因此基于上述需求,研发一种介于温拌与冷拌技术之间的低温改性技术。相较于热拌混合料，这种低温改性技术施工拌和温度能降低30-50℃，在满足路用性能的前提下大大降低了能源消耗。同时这种低温改性技术施工温度适用范围广，延长了沥青材料建设施工期,施工温度可从0℃-20℃，一年四季均可进行施工。这种低温改性技术主要为低温改性剂在其中发挥主要作用,这种低温改性主要由废旧橡胶高聚物裂解油、废旧塑料裂解物、高分子助剂等组成。这种高分子油分能很好降低沥青的粘度，但在高温等环境因素作用下轻质油分容易挥发，助剂中的高分子链段能与沥青分子链进行连接从而增强与沥青的连接作用。制得的低温改性剂与沥青具有很好的交联作用，易搅拌，不离析,常温下具有一定的流动性。将适量的改性剂与沥青按混合搅拌均匀后,其黏度下降,可以满足低温施工的目的。

在前述研究中发现,将废旧橡胶和废旧塑料和有机助剂按照适当比例掺配制得改性剂，所得改性剂在具有低温改性效果。因此为研究USP低温改性沥青混合料的路用性能，本文首先利用马歇尔设计方法进行了配合比设计,确定了最佳沥青用量,最后对成型后的改性沥青混合料的路用性能进行了研究。
 

1试验材料和试验方法
 

1.1 改性剂

本研究USP沥青改性剂又称USP高分子聚合物沥青改性剂,主要原料为废旧汽车轮胎橡胶粉、废旧塑料为主要原料及部分的有机助剂,利用化学方法进行合成,其中助剂的主要成分有:表面活性剂、催化剂及一些高分子树脂类材料，制得的USP低温改性剂成黑褐色的液态或膏脂状，稳定性较好。

1.2 沥青

本文所用基质沥青为70#A级道路沥青,根据研究，将制得USP 低温改性剂按照基质沥青质量分数的5%掺入70#沥青中，手动搅拌均匀后，再通过高速剪切机在115℃下以800rpm的转速将 USP 低温改性剂和基质沥青共混物剪切10分钟制备得到USP低温改性沥青(USPM）。两种沥青的基本性能指标见表 1。

根据表1可得，USP 低温改性剂的掺入使得70#沥青针入度和延度显著增大,软化点减小,低温延展性得到较大改善，此时USP改性沥青在低温下呈软质状，流动性能相对较好，具备了低温施工的可行性。

1.3 混合料级配

研究中采用的矿料主要由粗集料、细集料、矿粉组成，所有集料均采用石灰岩。其中粗集料按规格可分为5~10(mm)、5~10(mm)、10-~15(mm)，粗、细集料的各项指标均满足规范要求。本文参照 AC-13C型级配,级配设计结果见表2。

  最佳油石比下的马歇尔试验结果如表3所示，通过马歇尔试验确定了USPM的最佳沥青用量,最终得到USP 低温改性沥青混合料的最佳油石比为4.5%。


2 混合料路用性能

2.1 混合料室内性能检测

  对成型的USP 低温改性沥青混合料路用性能进行测试，测试结果见表4。

  由表4可得，USPM混合料的动稳定度比70# 热拌沥青混合料提升了106%，说明USP改性剂对70#沥青高温性能具有较好的提升效果,这一点与掺入改性剂后沥青软化点变小有所不同。产生这一变化的原因是在混合料的拌合过程发生的短期老化及后期的温度、氧气等使得有降粘作用的小分子油分挥发掉一部分后,助剂与沥青交联作用增强，胶结料黏度增长，混合料后高温稳定性能得到较大提升。同时发现USM混合料的抗弯拉强度与最大弯拉应变要略高于70#沥青，可见USP低温改性剂对70#沥青的低温性能影响影响不大，甚至具有一定的积机作用，这也与前述改性沥青表现出较好的低温延度指标相对应，可见沥青分子与高分子补偿剂中物质发生结链反应也改善了胶结料的低温性能。由表4，USPM涅合料的浸水残留稳定度MS0 明显高于 85%，虽然冻融劈裂强度比略低于70#沥青，但整体来看USPM混合料水稳定性能满足规范对改性沥青水稳定性的要求。

2.2 耐久性

对通车一段时间后的USP低温改性沥青路面试验路段，按照《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008，现场检测了沥青路面的压实度、弯沉值、马歇尔稳定度三项指标，检测结果见表5所示。

  表5中的数据说明，USP低温改性沥青铺筑得到路面具有较好的耐久性,在道路使用半年后仍具有较好的工作性能。

3 结论

通过对比70# 热拌沥青混合料及USP 低温改性沥青混合料,得到结论如下：

3.1 USP 低温改性剂的加入使得70#沥青性能改变，表现在针入度、延度增大,软化点减小,沥青低温延展性能增强。

3.2 利用马歇尔设计方法确定改性沥青混合料最佳油石比为4.5%。USP低温改性剂的掺入使得70#沥青的路用性能发生变化,相较于70# 热拌沥青混合料，USPM混合料具有更好的高温抗变形及抗低温开裂性能，同时混合料的水稳定性能也能满足规范要求。综上，USP 低温改性剂在使得沥青具有较好施工温度的同时具有较好的路用性能。

 

参考文献

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