南京市公共工程建设中心 江苏南京 210019
摘要：近些年，温拌技术在中国工程领域快速发展，被各个试验单位和实施单位采用，因此本文通过试验数值分析的方法研究了温拌沥青混合料（WMA）水稳定性能的变化。本文主要从两方面依次进行研究：首先通过孔隙率相等的方法分别确定了基质WMA的拌和温度是135℃；SBS改性WMA的拌和温度155℃；基质热拌沥青混合料（HMA）的拌和温度是150℃；SBS改性热拌沥青混合料（HMA）的拌和温度170℃。表明WMA的拌合温度要求比HMA低。其次通过浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验和冻融劈裂试验，分析比较了WMA及HMA的水稳定性。结果表明：WMA比HMA有不同程度的提升。
关键词：沥青混合料；拌合温度；水稳定性；冻融劈裂试验
0引言
WMA在拌合，摊铺，压实等方面的温度要求比HMA的温度要求低，且有较好的施工和易性，达到了节约原材料，延长了施工季节的目的。另一方面，温拌沥青混合料的缺点也是显而易见的。当沥青路面被雨水浸泡或产生冻融循环时，在车辆轴载作用下沥青混合料内部少量的水将产生动水压力，削减了沥青和骨料间的粘结性，降低了沥青混合料的强度。同时车辆行驶会对路面产生挤压，加快了沥青混合料的剥离速度，使路面快速受损[1]。因此，研究WMA的水稳性具有非常现实的意义。
1原材料试验
1.1沥青
本文试验组共6组，第一组：90#基质沥青（JZ），第二组：SBS改性沥青（SB），第三组：90#基质沥青+3%的RH温拌剂（JR），第四组：90#基质沥青+0.6%的EV温拌剂（JE），第五组：SBS改性沥青+3%的RH温拌剂（SR），第六组：SBS改性沥青+0.6%的EV温拌剂（SE），相应技术指标针入度PN，软化点TS，延度DL，闪点TF均满足指标要求。
1.2温拌剂
本文选用的温拌剂是EV温拌剂如图1所示和RH型温拌剂如图2所示，两者的特性如表1所示：
表1：温拌剂特性对比
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图1：RH温拌剂 图2：EV温拌剂
1.3确定油石比
本试验所用混合料为AC-13型，粗、细集料为玄武岩和石灰石矿粉且集料性能均满足要求。本文沥青采用 90#基质沥青和SBS改性沥青，将原材料按比例制成马歇尔试件，测得试件毛体积和稳定度的最大值，目标空隙率，饱和度中值所对应的沥青含量确定最佳油石比。温拌剂在原材料的占比相当小且无影响，所以此处忽略不计。经上述实验步骤后确定基质沥青混合料的油石比为5.2%，SBS改性沥青混合料油石比为5.0%。
1.4 拌合温度的确定
以热拌沥青混合料达到设计孔隙率（4%）时的拌合温度为标准，分别测定温拌沥青混合料达到相同孔隙率时的拌合温度，且定义此时的温度即为WMA的拌和温度[2][3]。
如图3所示：以4%为设计空隙率得到JR和JE温拌沥青混合料的拌和温度为135℃，SR和SE温拌沥青混合料的拌和温度为155℃左右。两种温拌剂的温拌效果相当，与传统HMA相比拌和温度都降低了15℃左右。
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图3：空隙率拌和温度曲线
2.试验方法
2.1浸水马歇尔试验
浸水马歇尔试验是将成型好的标准马歇尔试件分成两组，每组4个试件。一组在60℃恒温水槽中的保温48h，另一组在60℃恒温水槽中的保温30min，然后对不同状态下试件进行马歇尔试验，试验数据如表2所示
表2：浸水马歇尔试验结果
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2.2真空饱水马歇尔试验
真空饱水马歇尔试验是将标准马歇尔试件分成两组，一组先进行真空饱水15min，后恢复常压，取出试件后再放入60℃的恒温水槽中保温48h，另一组直接放入60℃的恒温水槽中保温30min，然后对两组试件进行标准马歇尔试验。试验数据如表3所示。
表3：真空饱水马歇尔试验结果
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2.3冻融劈裂试验
本次试验严格按照要求制作标准马歇尔试件。然后随机抽取两组试件，一组放在试验仪器平台等待试验，另一组在饱水机中真空饱水并进行一次冻融循坏，最后两组都进行劈裂试验，同时记录数据，结果见表4。
表4：冻融劈裂试验结果
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2.4相关性分析
相关性分析是指：两个及两个以上具有关联性的变量进行分析，通过以下公式得到变量的相关性系数的一种分析方法。相关性系数的计算公式为：
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式中 r—相关性系数；x、y—变量；n—变量的个数。
经计算可知，浸水马歇尔试验与真空饱水马歇尔试验、浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验、冻融劈裂试验与真空饱水马歇尔试验的相关性系数r分别为-0.8937、0.8536、-0.9956。由r值可以看出以上三种实验组合中冻融劈裂试验和真空饱水马歇尔试验之间由较好相关性；而SBS改性沥青混合料三种试验组合对应的r分别为0.8923、0.9187、0.9964，由r值可以看出三者数值接近，三种试验方法评价SBS改性温拌沥青混合料的水稳定性都具有代表性。
3 结语
三种试验方法得到的数据表明：RH温拌剂提高SBS改性沥青混合料水稳指标10.1%，EV温拌剂提高SBS改性沥青混合料水稳指标19.2%，EV温拌剂提高的幅度更大，改善的效果更明显。对基质混合料的水稳性能影响，采用规范推荐的冻融劈裂作为评价指标。结果表明两种WMA的水稳性能较同状态下HMA水稳性能提高。提高比例分别为JR提高3.7%、JE少幅提高。综上WMA的水稳性能比HMA水稳性能有不同程度的提升。
仅针对本文所研究的两种温拌剂而言，合理选择水稳试验方法对温拌基质沥青混合料很重要。温拌基质沥青混合料，推荐使用真空饱水马歇尔试验作为其评价方法，对于温拌SBS改性沥青混合料而言，浸水马歇尔试验和真空饱水马歇尔试验都可以作为其水稳评价方法。
参考文献：
[1]陈慨，曹毅. 温拌沥青混合料路用性能研究[J]. 中外公路，2014，034（001）：290-293.
[2]魏建国，王兆仑，付其林.温拌沥青混合料施工温度确定方法[J].长安大学学报自然科学版，2013，33（6）：16-21.
[3]侯月琴，许辉，纪小平.温拌再生沥青混合料的温度控制方法及路用性能[J].长安大学学报自然科学版，2014，34（2）：16-21.