提高沥青路面抗水损害能力措施方法对比研究
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内蒙古公路与运输
4
Highways ＆ Transportation in Inner Mongolia
2013 年第 2 期
文章编号： 1005 － 0574 － （ 2013） 02 － 0004 － 03
提高沥青路面抗水损害能力措施方法对比研究
吴继康1 ， 高凤英2
（ 1. 新疆筑路机械厂公路工程处，新疆 乌鲁木齐 830021； 2. 内蒙古乌兰察布市交通运输局）
经过研究表明，冻融劈裂强度比是评价沥青混合 料水稳定性能的重要指标，因此本研究用冻融劈裂强 度比来反 映 混 合 料 的 抗 水 损 害 能 力［6］。 根 据 混 合 料 的级配组成，用马歇尔击实法成型试件，正反面各击实 50 次，然后分成两组（ 每组 4 个） ，将其中一组在水中 浸水饱和后在 － 18℃ 的环境中储存 16 h，然后再放入 60℃ 水中浸泡 48 h，最后与另外一组在 － 15℃ 的水中 浸泡 2 h，分别测其劈裂强度，冻融后与未冻融的强度
表 1 基质沥青的技术指标测试
技术指标
SK － 90#
规范要求
试验结果
针入度（ 25℃ ，5 s，100 g） / （ 0. 1 mm）
80 ～ 100
89. 5
针入度指数 PI
－ 1. 5 ～ + 1. 0
0. 93
软化点（ R＆B） / ℃
≮45
47. 6
延度（ 10℃ ） / cm 密度（ 25℃ ） / g·cm － 3
檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻
同吸附沥青，使得最佳沥青用量提高，沥青膜变厚； 同 时纤维又与橡胶胶粉颗粒共同起到加筋、分散和稳定 的作用，提高橡胶沥青混合料的路用性能。
参考文献
［1］ 郭德栋，许宏妹，李小刚，等 . 级配类型对纤维橡胶沥青混合料路 用性能的影响［J］. 广西大学学报（ 自然科学版） ，2010，35（ 1） ： 116 － 119．
研究［J］. 武汉理工大学学报，2010，32（ 1） ： 65 － 69． ［5］ 李炜光，张争奇，张登良，等 . 纤维加强沥青路面的研究［J］. 西安
公路交通大学学报，1998，（ 7） ： 235 － 238． ［6］ 张争奇，胡 长 顺 . 纤维加强沥青混凝土几个 问 题 的 研 究 和 探 讨
而由于大部分碱性石料的耐磨性能极差，目前高等级 公路仍用酸性石料作为混合料的组成材料，这大大降 低了混合料内部的黏聚力，以至于严重影响了沥青路 面的抗水损害能力［2 － 3］。基于上述现状，加强沥青路 面的抗水损害性能是保证路面使用寿命的主要难点， 本文通过对集料表面用消石灰水进行处理以及沥青中 掺加抗剥落剂两种措施，研究分析不同措施对混合料 的改善效果，从而选择合适的改善措施，这对不同地区 以及不同环境条件下的沥青路面施工具有重要的指导 作用。
消石灰的主要成分为氢氧化钙，当氢氧化钙与羧 酸相遇时，发生化学反应，生成一种新物质为硷土盐。 硷土盐的吸附能力远大于水的吸附能力，能紧紧地黏 附在石料表面，从而大大降低了沥青从石料表面上剥 落的现象，能够提高混合料的抗水损害能力［4］。液体 抗剥落剂是表面活性剂，大大降低了沥青的表面张力， 促使石料表面更加润湿，提高沥青与集料之间的黏附 作用，从而提高沥青混合料的抗水侵害能力。 1. 2. 2 方案确定
分析图 1 可以得出： 用消石灰处理后的混合料能 够显著改善其冻融劈裂强度比，从而提高路面的抗水 损害能力，并且随着消石灰浓度的增加，冻融强度比也 随着增大； 另外，在浓度为 5% ～ 10% 时增长速度较 快，效果明显，之后再增大消石灰浓度，强度比的增长 趋势不明显，趋于平稳状态，说明消石灰的浓度并不是 越大越有利于混合料的水稳定性能，况且经过消石灰 处理后的混合料抗磨性能会随之降低，因此选择合理
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2013 年第 2 期
比反映水稳定性能力。 2 试验结果讨论分析
通过对相应处理技术的沥青混合料进行水稳定性 性能测试，并与基质混合料对比分析，用来评价经过处 理后沥青混合料抗水损害能力的改善效果。 2. 1 抗剥落剂处理技术分析
者效果更佳。但是，从力学的角度分析，用消石灰处理的改善效果优于抗剥落剂的应用技术。
关键词： 沥青路面； 抗水损害能力； 抗剥落剂； 消石灰； 对比分析
中图分类号： U416. 217
文献标识码： A
Abstract： Improving the water damage resistance of asphalt pavement has a great significance to improve the quality of asphalt pavement． Through water stable performance testing comparative analysis of asphalt mixture prepared by adding anti － stripping agent in the surface of a certain concentration of hydrated lime processing stone and asphalt，the results showed that： compared with the substrate mixture，hydrated lime processing technology and mixed with anti － stripping agent technology both can improve the water damage resistance of mixture，the former increased by 14% ，the latter increased by 18% ，the latter is better． However，from a mechanical point of view，the improvement effect of hydrated lime treatment is better than the anti － stripping agent technology．
Key words： asphalt pavement； water damage resistance； anti － stripping agent； hydrated lime； contrastive analysis
随着我国经济的发展及交通量的增加，路面的病 害也不断产生，外在的荷载以及环境条件的影响是路 面产生病害的主要原因，其中水对路面产生的破坏是 沥青混凝土路面最为严重的病害之一，尤其是在多雨 寒冷地区更为突出。在水的作用下，会对沥青与石料 之间的黏附性产生不良影响，造成沥青从石料表面脱 落，产生开裂、松散及坑槽等病害，严重影响了沥青路 面的使用 寿 命［1］。 影 响 沥 青 混 合 料 力 学 性 能 主 要 有 内因与外因两个方面，其中内因起着关键性作用。研 究表明，沥青与碱性石料的黏附性远大于酸性石料，然
摘 要： 改善沥青路面的抗水损害性能，对提高沥青路面的使用质量具有重要的意义。通过对一定浓度的消石灰
处理石料表面以及沥青中掺加抗剥落剂技术制备的沥青混合料进行水稳性能测试对比分析，结果显示： 与基质混合料相
比，消石灰处理技术以及掺加抗剥落剂技术都能够提高混合料的抗水损害能力，前者提高 14% ，后者提高 18% ，说明后
－ － － － － －
压碎值 /%
14. 31 12. 89
－ － － － － － －
针片状 /%
11. 51 16. 41 14. 12
－ － － － － －
表 3 级配确定
筛孔 / mm 19 16 13. 2 9. 5
AC － 13 100 100 94 79. 2
筛孔 / mm 4. 75 2. 36 1. 18 0. 6
依据沥青混合料内部的作用机理来改善低温抗裂 性能，本研究设计两套方案对沥青混合料进行测试分 析。
方案 1： 抗剥落剂技术处理。 选用液态胺类抗剥落剂，按照 0. 4% 的用量加入 沥青，其技术性质见表 4。 制备过程： 采用高速剪切设备将一定掺量的抗剥 落剂加人基质沥青中，在 120 ～ 140℃ 内高速剪切 45 min 即可形成备样沥青［5］，然后制备沥青混合料。
的浓度对提高路面的使用性能具有重要的意义。 经过综合分析，消石灰的浓度选 10% 时最佳，此
AC － 13 46. 8 33. 5 22. 7 18. 5
筛孔 / mm 0. 3 0. 15 0. 075
AC － 13 12. 4 9. 1 6. 1
沥青是一种高分子合成物，其本质含有羧酸，使沥 青呈现弱酸特性，羧酸易与石料表面相互吸引，当羧酸 与水混合时，由于水分子的极性强于羧酸，更易与粒料 表面相结合，从而使沥青从石料表面脱落。
［2］ 汤文，盛晓军，孙立军 . 纤维橡胶沥青混合料的路用性能［J］. 建筑 材料学报，2008，11 （ 5） ： 612 － 615．
［3］ 陈华鑫，张争奇，胡长顺 . 纤维沥青路用性能机理［J］. 长安大学学
报（ 自然科学版） ，2002，22（ 6） ： 5 － 7． ［4］韩森，李晓娟，张宜洛，等 . 纤维对 OGFC 橡胶沥青混合料性能影响
依据方案 1 的条件及规范对基质与处理后的沥青 混合料进行冻融测试分析，其结果见表 5。
表 5 抗剥落剂处理后混合料的冻融试验结果
混合料 类型 基质混合料 掺加抗剥落剂 的沥青混合料
未冻融 / MPa 1. 1
1. 51
冻融循环后 / MPa 0. 8
冻融劈裂强度比 /% 72
1. 28
85
研究表明： 掺加抗剥落剂后的混合料与基质相比， 其冻融劈裂强度比增加了 18% ，效果明显； 并且经过 处理后的混合料劈裂强度相应提高，混合料的力学性 能也能得到改善，说明抗剥落剂处理后的沥青路面抗 水损害能力能够很大程度的提高。 2. 2 消石灰处理技术分析
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文章编号： 1005 － 0574 － （ 2013） 02 － 0004 － 03
提高沥青路面抗水损害能力措施方法对比研究
吴继康1 ， 高凤英2
（ 1. 新疆筑路机械厂公路工程处，新疆 乌鲁木齐 830021； 2. 内蒙古乌兰察布市交通运输局）
经过研究表明，冻融劈裂强度比是评价沥青混合 料水稳定性能的重要指标，因此本研究用冻融劈裂强 度比来反 映 混 合 料 的 抗 水 损 害 能 力［6］。 根 据 混 合 料 的级配组成，用马歇尔击实法成型试件，正反面各击实 50 次，然后分成两组（ 每组 4 个） ，将其中一组在水中 浸水饱和后在 － 18℃ 的环境中储存 16 h，然后再放入 60℃ 水中浸泡 48 h，最后与另外一组在 － 15℃ 的水中 浸泡 2 h，分别测其劈裂强度，冻融后与未冻融的强度
表 1 基质沥青的技术指标测试
技术指标
SK － 90#
规范要求
试验结果
针入度（ 25℃ ，5 s，100 g） / （ 0. 1 mm）
80 ～ 100
89. 5
针入度指数 PI
－ 1. 5 ～ + 1. 0
0. 93
软化点（ R＆B） / ℃
≮45
47. 6
延度（ 10℃ ） / cm 密度（ 25℃ ） / g·cm － 3
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同吸附沥青，使得最佳沥青用量提高，沥青膜变厚； 同 时纤维又与橡胶胶粉颗粒共同起到加筋、分散和稳定 的作用，提高橡胶沥青混合料的路用性能。
参考文献
［1］ 郭德栋，许宏妹，李小刚，等 . 级配类型对纤维橡胶沥青混合料路 用性能的影响［J］. 广西大学学报（ 自然科学版） ，2010，35（ 1） ： 116 － 119．
研究［J］. 武汉理工大学学报，2010，32（ 1） ： 65 － 69． ［5］ 李炜光，张争奇，张登良，等 . 纤维加强沥青路面的研究［J］. 西安
公路交通大学学报，1998，（ 7） ： 235 － 238． ［6］ 张争奇，胡 长 顺 . 纤维加强沥青混凝土几个 问 题 的 研 究 和 探 讨
而由于大部分碱性石料的耐磨性能极差，目前高等级 公路仍用酸性石料作为混合料的组成材料，这大大降 低了混合料内部的黏聚力，以至于严重影响了沥青路 面的抗水损害能力［2 － 3］。基于上述现状，加强沥青路 面的抗水损害性能是保证路面使用寿命的主要难点， 本文通过对集料表面用消石灰水进行处理以及沥青中 掺加抗剥落剂两种措施，研究分析不同措施对混合料 的改善效果，从而选择合适的改善措施，这对不同地区 以及不同环境条件下的沥青路面施工具有重要的指导 作用。
消石灰的主要成分为氢氧化钙，当氢氧化钙与羧 酸相遇时，发生化学反应，生成一种新物质为硷土盐。 硷土盐的吸附能力远大于水的吸附能力，能紧紧地黏 附在石料表面，从而大大降低了沥青从石料表面上剥 落的现象，能够提高混合料的抗水损害能力［4］。液体 抗剥落剂是表面活性剂，大大降低了沥青的表面张力， 促使石料表面更加润湿，提高沥青与集料之间的黏附 作用，从而提高沥青混合料的抗水侵害能力。 1. 2. 2 方案确定
分析图 1 可以得出： 用消石灰处理后的混合料能 够显著改善其冻融劈裂强度比，从而提高路面的抗水 损害能力，并且随着消石灰浓度的增加，冻融强度比也 随着增大； 另外，在浓度为 5% ～ 10% 时增长速度较 快，效果明显，之后再增大消石灰浓度，强度比的增长 趋势不明显，趋于平稳状态，说明消石灰的浓度并不是 越大越有利于混合料的水稳定性能，况且经过消石灰 处理后的混合料抗磨性能会随之降低，因此选择合理
内蒙古公路与运输
6
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2013 年第 2 期
比反映水稳定性能力。 2 试验结果讨论分析
通过对相应处理技术的沥青混合料进行水稳定性 性能测试，并与基质混合料对比分析，用来评价经过处 理后沥青混合料抗水损害能力的改善效果。 2. 1 抗剥落剂处理技术分析
者效果更佳。但是，从力学的角度分析，用消石灰处理的改善效果优于抗剥落剂的应用技术。
关键词： 沥青路面； 抗水损害能力； 抗剥落剂； 消石灰； 对比分析
中图分类号： U416. 217
文献标识码： A
Abstract： Improving the water damage resistance of asphalt pavement has a great significance to improve the quality of asphalt pavement． Through water stable performance testing comparative analysis of asphalt mixture prepared by adding anti － stripping agent in the surface of a certain concentration of hydrated lime processing stone and asphalt，the results showed that： compared with the substrate mixture，hydrated lime processing technology and mixed with anti － stripping agent technology both can improve the water damage resistance of mixture，the former increased by 14% ，the latter increased by 18% ，the latter is better． However，from a mechanical point of view，the improvement effect of hydrated lime treatment is better than the anti － stripping agent technology．
Key words： asphalt pavement； water damage resistance； anti － stripping agent； hydrated lime； contrastive analysis
随着我国经济的发展及交通量的增加，路面的病 害也不断产生，外在的荷载以及环境条件的影响是路 面产生病害的主要原因，其中水对路面产生的破坏是 沥青混凝土路面最为严重的病害之一，尤其是在多雨 寒冷地区更为突出。在水的作用下，会对沥青与石料 之间的黏附性产生不良影响，造成沥青从石料表面脱 落，产生开裂、松散及坑槽等病害，严重影响了沥青路 面的使用 寿 命［1］。 影 响 沥 青 混 合 料 力 学 性 能 主 要 有 内因与外因两个方面，其中内因起着关键性作用。研 究表明，沥青与碱性石料的黏附性远大于酸性石料，然
摘 要： 改善沥青路面的抗水损害性能，对提高沥青路面的使用质量具有重要的意义。通过对一定浓度的消石灰
处理石料表面以及沥青中掺加抗剥落剂技术制备的沥青混合料进行水稳性能测试对比分析，结果显示： 与基质混合料相
比，消石灰处理技术以及掺加抗剥落剂技术都能够提高混合料的抗水损害能力，前者提高 14% ，后者提高 18% ，说明后
－ － － － － －
压碎值 /%
14. 31 12. 89
－ － － － － － －
针片状 /%
11. 51 16. 41 14. 12
－ － － － － －
表 3 级配确定
筛孔 / mm 19 16 13. 2 9. 5
AC － 13 100 100 94 79. 2
筛孔 / mm 4. 75 2. 36 1. 18 0. 6
依据沥青混合料内部的作用机理来改善低温抗裂 性能，本研究设计两套方案对沥青混合料进行测试分 析。
方案 1： 抗剥落剂技术处理。 选用液态胺类抗剥落剂，按照 0. 4% 的用量加入 沥青，其技术性质见表 4。 制备过程： 采用高速剪切设备将一定掺量的抗剥 落剂加人基质沥青中，在 120 ～ 140℃ 内高速剪切 45 min 即可形成备样沥青［5］，然后制备沥青混合料。
的浓度对提高路面的使用性能具有重要的意义。 经过综合分析，消石灰的浓度选 10% 时最佳，此
AC － 13 46. 8 33. 5 22. 7 18. 5
筛孔 / mm 0. 3 0. 15 0. 075
AC － 13 12. 4 9. 1 6. 1
沥青是一种高分子合成物，其本质含有羧酸，使沥 青呈现弱酸特性，羧酸易与石料表面相互吸引，当羧酸 与水混合时，由于水分子的极性强于羧酸，更易与粒料 表面相结合，从而使沥青从石料表面脱落。
［2］ 汤文，盛晓军，孙立军 . 纤维橡胶沥青混合料的路用性能［J］. 建筑 材料学报，2008，11 （ 5） ： 612 － 615．
［3］ 陈华鑫，张争奇，胡长顺 . 纤维沥青路用性能机理［J］. 长安大学学
报（ 自然科学版） ，2002，22（ 6） ： 5 － 7． ［4］韩森，李晓娟，张宜洛，等 . 纤维对 OGFC 橡胶沥青混合料性能影响
依据方案 1 的条件及规范对基质与处理后的沥青 混合料进行冻融测试分析，其结果见表 5。
表 5 抗剥落剂处理后混合料的冻融试验结果
混合料 类型 基质混合料 掺加抗剥落剂 的沥青混合料
未冻融 / MPa 1. 1
1. 51
冻融循环后 / MPa 0. 8
冻融劈裂强度比 /% 72
1. 28
85
研究表明： 掺加抗剥落剂后的混合料与基质相比， 其冻融劈裂强度比增加了 18% ，效果明显； 并且经过 处理后的混合料劈裂强度相应提高，混合料的力学性 能也能得到改善，说明抗剥落剂处理后的沥青路面抗 水损害能力能够很大程度的提高。 2. 2 消石灰处理技术分析
