[摘 要]针对青海地区广泛分布的酸性花岗岩、砂岩进行掺加抗剥落剂改善酸性石料与沥青黏附性的研究。通过水煮法评定石料与沥青黏附性的等级,并通过沥青老化试验确定适合青海地区采用的抗剥落剂品种以及掺配量。
　　[关键词]抗剥落剂;沥青;黏附性

　　沥青与集料的黏附性是评价沥青技术性能的一个重要指标,直接影响沥青路面的使用质量和耐久性。良好的黏附性是保证沥青路面具有足够高温稳定性、良好的水稳定性以及良好的耐久性的重要条件。

　　酸性石料具有强度高、耐磨性能好等优点,是良好的筑路材料。然而由于酸性石料与沥青的黏附性不好,不能满足规范规定的技术要求,所以在使用方面局限性很大。青海省地处青藏高原东北部,经调查,省内酸性石料蕴藏量丰富,并且容易采集、加工。如果采用则可以节省大量的公路建设资金,大大降低公路造价。对于青海省而言,由于特殊的地理位置,恶劣的气候条件,单一的经济模式,青海省经济相对较为落后,公路发展相对滞后。公路建设应以因地制宜、就地取材为原则,以最小的资金投入、最低的施工成本、最好的使用质量为目标。因此,解决青海省特有酸性石料与沥青黏附性的技术问题具有非常重要、长远的现实意义。

　　沥青抗剥落剂是解决道路石油沥青与酸性石料黏附性较差问题的一种添加剂,可以通过降低沥青与集料之间的界面张力来提高沥青与集料之间的黏附力。目前市场上的抗剥落剂有很多种,根据青海省的气候条件、环境因素、经济水平以及施工方法,确定适合青海的抗剥落剂品种和掺配量是本课题研究的主要内容之一。

　　1 研究的方案职称论文

　　1.1 材料的选择

　　本课题的目的是研究改善青海地区酸性石料与沥青黏附性的技术。因此集料的母岩是根据青海路网规划,选取路网规划路线沿线分布较广的酸性石料花岗岩、砂岩作为研究对象,同时选择碱性石灰岩作为对比。

　　根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中关于沥青路面施工气候分区的划分,青海属于3-2-2区。昼夜温差大,紫外线照射强,沥青老化快。再加上考虑到青海省公路建设的资金等因素,本课题按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的规定(见表1.1),选用青海常用的新疆克拉玛依石化公司厂生产的道路石油沥青A-110#作为试验用沥青。

　　根据青海省的气候条件、环境因素、经济水平以及施工方法,初步筛选了四种抗剥落剂作为试验用抗剥落剂。分别是四川成都卡洛公司生产的卡洛胺抗剥落剂、西安公路研究所研发的PA-1型抗剥落剂、江苏镇江金阳道路材料发展科技有限公司研发的JT-K1型抗剥落剂、上海同济大学制备的TJ-066 型抗剥落剂。

　　1.2 实验方案

　　先将所选用的三种石料与克拉玛依A-110#原样沥青用水煮法进行黏附性等级评定,然后在将所选择的四种抗剥落剂以不同比例分别掺配于克拉玛依AH-110#沥青中,进行黏附性等级评价,通过对比,筛选出适合用于青海地区酸性石料的抗剥落剂的品种以及最佳掺配量。方案如图1所示。

　　将选定的比较适合青海公路建设的抗剥落剂(不少于两种),按最佳掺配量掺加到沥青中进行薄膜加热试验,对沥青老化前后的黏附性能进行比较。方案如图2所示。

　　1.3 实验方法

　　自20世纪30年代以来,出现了许多评定沥青与矿料黏附性的试验方法。目前国际上通用的方法有水煮法、水浸法、光电比色法和搅动水净吸附法等。本课题按照我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)的规定,采用水煮法评定沥青与集料的黏附性。 具体步骤如下:

　　水煮法的具体方法是:

　　①将集料过筛,筛孔尺寸为19mm、13.2mm。选取粒径13.2 mm~19mm,形状接近立方体的规则粗集料5个,用洁净的水洗净,放置温度为105℃±5℃的烘箱中烘干,然后放在干燥器中备用。

　　②将一个大烧杯盛水,放置到有石棉网的加热炉上煮沸。

　　③将集料逐个用细线在中部系牢,再放置105℃±5℃的烘箱内1 h。

　　④准备沥青试样。

　　本课题采用的沥青是克拉玛依A-110#袋装沥青。从袋中表面沥青以下,侧面以内5cm以上部位取样。将取出的沥青试样放入盛样器皿中带盖放入恒温烘箱中,加热至完全熔化(烘箱温度设置为135℃~150℃)。将盛样器中的沥青通过0.6mm的滤筛过滤,立即分别装入5个擦拭干净并且干燥的沥青盛样器皿中。在这个过程中如果沥青温度下降,可放入烘箱中适当加热,但加热次数不得超过两次。

　　①逐个取出加热的矿料颗粒,用线提起,浸入沥青试样中45s后,轻轻拿出,注意使集料颗粒完全被沥青膜所裹覆。

　　②将裹覆附沥青的集料颗粒悬挂于试验架上,下面铺一张纸,使多余的沥青流掉。并在室温下冷却15min。

　　③待集料颗粒冷却后,逐个用细线提起,浸入盛有煮沸水的大烧杯中央,调整加热炉,使烧杯中的水保持微沸状态。(注意:微沸指的是容器表面后破裂的现象。)为避免脱落的沥青在取出集料颗粒时又粘回集料表面的现象,应及时将脱落漂浮在液体表面的沥青用纸粘走。

　　④浸煮3min后,将集料颗粒从液体中取出,观察集料颗粒表面沥青膜的剥落程度,按规定评定沥青与集料的黏附性等级(注意:为避免已脱落但仍聚集成团黏附在集料颗粒表面的沥青在取出颗粒时又铺展开,造成没有剥落的假象,应在未取出时就先观察沥青膜的剥落情况,做好记录)。

　　⑤同一试样应平行试验5个集料颗粒,并由两名以上经验丰富的试验人员分别评定后,取平均值作为试验结果。

　　沥青与集料黏附性的评定方法见表2。

　　先将所选择的石料按试验规程的要求制作成试验样本,进行沥青原样与集料的黏附性试验,试验结果见表3。

　　根据试验结果可知,克拉玛依沥青A-110#沥青虽然是路用石油沥青中各项指标均较好的沥青,但是与酸性石料的黏附性也不能满足规范要求的等级。除从西久线K676+900处取来的砂岩试样刚刚达到规范要求的黏附性等级Ⅳ级外,几乎没有符合规范要求不小于Ⅳ级的标准。而石灰岩均达到规范的要求,验证了酸性石料与沥青黏附性较差的事实。