温拌沥青混合料水稳定性能研究 武加恒

温拌沥青混合料水稳定性能研究武加恒

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

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。

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

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

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

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：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