol Wax 公司的产品，是一种高熔点的有机添加剂，使用 Fischer-Tropsch（费托， FT）方

4、法从煤炭气化中获取，因此也称为 FT 石蜡。它是一种细结晶体，通常可提供两种形式，一种为粉末状，供熔融添加用；另一种为颗粒状（小球），供直接添加。图 2.1 为颗粒状的 Sasobit。 Sasobit是一种窄分布的合成饱和碳氢化合物的混合物，是一种硬蜡，经由煤炭气化，用F-T法制成。众所周知，沥青中蜡含量偏高会对沥青的性能产生明显的负面影响，但是掺入一定量的Sasobit却不会出现这种问题。这是因为它与沥青中的蜡在分子结构上有很大的不同：沥青中的蜡分子一般只含有2240个碳原子，而Sasobit分子是含有40120个碳原子的长链脂肪烃（见图2.1）。它的熔点在100左右，可以完全融解在温度高

5、于115的沥青中，降低沥青的粘度，使混合料拌和及压实温度降低。在温度低于熔点时，则在沥青中形成网状的晶格结构，增加沥青的稳定性，提高路面在使用温度范围内的抗车辙性能。经试验证明，Sasobit在高温沥青中简单地机械搅拌即可均匀地融解分布于沥青中且不离析，不必要采用胶体磨或者高速剪切搅拌等复杂的加工工艺，与一般的PE或SBS等改性剂相比具有优良的加工性能。其物理化学指标如下：表2.3 Sasobit的理化指标项目凝固点闪点135粘度(cp)25针入度(0.1mm)65针入度(0.1mm)25密度(g/cm)典型值100约29012170.94长链脂肪烃，见图 2.2 所示。 图 2.2 沥青蜡与

6、 Sasobit分子中蜡的碳原子数比较1.3、将Sasobit按外掺(沥青质量百分率)法加入140左右的改性沥青中，搅拌30-60min制备。先进行加温拌剂和不加温拌剂改性沥青试验。表1 改性沥青与添加Sasobit改性沥青性能试验对比检测项目改性沥青改性沥青+1.5% Sasobit备注25 针入度/0.1 mm52.645.35 延度/cm3821软化点/47.890.2动力黏度135 /Pa·s1.91.1由表1可见（1）、沥青的针入度随着Sasobit的掺入而急速减小，可以理解成加入温拌剂可以减小沥青的老化速率。 （2）、沥青的软化点随着随着Sasobit的掺入而显著提高。软

7、化点的提高表明可以很好的改善沥青的高温性能，增强混合料的高温稳定性，提高路面的高温抗车辙能力。（3）沥青的延度随着Sasobit的掺入显著降低。以前，人们通常认为，延度的降低会对沥青的低温性能产生较大的负面影响。但近年来，越来越多的试验显示延度和路面低温开裂的相关性并不好，沥青延度大的路面也可能会开裂，而延度小的路面却可能不会开裂。（4）Sasobit可降低沥青混合料的135运动粘度（见图2），以提高施工和易性，同时可提高沥青60的粘度（见图2），改善沥青对集料的粘附性，提高混合料的抗水损害性能（该处和下图2引用已发表论文资料，粘度指标已经委外交通部甲级单位检测）。 图2 Sasobit对沥青

8、粘度的影响SBS、PE类常规聚合物沥青改性剂会导致改性沥青的135 黏度增加，施工和易性差，因而需要在高温下拌和、摊铺及压实，能量消耗大，综合成本高。从图2可以看出，随着Sasobit掺量的增加，改性沥青的135 运动黏度降低，且低于改性沥青，而在60 下的动力黏度软化点高于改性沥青，说明沥青加该温拌剂后可在较低温度下施工，且有较好的高温稳定性。Sasobit改性沥青的这些特点，不仅可以有效地改善沥青对集料的浸润速率，提高覆盖率和黏附力，而且可以有效地改善施工和易性，降低施工温度。2 Sasobit混合料性能试验为了评价Sasobit对沥青混合料路用性能的影响,对未掺加Sasobit的正常温度

9、拌和成型的沥青混合料试件与添加Sasobit后降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件进行了马歇尔稳定度试验、车辙试验、分析沥青混合料的路用性能。以 AC-13C 型沥青混合料为例，在改性沥青混合料中掺加1.5%剂量的 Sasobit改性剂，然后采用变温度击实马歇尔试验，即在不同击实温度（130150，每 10为一个间隔点）下成型马歇尔试件，测试其在不同击实温度和不同 Sasobit掺加量下的体积参数等指标， 分析 Sasobit对沥青混合料压实特性的影响。2.1 热拌和温拌室内试验对比结果六盘水至六枝高速公路AC-13改性沥青混凝土热拌和温拌室内试验对比结果不加温拌剂加温拌剂毛体积相对密度密度空

10、隙率(%)饱和度(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)动稳定度（车辙）次/min）毛体积相对密度密度空隙率(%)饱和度(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)动稳定度（车辙）次/min）正常温度1652.4654.567.311.5230.756461302.450 5.164.611.0238.42.4654.567.514.3428.280501402.4664.567.712.8934.0 2.4793.274.417.8930.31502.4644.667.316.0230.42.5153.0 78.915.8133.2试验结果分析（1）沥青混合料的空隙率因Sasobit掺入而减小。（2

11、）沥青混合料的沥青饱和度、稳定度都随着Sasobit掺入而增大。Sasobit沥青混合料的马歇尔稳定度高于未掺加SasobitSBS 改性沥青混合料；流值都符合规范的技术要求，说明掺加Sasobit能够有效提高沥青混合料的高温性能。（3）掺加Sasobit的沥青混合料体积参数等指标与击实温度均具有很好的线性关系。结论：在降低拌和及成型温度后，温拌沥青混合料的空隙率比SBS沥青混合料的空隙率要低，这说明温拌沥青混合料的密实度要好。温拌沥青混合料的马歇尔稳定度较SBS沥青混合料有所提高，而流值相对于SBS沥青混合料没有太大的变化，这说明温拌沥青混合料在降低压实温度后，则由于温拌剂作用，可以改善混合

12、料的高温性能。（4） 从上表数据可以看出,掺加Sasobit后,沥青混合料的高温稳定性得到提高,对于AC-13合料，掺1.5Sasobit的温拌沥青混合料的动稳定度是是SBS沥青混合料的0.5倍，由此可见，掺Sa温拌剂的沥青混合料可以很好的改善混合料的高温性能，提高路面的抗车辙能力。 （5） 降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件的空隙率、低温抗裂性及水稳定性与未掺加Sasobit的正常温度拌和的沥青混合料试件相比基本保持不变,同时沥青混合料高温稳定性提高较大,因此,通过添加Sasobit降低混合料的拌和及成型温度是可行的。从上表可以看出， Sasobit沥青混合料的动稳定度高于SBS 改性沥青

13、混合料，表明掺加 Sasobit可以很好地改善沥青混合料的高温性能，提高沥青路面的高温抗车辙能力。这主要是因为在沥青路面的使用温度时， Sasobit在沥青混合料中会形成网状的晶格结构，从而提高了混合料的高温稳定性。二、实际施工加Sasobit不同温度和不加Sasobit正常温度对比下卧层的表面温度()相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温度()普通沥青混合料改性沥青混合料或SMA沥青混合料<50mm5080mm>80mm<50mm5080mm>80mm<5不允许不允许140不允许不允许不允许510不允许140135不允许不允许不允许1015145138132165

14、155150152014013513015815014520251381321281531471432530132130126147145141>30130125124145140139 温拌聚合物改性沥青混合料的拌制温度范围工 序SBS 类沥青加热温度（）160170集料加热温度（）比出料温度高 10左右正常施工出料温度（）125145低温施工出料温度（）160正常施工温拌界定温度150低温施工温拌界定温度160 冬季温拌热铺沥青与热拌沥青的施工对比 种类项目Sasobit温拌沥青热拌改性沥青 备注集料加热温度（）120160180拌合温度（）140160170摊铺温度（）130165

15、初压温度（）100140终压温度（）90120碾压完温度（）6090施工环境温度（）-510 当天地表温度数显温度计显示结果：11.3六盘水至六枝高速公路加温拌剂和正常施工压实度对比施工时环境温度4-11，下卧层表面温度11.3对比类型实测压实度数据规范要求施工过程中工程质量的控制标淮压实度标准值正常施工温度碾压（165）93.0、94.1、93.7>93加温拌剂现场降温到130碾压96.1>93加温拌剂现场降温到14094.9>93加温拌剂现场降温到15094.7>93加温拌剂拌合站降温到155送至现场149碾压97.1>93从现场试验检测结果来看；路面压实度、

16、渗水系数合格。从上面对比可以看出在低温施工时，未掺加Sasobit温拌剂的路面压实度刚刚达到施工过程中工程质量的控制标淮压实度标准值或超一个百分点，而掺加了Sasobit温拌剂的路面压实度平均高出两个或四个百分点。由于采用直接升高施工温度的方法对混合料性能会产生不利影响，因此，建议采用Sasobit降粘剂来保证低温环境下混凝土的压实度。热沥青混合料的施工温度按照正常施工时的温度进行控制，通过采用Sasobit降粘剂的方式使混合料即使在较低温度下仍然能够较轻易的压实。通常情况下，沥青混合料的有效的碾压时间只有10-15min，超过这个时间段，就很难保证压实度，而采用降粘剂后，能大大延长可碾压密实的时间域，为施工争取了宝贵的时间，因为降粘剂降低了沥青粘度后，混合料在较低温度下也不需要额外增加压实功，压实效果非常好。三、结论通过对Sasobit改性沥青及沥青混合料的性能试验分析，可以得到如下结论：a)添加Sasobit