温拌沥青混凝土碾压特性研究

温拌沥青技术起源于欧洲，2005年引入我国。其是通过一定技术方法，降低胶结料的黏度，使沥青混合料具有较低的施工温度。目前，温拌技术方法主要分4类，即沥青矿物法、有机降黏法、表面活性剂法和泡沫沥青法。本文主要以后两者为研究对象。

表面活性剂温拌技术需要沥青、水和表面活性剂的共同作用。混合料拌和的过程中，在混合料的内部形成稳定的具有润滑作用的水膜结构，这种结构可以使混合料的黏度降低，使混合料的和易性和可压实性得到提高。

泡沫沥青温拌技术是采用少量水加入沥青中，或通过机械发泡装置、或使用亲水材料、或使用潮湿的集料等降低沥青的黏度。当水分分散在沥青中并变成水蒸气(与热沥青接触)时，会导致沥青体积的迅速膨胀，从而降低沥青的黏度实现温拌的目的。

采用AC-13、AC-16、AC-20等3种级配。胶结料采用辽河90号基质沥青，集料来自辽阳小屯。沥青及集料技术指标满足规范要求。

表面活性剂采用某公司生产的Evotherm DAT，温拌剂的掺加比例为沥青质量的5%；泡沫沥青是采用维特根设备在170℃和2.3%发泡用水量于最佳发泡条件下制备。

温拌沥青混合料的压实特性

沥青混合料的空隙率与其性能密切相关。，绘制沥青混合料的温度～空隙率曲线来研究混合料的压实特性。击实温度变化幅度为100℃~180℃，间隔10℃。

当成型温度在130℃以下时，空隙率降低的趋势显著；在130℃~160℃之间，空隙率随温度的变化趋势减缓；在160℃之上，空隙率总体上变化平缓，属于稳定区。当温度一定时，相比于热拌沥青混合料，温拌沥青混合料的空隙率较小，例如150℃时，AC-13HMA为3.76%，AC-13DAT为3.57%，AC-13FA为3.64%。温拌化的沥青混合料具有较低的黏度，沥青流动性变大，可以更充分地完成对集料的裹覆，，可以实现彼此间较充分嵌挤，进而形成空隙率较低、高密实的试件。

基于以上试验的级配方式与材料，取4%空隙率对应的成型温度，经室内试验，对比各沥青混合料的路用性能。

沥青混合料的高温稳定性作为路用性能的重要评价指标之一，直接影响路面的平整度与舒适度。高温性能较低会影响路面在高温时抵抗外界荷载作用下的变形能力，会引起车辙、推挤和拥包等病害。本文采用车辙轮碾试验，以动稳定度为指标来评价温拌沥青混合料抗车辙性能的大小。

热拌沥青混合料和温拌沥青混合料的动稳定度均大于800次/mm，符合规范要求。表面活性剂法温拌沥青混合料的动稳定度值均略高于热拌料的值，说明采用表面活性剂实现沥青混合料的温拌化提高了混合料的高温稳定性。泡沫沥青法温拌沥青混合料的动稳定度值略低于热拌料的值，说明通过沥青发泡实现混合料的温拌化后高温性能有所降低。

低温开裂是寒冷地区沥青路面主要破坏形式之一。面层的最大抗拉强度低于不断积累的内部应力，即产生开裂。裂缝的产生为水的进入提供条件，导致路面承载力下降，影响行车舒适度和路面的使用寿命。本文采用低温弯曲试验中的最大弯拉破坏应变指标来评价混合料的低温抗裂性能。

在相同沥青和级配下，相比于热拌沥青混合料，温拌料的最大弯拉破坏应变均略小，相应弯曲劲度模量较大，路面发生低温开裂的可能性就较大，说明本文中实现沥青混合料的温拌化降低了混合料的低温抗裂性，但最大弯拉破坏应变均满足大于2300"#的规范要求。

沥青混合料的水稳定性是抵抗由于水的侵蚀造成沥青膜剥落、松散和坑槽等病害的能力，影响沥青混合料的耐久性。车辆荷载作用在水稳定性差的路面上，水分逐渐侵入，使沥青与集料的黏结力降低甚至消失，进而出现道路病害。

当级配为AC-20时，热拌料的冻融劈裂残留强度比为84.4%，虽低于Evotherm DAT温拌料的85.7%，却高于泡沫沥青温拌料的84.1%。这表明采用表面活性剂实现沥青混合料的温拌化，提高了混合料的水稳定性；通过沥青发泡实现混合料的温拌化后水稳定性能有所降低，但满足大于75%的规范要求。

2014年8月，采用表面活性剂法温拌技术，选定辽宁省深井子～前大背沟段的深大线为试验路，实施路段改造工程。路段桩号为K1+693~K13+409.24，双向两车道的三级公路，路面宽度7.0m，上面层采用3cmAC-13型温拌沥青混合料。

对试验段进行了检测和观测，结果表明路面平整密实，不透水，没有出现任何推移、拥包、松散、坑槽、车辙及水损害等早期破坏，路面粗糙，摩擦系数(摆值)为67~75(BPN)，构造深度为0.6mm~0.7mm，压实度为97.4%~98.2%，符合规范要求。

2014年7月，采用泡沫沥青温拌技术，选定辽阳北石线大修改造工程为试验路。试验路段长1km，路面宽7m，面层采用5cmAC-13型泡沫沥青温拌混合料。

经检测，泡沫沥青温拌试验路段的摩擦系数平均值为68.5(BPN)，构造深度平均值为0.73mm，渗水系数均值为68.5ml/min，各项指标均能满足相应的热拌沥青混合料的规范要求。

(1)同等条件及温度下，从空隙率～成型温度曲线可知，温拌沥青混合料的压实性有所提高，Evotherm DAT温拌剂的降温幅度为20℃~30℃，泡沫沥青的降温幅度为15℃~20℃。

(2)温拌沥青混合料的路用性能指标符合规范要求。其中，以表面活性剂为温拌剂的混合料较热拌沥青混合料具有更好的高温稳定性和低温稳定性。

(3)试验路的检测结果表明，经表面活性剂法和泡沫沥青法实现的温拌沥青混合料具有较好的路用性能，进一步证明了室内试验结果。