高模量沥青混合料改性剂比较.doc

高模量沥青混合料改性剂（抗车辙剂）性能比较
《湖南公路路面典型结构及修建技术研究》课题组多年来对高模量沥青混合料改性剂（俗称抗车辙剂）应用于提高沥青混合料高温稳定性方面作了大量的研究。课题组认为，如果抗车辙剂不严格按技术要求加以选择、不严格按工艺要求制作混合料而进行滥用的话，不但达不到提高沥青混合料品质的目的，反而会适得其反。
特别是认为抗车辙剂就是废塑料（PE）经挤塑机挤压而成的观点是不正确的。真正符合要求能用于高速公路沥青混合料的抗车辙剂（如Domix），课题组对其化学成分委托相关机构进行了分析，其成分中不但有PE（还拌有适量的SBS）等聚合物，还配有分散剂，抗老化剂、增塑剂等多种能改善沥青混合料高温性能、低温性能、抗老化性能的化学成分。不但如此，抗车辙剂必须在高温190-200℃条件下能迅速分散并裹覆在集料的表面，面不产生明显的离析。课题组在大量试验与研究中发现，当使用的抗车辙剂在190-200℃的温度范围内及一定的工艺条件下产生明显的离析，在试验室作动稳定度试验时，因一个车辙试验的用料少，其动稳定度表现得比较高，一旦在施工现场应用时，因其严重的离析会产生动稳定度试验值的极大差别，最终导之在路面摊铺时路面不同点的动稳定度及路面模量的差别很大。结果甚至产生不同模量的界面在压实时或通车后产生裂缝。
1、高模量沥青混合料改性剂（抗车辙剂）必须在高温（190-200℃）条件下能迅速分散并裹覆在集料的表面，以避免高模量沥青混合料改性剂的离析而导之混合料路表面动稳定度的不一致。并须满足表1要求：
高模量沥青混合料改性剂（抗车辙剂）技术要求 表1
序号
检验项目
单位
技术要求
1
密度
g/cm3
0.92-1.10
2
拉伸强度
Mpa
≥12
3
拉伸断裂伸长率
%
≥8
4
拉伸弹性模量
Mpa
≥650
5
熔体流动速率(190℃，5kg)
g/10min
≥7
6
熔融峰温1
℃
≥120
7
熔融峰温2
℃
≤170
2、高模量沥青混合料制作工艺：
（1）拌和楼添加制作工艺：（在符合设计要求的级配条件下）
将抗车辙剂以风送设备（自动加料、有准确称重装置）按掺量要求与粗集料同步加入高温集料（190-200℃）中进行拌和，按拌和站设定的不同集料的顺序加入集料过程中，其干拌时间不宜少于25s，在同步加入填料及沥青或改性沥青后，其湿拌时间不得少于25-30s（普通沥青混合料25s改性沥青混合料30s）。
（2）试验室添加制作工艺：（在符合设计要求的级配条件下）
将集料放入烘箱加热至190-200℃并保温5小时左右，然后将集料加入拌和锅并同步加入抗车辙剂，干拌180s加入沥青或改性沥青及填料再湿拌60s即可（按此工艺与拌和楼添加制作工艺等效）。
3、抗车辙剂（Domix）沥青混合料高温稳定性能特点
在多年的研究与实践中，课题组还对抗车辙剂（Domix）在高温稳定性能方面作了大量的试验。当温度由60℃升到70℃甚至75℃时，Domix沥青混合料的抗车辙性能衰减很小。不但大大改善了橡胶沥青的高温抗车辙能力与高温稳定性，而且较SBS改性沥青混凝土路面的高温稳定性要好得多（见表2）。
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抗车辙剂沥青混凝土在不同温度下车辙统计表 表2
混合料名称
混合料型号
配合比试验数据
车辙试验数据
不同温度车辙值比
试件密度（马歇尔密度g/cm3）
试件空隙率（马歇尔空隙率）
编号
温度(℃)
65℃/60℃
70℃/60℃
75℃/60℃
70℃/65℃
75℃/65℃
75℃/70℃
60℃
65℃
70℃
75℃
个别值（次/mm）
平均值（次/mm）
个别值（次/mm）
平均值（次/mm）
个别值（次/mm）
平均值（次/mm）
个别值（次/mm）
平均值（次/mm）
AC20（Domix掺量0.3%）
东海A-70
2.461
4.1
1
10560
9990
9600
9207
8846
8375
8052
7703
0.91
0.84
0.77
0.91
0.84
0.92
2
9850
9053
8240
7860
3
9560
8970
8040
7200
AC20C(SBS)
东海A-70
2.452
4.0
7
6320
6288
4356
4384
2455
2411
1086
996
0.70
0.38
0.16
0.55
0.23
0.41
8
6577
4660
2237
932
9
5966
4135
2541
969

4、多种抗车辙剂分散性及配合比设计验证混合料路用性能比较
课题组对10多种抗车辙剂的分散性及按供应商提供的理想掺量制作混合料进行了大量的试验。现就几种有代表性的抗车辙剂的试验结果列表3（级配、制作工艺条件完全一样）：
多种抗车辙剂性能比较 （试验室试验） 表3
抗车辙剂改性沥青混合料AC20C
（东海A-70）

分散性描述
（试验室粗集料温度190-200℃烘箱保温5h，干拌180s后加填料与沥青湿拌60s）
配合比设计验证
浸水残留稳定度
（%）
冻融劈裂
（%）
低温弯曲破坏应变
（με）
动稳定度（次/mm）
Domix掺量0.3%
Domix均匀分散并裹覆在集料表面
86
78
2650
9856
Domix掺量0.2%
Domix均匀分散并裹覆在集料表面
85
75
2580
6275
路孚8000掺量0.4%
路孚8000抗车辙剂不分散，并在加热过程中集团，有些以软化状粘在集料表面，离析严重
81
72
2490
8674
RA掺量0.4%
RA抗车辙剂部分分散在集料表面，但部分不完全分散粘在集料表面，离析明显
82
70
2450
7985
保利送样抗车辙剂0.4%
抗车辙剂溶化后不均匀粘结在集料的表面，软化颗粒离析较严重
78
65
2350
8200
深圳车辙王0.3%
抗车辙剂软化后不分散，不均匀粘结在集料表面，离析较严重
76
61
2315
6850
5、抗车辙剂的应用
（1）Domix在常吉（中面层作了5 Km， Domix掺量0.3%），衡炎高速（24标中面层作了35Km， Domix掺量0.3%）。上面层胶粉双复合改性沥青混合料[ARHM13（WS）]（Domix掺量0.3%）作了70 Km。
（2）深圳车辙王在常吉试验路原打算作下面层1 Km试验路，但在拌和场取样发现离析非常严重（不同时间取样作动稳定度有的高达10000多次，有的只有2000多次），加上气味难闻至使工人受不了，只作了50m的AC25C后停作。
（3）RA在2009年长益高速公路改造工程试验路中原打算作500m试验路，后发现离析只作了300m后停止。
（4）其余抗车辙剂只在试验室作试验，课题组考虑到因分散差产生离析未在试验路及高速公路应用。