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摘要：沥青路面因其具有表面平整、噪音低、行车舒适、易于修复等一系列优点，成为当今应用最广的路面之一，同时沥青作为一种感温性材料，夏季高温时易出现高温稳定性不足，产生车辙病害，严重影响行车的安全性与舒适性。为提高沥青的高温稳定性，国内外专家学者提出了一系列沥青改性措施，如SBS改性沥青、掺加抗车辙剂、橡胶粉、纤维等改性剂以及改进沥青混合料级配、采用低标号沥青等方法，取得了一些成果，但由于技术、成本、工艺等因素，车辙问题依然没有得到完全地解决。本文通过沥青三大指标试验，研究沥青的针入度、延度和软化点三大指标对沥青混合料性能的影响，为保证路面施工质量提供一定的技术支撑。
关键词：沥青；沥青混合料；针入度；延度；软化点
一、沥青三大指标概述
沥青在混合料结构中起稳定及粘结作用，对沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性都有重要影响作用。在通常情况下，矿料级配的贡献率占到60%，沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。尤其是对许多密实型的密级配沥青混凝土来说，粗集料是呈悬浮型结构状态，相互嵌挤作用相当有限，沥青结合料的高温劲度就起到更为重要的作用。沥青路面的低温开裂有两种型式：一种是由于气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超进沥青混凝土抗拉强度而造成开裂。另一种形式是温度疲劳裂缝。温度反复升降导致温度应力疲劳使混合料的极限拉伸应变变小，又加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，故可能在比一次性降温开裂温度高的温度下开裂。沥青路面的低温收缩裂缝与沥青结合料的低温品质及沥青混合料的温度收缩性能有关。由于开裂表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏，然后再导致集料的破裂。因此沥青路面的低温抗裂性能主要取决于沥青结合料的低温拉伸变形性能，沥青结合料的性能起到特别重要的作用，其贡献率达到90%。这时候的混合料非常坚硬，混合料的矿料级配对抵抗收缩变形导致的开裂无能为力，其贡献率充其量只有10%。本文通过试验，研究沥青的针入度、延度和软化点三大指标对沥青混合料性能的影响，为保证路面施工质量提供一定的技术支撑。
二、沥青三大指标对马歇尔指标的影响
2.1石油沥青
沥青取自于长时间储存的70号道路石油沥青，模拟施工所用沥青由于长时间储存而导致的部分老化，且热拌沥青混合料在拌和、摊铺过程中也会由于温度过高而导致沥青的部分老化.
再生剂选用的是RA25热拌沥青混合料再生剂，其性能优良能很好的应用于热拌沥青混合料.RA25热拌再生剂的各项指标如表1
由表2可知，70号沥青经过长时间储存已经表现出：针入度下降，软化点上升，延度降低，不能够满足《公路沥青路面施工技术规范》的70号沥青三大指标技术要求，这说明此时的70号沥青已经部分老化，但仍然具有良好的使用性能.通过向部分老化的70号沥青中掺入沥青总质量5％的再生剂后，其针入度、软化点和延度均明显改善，甚至能达到《公路沥青路面施工技术规范》的90号沥青的三大指标技术要求.
2.1.2马歇尔稳定度试验
首先，将称取好的部分老化的70号沥青和RA25热拌再生剂置于90℃的烘箱中20min左右；然后，取出沥青和再生剂，将再生剂倒入70号沥青中，并用玻璃棒搅拌均匀；再将混合后的沥青和再生剂置于90℃的烘箱中20min左右，取出后继续用玻璃棒搅拌均匀，重复2~3次，直到沥青与再生剂充分融合得到含有5％RA25热拌再生剂的沥青，室内静至24ｈ后备用.
将70号沥青和再生沥青和再生沥青置于135℃的烘箱中至沥青具有良好的流动状态为止；将按比例拌和均匀后粗细集料和矿粉置于150℃的烘箱中加热2ｈ；将集料置于温度已达到160℃的沥青混合料自动搅拌机中并倒入沥青混合料总质量5％的70号沥青，启动搅拌机90ｓ后，加入集料总质量4％的矿粉再搅拌90ｓ；将搅拌好的沥青混合料装入标准马歇尔试模，当测得沥青混合料温度为：130℃时，进行正面击实75次，反面击实75次，最后得到70沥青的沥青混合料标准马歇尔试件.用同样的操作，把70号沥青换成再生沥青最终得到再生沥青的标准马歇尔试件.
将70号沥青的标准马歇尔试件和再生沥青的标准马歇尔试件置于60℃的恒温水浴中养护30min后，便进行标准马歇尔稳定度试验.
试验结果显示：70号沥青标准马歇尔稳定度为9.41KN；再生沥青标准马歇尔稳定度为10.08KN.
2.1.3试验结果分析
通过对部分老化的70号沥青和在部分老化70号沥青中掺入5％再生剂的沥青的标准马歇尔稳定度试验表明，掺入5％再生剂的标准马歇尔稳定度大于部分老化的70号沥青的标准马歇尔稳定度，说明掺入再生剂有利于增强沥青混合料的马歇尔稳定度，即有利于增强沥青混合料的高温稳定性能.
2.2改性沥青
对于改性沥青（韩国SK公司），参照普通沥青的分析方法将针入度数据分组，A2组P＜68（0.lmm），B2组P在68～70（0.lmm）之间、C2组P＞70（0.lmm），分析改性沥青针入度指标对沥青混合料性质的影响。改性沥青针入度指标同沥青混合料性能的关系见表2。根据试验数据，可总结出如下规律：
（1）改性沥青针入度指标对沥青混合料性能有明显影响，改性沥青针入度较小时，其沥青混合料马歇尔试件的稳定度较高，A2、B2、C2三组沥青混合料试件稳定度均值分别为：18.5KN，16.9KN，16.3KN；（2）改性沥青针入度指标对流值影响较小，三组沥青混合料流值指标较为接近，但改性沥青混合料流值比普通沥青混合料流值要大得多；（3）分析软化点指标同马歇尔稳定度、流值的关系，无明显规律。
表2针入度对沥青混合料性质的影响（改性沥青）
在70#基质沥青和SBS改性沥青中添加KS温拌改性剂后，沥青延度降低，而且随着温拌剂掺量的增大，降低幅度逐渐增大，可知会对沥青的低温性能产生不利影响，当掺配比例超过3%以后，温拌沥青延度减小幅度增大。
三、试验条件对沥青三大指标的影响
3.1软化点
在沥青的软化点试验中，同一批样品往往也可能出现不同的结果，影响到最终性能指标的计算。究其原因，主要是软化点容易受到温度与试验装置的干扰，而导致测量结果也实际值有明显的出入。比如部分试验人员在测量时未能控制好隔离剂的添加量，那么所测得的沥青软化点就必将比实际值略小。这是由于隔离液注入后，可能在沥青内部产生一些气泡，在升温过程中出现热膨胀对结构的影响更大。也存在沥青材料本身在注模过程中就不规范，温度没有达到产品的技术要求。这样一来就会导致沥青样本产生大量的空洞，而且样本表面的平整度也不符合试验要求。由于样本的不均匀分布，就可能测量值出现上下波动，其准确程度自然就得不到保障。不仅如此，试验中所使用的小球质量以及水温控制是否合理等都对结果产生较大的影响。
3.2针入度
针入度考察的是沥青材料的稠度，因此注模过程的质量也相当重要。经过试验对比，即使保持温度一致弱放入含有气泡的模具，那么样本的结构也较正常情况松散。在圆锥体的压迫下，下沉的深度就比以往更大。所以在实际操作者用，要求试验人员减少搅动的频率，确保注模过成不带入过多的气泡。且当有气泡产生时，也应该及时发现并将其刺破。此外，样本整体的承载负荷也呈现出辐射式分布，中间结构稳定深入尺寸相对较小，相反四周在试验中的取值更大。因此，在针入度的测量中试验人员还需要谨慎选择针入点。最后值得一提的是，沥青的养护对于性能保持有着至关重要的作用，如样本的护养条件不一致，那么最终的测量结果也将会有一定的差距。
3.3延度
在沥青材料的延度试验中，笔者发现不同的样本平整度延度差异也较大。如在均匀的样本中，三次试验所得数据基本维持稳定。而在凹凸不平的沥青样本检测中，则使结果出现了波动。高出模具沥青样本延度更高，凹陷的样本取值偏下，而呈现出波浪状的样本其延度也随之浮动。因此，在实验样本的选择过程中，操作人员必须合理控制，并对样本进行刮磨找平。另一方面温度变化对沥青效果可塑性的影响也十分明显，因此在延度测试中也需要维持合理的温度。部分样本没有按照规定放置足够长的时间，则温度与室温之见尚有一定的误差，拉伸过程中的形变程度也就不一样。根据温度与沥青延度变化趋势可以得出，水浴时间越长其温度与水温越接近，拉伸的延度就会逐渐变小。故而，在实际操作中仍需要试验人员严格按照要求执行，不断提高数据的可信度。
结束语：
通过以上分析，可以看出沥青稠度对马歇尔稳定度值影响较大，规律明显。而软化点、延度指标则无规律性。这也说明马歇尔指标对改性沥青混合料高温性能、低温性能均无明显表征意义。
参考文献：
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