抗剥落剂改性沥青殽杂料历久性
随着高速公路的建立，沥青路面临集料的要求越来越高。在通常情况下，石灰岩等碱性集料与沥青的粘附性好，但耐磨性较差。而花岗岩、砂岩、石英岩等酸性岩石，坚固、耐磨性强，能富裕发扬集料之间的嵌挤作用，但它与沥青的粘附性差，容易在水分的作用下形成沥青膜的剥落，招致沥青路面的掉粒、松懈、坑槽等水侵害毁坏。为了能使用这些酸性石料，添加抗剥落剂是现在最常用的处理方案。
沥青抗剥落剂的研讨始于20世纪40年代，到现在为止大抵履历了四个阶段。第一代为无机类抗剥落剂、第二代为金属皂化物类抗剥落剂、第三代为外表活性剂类抗剥落剂、第四代为高分子类抗剥落剂。此中第二代金属皂化物类外表活性剂密度大于沥青，存在与沥青相容性差，易于离析的成绩;第三代外表活性剂类抗剥落剂分子量小，亲水基在低温下易于分析，现在以前很少使用。
石灰作为第一代抗剥落剂的代表，很多国度和地区现在仍在使用。国内、外表石灰使用方面举行了很多室内实验研讨，有的研讨以为石灰不仅可以提高沥青殽杂料的水安定性，并且对沥青殽杂料的低温功能、抗老化功能，乃至抗裂功能都有所提高。我国标准也有划定:经查验属于酸性岩石的石料，用于高速公路、一级公路时，为确保与沥青的粘附性，可用干枯的磨细消石灰或生石灰粉作为填料的一局部，或将粗集料用石灰浆处理后使用。但由于石灰粉颗粒很细，很难在殽杂料中殽杂匀称，在一定水平上制约了其推利用用。
高分子类抗剥落剂是现在国表里用来提高沥青殽杂料水安定性的主要改性剂。我国20世纪80年代中期开头修造高速品级公路，使用的抗剥落剂主要是入口产物，直到90年代初研制出了国产产物今后，才代替了入口产物，多量使用在中、酸性石料修造的高品级公路路面中。高分子类抗剥落剂具有低剂量、高效能、易添加的优点，且到场沥青后能和沥青很好的相容，匀称地分布到沥青殽杂料中，这些都是石灰所无法比力的，因此遭到公路建立者的喜爱。
如今使用的高分子类抗剥落剂主要有胺类和非胺类抗剥落剂，以胺类居多。胺基类沥青抗剥落剂是外表活性化合物，多以脂肪族胺为基本，其他情势的胺基类沥青抗剥落剂主要以酞胺基多胺和咪唑琳为基本。抗剥落剂中的胺族与集料外表及局部碳氢作用天生团结物，碳氢链在亲水集料和憎水沥青外表充任一个毗连作用，以是胺类抗剥落剂能较好地增长沥青和集料的粘附，但是胺类物质受热易分析，安定性相对较差，其抗剥落剂的耐热性备受质疑。非胺类抗剥落剂的主要因素是一种外表活性剂，现在市场上的非胺基类抗剥落剂品种多样，包含磷羟基类抗剥落剂、氨基酸及其衍生物、木质素磺酸钠、硅藻土、磷酸酯类物质等。研讨标明，非胺基类抗剥落剂的热安定性分明优于胺基类抗剥落剂。
现在的关于高分子类抗剥落剂的低温安定性研讨，多数会合于抗剥落剂改性沥青的低温安定性，关于沥青殽杂料老化后尤其是长时老化后，抗剥落剂改性沥青殽杂料的水安定性研讨较少。因此，本文将选用胺基类和非胺基类两种抗剥落剂，研讨花岗岩沥青殽杂料长时老化后，沥青殽杂料的水安定性厘革情况，从而反抗剥落剂改性花岗岩沥青殽杂料的历久性举行评价。
原质料功能及殽杂料级配
原质料功能
实验胶结料为辽河70号A级路途石油沥青，石料为内蒙古赤峰克旗三义乡五地采石厂花岗岩，抗剥落剂A为市售胺类抗剥落剂，抗剥落剂B为市售非胺类抗剥落剂。抗剥落剂依据厂家发起的0.3%～0.8%(沥青质量)的掺量直接到场到沥青中，沥青加热温度为135℃支配，到场抗剥落剂后搅拌时间为3～5min。
经过与石英和钠长石XＲD图谱的比对，可以开头推断该石料中石英的含量不低于60%，因此该石料为典范酸性石料。
殽杂料级配
本文选择AC－20型密级配沥青殽杂料级配。接纳马歇尔实验测定最佳油石比为4.3%。
老化前后沥青抗剥落性研讨
本文接纳《公路工程沥青及沥青殽杂料实验规程》(JTGE20－2011)中沥青与粗集料的粘附性实验来评价三种胶结料(原样沥青、加抗剥落剂A的沥青、加抗剥落剂B的沥青)的抗剥落性。选用水煮法展开实验，石料过筛，取粒径13.2～19mm外形接近立方体的端正集料。集料加热温度为105℃，加热时间不小于1h，沥青加热温度为145℃。将加热后的集料敏捷从烘箱中取出，浸入145℃的沥青中45s，悄悄拿出，使集料颗粒完全为沥青膜所裹覆。将裹覆沥青的集料颗粒悬挂与实验架上，在室温下冷却15min。将冷却后的集料颗粒浸入盛有煮沸水的大烧杯中，水呈微沸形态，水温为98℃支配，浸煮3min后，将集料从水中取出，得当冷却，然后放入一个盛有温常温水的容器中，在水中察看矿料颗粒上沥青膜的剥落水平。
为了评价抗剥落剂的低温安定功能，对三种胶结料举行薄膜老化处理，老化条件为163℃，5h。
可以看出，未举行低温老化处理前，到场抗剥落剂后，沥青与粗集料的粘附性提高了一个品级，仅有少数沥青膜被水所挪动，集料外表没有显现任何露白的剥落征象。可以看出，本次实验所用的70#基质沥青其硬化点仅为47.5℃，在98℃的水中浸煮3min，集料上裹覆的沥青膜极易消融而产生挪动，但加热抗剥落剂后，集料外表没有显现露白征象，分析掺加抗剥落剂的沥青与集料产生了化学团结，两种抗剥落剂对沥青的抗剥落改性后果明显。举行薄膜老化处理后，添加0.3%抗剥落剂A的胶结料与粗集料的粘附性降为3级，集料外表的沥青也产生了剥落，分析抗剥落剂A在低温下产生了分析，活性因素丧失分明，该种抗剥落剂的低温安定性差。而添加抗剥落剂B的胶结料在老化后与粗集料的粘附性仍为4级，分析抗剥落剂B低温下未产生厘革，低温安定性好。将抗剥落剂A的掺量从0.3%提高到0.5%后，颠末薄膜老化处理后，其改性的沥青与粗集料的粘附性又提高为4级，这一后果标明，抗剥落剂A颠末163℃、5h的薄膜老化处理后，好效因素固然有所分析，但并没有完全分析，因此当掺量由0.3%提高0.5%后，胶结料与粗集料的抗剥落性又提高到老化前的4级。
老化前后沥青殽杂料水安定性研讨
水毁坏是沥青路面病害的一种主要情势，各国的沥青路面都存在不同水平的水毁坏。这种毁坏通常的体现是沥青从集料外表剥落，沥青殽杂料粘结力丧失，路面强度和安定性低落，拌之显现种种病害，严峻影响了路面的使勤奋能与历久功能。沥青从集料外表剥落，在某些情况下先于其他病害产生的诱因之一，因此，防备水毁坏，是提高沥青路面历久性的条件。
沥青殽杂料的水安定性是指其在被水腐化时，反抗产生沥青膜剥落、松懈、坑洞等水毁坏的才能。依据《公路工程沥青及沥青殽杂料实验规程》(JTGE20－2011)沥青抗剥落剂功能评价实验中的划定，接纳马歇尔残留安定度实验和冻融劈裂实验来评价掺加抗剥落剂后沥青殽杂料的水安定性。别的，为了评价抗剥落剂的低温安定性和长时使用后果，接纳未经老化处理的沥青殽杂料和颠末短期老化及长时老化处理的沥青殽杂料来举行比力研讨。
长时老化前沥青殽杂料的水安定性
可知，未到场抗剥落剂前，殽杂料的浸水马歇尔残留安定度为75%，冻融劈裂残留强度比为70%，均不满意《公路沥青路面施工武艺标准》(JTGF40－2004)中对湿润区及湿润区平凡沥青殽杂料浸水马歇尔残留安定度不小于80%，冻融劈裂残留强度比不小于75%的武艺要求。到场0.5%的抗剥落剂A后，沥青殽杂料的水安定性分明提高，此中浸水马歇尔残留安定度由原本的75%提高到了98%，冻融劈裂残留强度比由70%提高到了95%，分析到场0.5%抗剥落剂A后，沥青殽杂料在低温水泡和温度低水冻的实验条件下，力学功能基本坚持安定，体现出了精良的水安定性。到场0.3%的抗剥落剂B后，沥青殽杂料的水安定性也有分明提高，此中浸水马歇尔安定度提高到了93%，冻融劈裂残留强度比提高了92%，分散比到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料变小了5%和3%。缘故约莫是由于，沥青殽杂料的低温拌适时间仅为180s，远低于薄膜老化的5h低温加热时间，因此抗剥落A基本没有产生热分析，而0.5%抗剥落剂A的好效因素含量将分明高于0.3%抗剥落B的好效因素含量，终极到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料的水安定性要优于到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料的水安定性。
长时老化后沥青殽杂料的水安定性
《公路工程沥青及沥青殽杂料实验规程》(JTGE20－2011)热拌沥青殽杂料增速老化实验用于模仿沥青殽杂料的短期老化和长时老化历程，此中划定试件在举行长时老化实验前必需先颠末短期老化。
短期老化是将拌合后的沥青殽杂料匀称摊铺在搪瓷盘中，松铺约21～22kg/m2，将殽杂料放入135℃的烘箱中，在欺压透风条件下加热4h，每小时用铲在试样盘中翻拌殽杂料一次。
长时老化是将短期老化后的殽杂料依照浸水残留安定度和冻融劈裂试件的尺寸和成型办法制造试件。然后将试件连同试模一同置于室温条件下冷却不小于16h，然后脱模。将试件安排于85℃的烘箱中，在欺压透风条件下一连加热120h。要求在恒温历程中直至冷却前不得触摸试件和挪动试件。5d后关闭烘箱，掀开烘箱门，经天然冷却不少于16h至室温。
可以看出，颠末135℃、4h的欺压透风短期老化和85℃、120h的欺压透风长时老化后，未加抗剥落剂的平凡沥青沥青殽杂料的浸水马歇尔残留安定度由老化前的75%提高到了86%，满意“JTGF40—2004”中湿润区和湿润区平凡沥青殽杂料浸水马歇尔残留安定度不小于80%的武艺要求，其冻融劈裂残留强度比由老化前的70%提高到了87%，远远满意“JTGF40—2004”中湿润区和湿润区平凡沥青殽杂料冻融劈裂残留强度比不小于75%的武艺要求。其实验后果的相对值也分明提高，可以看出，48h浸水前，老化后的平凡沥青殽杂料的马歇尔安定度为20.77kN较老化前的11.20kN提高了85%，48h浸水后，老化后的平凡沥青殽杂料的马歇尔安定度为17.76kN也较老化前的9.08kN提高了96%;冻融前，老化后的平凡沥青殽杂料的冻融劈裂强度为1.02MPa较老化前的0.66MPa提高了55%，冻融后，老化后的平凡沥青殽杂料的冻融劈裂强度为0.88MPa较老化前的0.46MPa提高了91%。颠末短期和长时老化后，70#沥青产生了分明的老化，轻质分挥发，局部胶质转化为沥青质，沥青粘度增大应该是平凡沥青殽杂料马歇尔安定度和劈裂强度相对值上升的主要缘故，但平凡沥青殽杂料的水安定性也分明提高的缘故应该是:在135℃＆4h短期老化和85℃＆120h长时老化的热作用下，沥青胶结料一直处于一种精良的活动形态，可以对石料产生富裕的浸润，从而大大提高了石料的抗剥落性，进而提高了老化后平凡沥青殽杂料的水安定性。
可以看出，到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料，老化后其浸水马歇尔残留安定度由老化前的98%低落到83%，分明低落，并且较未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料低落了3%;老化后其冻融劈裂残留强度比由老化前的98%变为99%，基本安定，并且较未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料提高了12%。到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料，老化后其浸水马歇尔残留度由老化前的93%低落到83%，较未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料低落3%;老化后其冻融劈裂残留强度比由老化前的92%提高到98%，并且较未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料提高了11%。因此从水安定性的相对值来看，颠末长时老化后，未加抗剥落剂的沥青殽杂料的炎天耐低温水安定性较加抗剥落剂的沥青殽杂料略有提高，而其冬天耐温度低水安定性较加抗剥落剂的沥青殽杂料分明低落，但仍满意现行标准的要求。
可以看出，老化后到场抗剥落剂的沥青殽杂料的马歇尔安定度和劈裂强度也较老化前分明提高。此中到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料48h浸水前和48h浸水后的马歇尔安定度分散较老化条件高了42%和10%;到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料冻融前和冻融后劈裂强度分散较老化条件高了35%和40%。到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料48h浸水前和48h浸水后的马歇尔安定度分散较老化条件高了74%和56%;到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料冻融前和冻融后劈裂强度分散较老化条件高了59%和70%。与平凡沥青殽杂料老化后的功能后果比力可以看出，到场抗剥落剂的沥青殽杂料老化后马歇尔安定度和劈裂强度的相对值虽有所提高的提高幅度低于未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料，尤其是到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料其老化后的马歇尔安定度和劈裂强度相对值的提高幅度分明低于未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料。
可以看出，老化后，未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料的马歇尔安定度和到场0.3%抗剥落剂B沥青殽杂料的马歇尔安定度的相对值基本相当，都分明高于到场0.5%抗剥落剂A沥青殽杂料的马歇尔安定度。由图3可以看出，老化后冻融前，未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料的劈裂强度最高，到场0.3%抗剥落剂B沥青殽杂料的劈裂强度略低，到场0.5%抗剥落剂A沥青殽杂料的劈裂强度最低;老化后冻融后，到场0.3%抗剥落剂B沥青殽杂料的劈裂强度最高，未加抗剥落剂平凡沥青殽杂料和到场0.5%抗剥落剂A沥青殽杂料的劈裂强度基本相当，均低于到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料。由此可以看出，老化后，到场0.3%抗剥落剂B沥青殽杂料的全体水安定功能照旧最佳，未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料的水安定性略低，但较老化前大幅提高，并且满意标准中对平凡沥青殽杂料水安定性的要求，到场0.5%抗剥落剂A沥青殽杂料的水安定性最差，尤其是马歇尔安定度和劈裂强度的相对值最低。分析缘故，应该是颠末135℃＆4h短期老化和85℃＆120h长时老化后，抗剥落剂A产生了分析，活性因素丧失，依照抗剥落剂的作用机理，抗剥落剂为石料与沥青之间的桥梁，在热作用下，桥梁产生了分析毁坏，其改性的沥青殽杂料的水安定性一定低落，别的，这个桥梁的存在，其也在一定水平上制止了沥青对石料的富裕浸润，因此其改性的沥青殽杂料老化后的水安定性反而低于未改性的平凡沥青殽杂料的水安定性。
结论
(1)老化前，到场抗剥落剂的沥青殽杂料的水安定性分明高于未加抗剥落剂的平凡沥青殽杂料，且由于抗剥落剂A的到场量高于抗剥落剂B的到场量，以是到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料的水安定性略优于到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料的水安定性;
(2)老化后，由于胺类抗剥落剂的热安定性差，到场0.5%抗剥落剂A的沥青殽杂料的水安定性分明低落，尤其是其力学功能的相对值分明低于其他两种沥青殽杂料;
(3)老化后，非胺类抗剥落剂仍旧体现出了精良的热安定性，到场0.3%抗剥落剂B的沥青殽杂料的全体水安定性最佳;
(4)老化后，未加抗剥落剂改性的平凡沥青殽杂料的水安定性较老化前明显提高，低温水安定性和温度低水安定性都分明提高，均满意“JTGF40－2004”中对湿润区和湿润区平凡沥青殽杂料水安定性要求，尤其是其力学功能的相对值大幅提高，提高幅度均在50%以上，这标明长时的热作用，可以在提高沥青粘度的同时也会提高沥青对石料的浸润作用，从而使其水安定性和力学功能均分明提高。
(5)室内模仿的老化，尤其是长时老化与实践路面的老化历程仍有明显不同，长时使用后实践沥青路面水安定性的厘革趋向仍待察看，因此，从路面使用的宁静性思索，关于酸性石料，应当到场0.3%～0.8%非胺类抗剥落剂来确保沥青殽杂料老化前后的水安定性。
