摘 要:特立尼達湖瀝青(TLA)中含有約35%~37%的礦物質(zhì)細顆粒(灰分)。由于灰分密度比純?yōu)r青密度大，TLA改性瀝青成品在儲存和運輸過程中易產(chǎn)生灰分離析，從而導(dǎo)致其使用性能劣化。為此，文章結(jié)合佛山-環(huán)城際快速干線TLA改性瀝青路面的施工，圍繞灰分對40%TLA改性瀝青混合料的性能影響進行了系統(tǒng)的理論分析和室內(nèi)試驗，從而提出灰分的控制指標(biāo)及施工建議。 關(guān)鍵詞:TLA改性瀝青;瀝青混合料;灰分;性能 據(jù)研究分析，TLA中大約含53%~55%的地瀝青，35%~37%的礦物質(zhì)細顆粒(灰分)，9%~10%的由礦物質(zhì)、有機質(zhì)和揮發(fā)物質(zhì)合成的水。TLA的灰分非常細小，全部小于2.36 mm，其中，90%小于0.075 mm，44%小于0.01 mm。由于灰分密度比純?yōu)r青(即TLA改性瀝青中除去灰分的剩余部分)的密度大，所以經(jīng)TLA改性后的瀝青易產(chǎn)生灰分沉降離析。已有經(jīng)驗和研究表明:隨著儲存時間和運輸時間的延長，意味灰分沉降時間的增加，TLA改性瀝青的灰分離析將會越來越明顯，從而導(dǎo)致拌和樓使用的TLA改性瀝青使用性能劣化，嚴(yán)重影響TLA改性瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。因此，本文結(jié)合佛山-環(huán)城際快速干線瀝青路面工程，分析TLA改性瀝青中灰分對TLA改性瀝青高溫和低溫性能影響，以指導(dǎo)TLA改性瀝青施工過程控制。 1 不同灰分TLA改性瀝青的制備 由于在實際操作中將灰分和純?yōu)r青分離提取比較麻煩，所以本研究采取比較直接、也是最接近現(xiàn)場實際情況的方法制備不同灰分的TLA改性瀝青，將TLA改性瀝青成品注入容器中，然后在烘箱中恒溫放置，使得灰分自然沉降。根據(jù)試驗的需要選擇不同的層厚和沉降時間，將TLA改性瀝青直接分層取出，分別將各層的TLA改性瀝青攪拌均勻，從而得到不同灰分含量的TLA改性瀝青。具體步驟如下[1]: (1)準(zhǔn)備一個容積為30 000 mL圓柱體鋁制帶蓋容器，容器的直徑為30 cm，高度為45 cm，將其洗凈、干燥。 (2)在試驗室內(nèi)制備TLA改性瀝青，并將其注入容器內(nèi)。將盛有TLA改性瀝青成品置于烘箱中，考慮到放置時間會較長，為了防止瀝青老化，將恒溫溫度取130℃±5℃。 (3)達到放置時間后，將瀝青分層用勺子分別舀入試杯，由此得到不同灰分含量的TLA改性瀝青。 (4)分別將分層舀出的每個試杯的瀝青均勻攪拌，以試杯為單位分別測定其灰分含量，并進行TLA改性瀝青性能試驗的制件。 2 不同灰分含量TLA改性瀝青的技術(shù)性質(zhì)研究 按上述方法分別制備出灰分含量分別為10.80%、11.98%、13.38%、14.35%、15.50%、16.49%、17.42%、18.29%、19.76%的TLA改性瀝青，然后進行不同灰分含量的TLA改性瀝青的三大指標(biāo)試驗、灰分試驗、黏度試驗，研究灰分含量對TLA改性瀝青瀝青技術(shù)性能的影響。試驗結(jié)果見表1，TLA改性瀝青性能隨灰分含量的變化見圖1。

隨著灰分含量的增大，實測軟化點不斷升高，整體呈線性增加趨勢，且灰分含量每增加1%，平均增加0.7℃。不同灰分含量的TLA改性瀝青的實測軟化點與當(dāng)量軟化點T800的變化有良好的規(guī)律一致性，且整體相同灰分含量的TLA改性瀝青的實測軟化點均比當(dāng)量軟化點平均要高1℃左右，這表明基質(zhì)瀝青中蠟的存在會使軟化點出現(xiàn)偏高現(xiàn)象，用T800對TR&B進行對比、修正是比較適宜的。隨著灰分含量的增加，瀝青的135℃黏度也隨之呈線性趨勢逐漸增大，且其過程大致可分為2個階段:當(dāng)灰分含量每增加1%，灰分含量在10.80%~15.50%時，平均增幅為0.05 Pa·s;灰分含量在15.50%~19.76%時，平均增幅為0.08 Pa·s。綜上所述，隨著灰分含量的增大，通過對試驗數(shù)據(jù)的直觀分析表明，TLA改性瀝青的高溫性能指標(biāo)得到了提高，這是由于灰分物質(zhì)提高了TLA改性瀝青中純?yōu)r青的勁度模量，增強了瀝青高溫抗變形能力，從而提高了瀝青的高溫性能指標(biāo)。 隨著灰分含量的增加，TLA改性瀝青的當(dāng)量脆點T1.2整體在-3.1℃~2.4℃的范圍內(nèi)變化，其變化過程大致分為兩部分:當(dāng)灰分含量在10.80%~14.35%時，T1.2在-3.0℃左右變化;當(dāng)灰分含量在14.35%~19.76%時，灰分含量每增加1%，T1.2平均增加0.1℃。同時，25℃延度在36.5 cm~93.1 cm的范圍內(nèi)隨灰分含量的增加急劇下降。總體上，灰分含量每增加1%，25℃延度平均減少8 cm。試驗數(shù)據(jù)表明，灰分含量的增加會降低TLA改性瀝青的低溫抗裂指標(biāo)，且對延度指標(biāo)的影響尤其顯著。 通過上述分析可知，由于灰分的影響，TLA改性瀝青的當(dāng)量脆點T1.2(絕對值)和延度值整體偏低，且對延度試驗的結(jié)果影響較大。實際上，在延度試驗中發(fā)現(xiàn)TLA改性瀝青試件斷裂時延度振動較大，能聽到較大的斷裂聲，表明TLA改性瀝青的內(nèi)聚力很大，以致影響試驗結(jié)果，所以延度和當(dāng)量脆點T1.2(絕對值)并不能反映TLA改性瀝青低溫抗裂性能的實際情況。本研究認(rèn)為，TLA改性瀝青的低溫抗裂性能應(yīng)通過其混合料性能進行評價。 3 小結(jié) 隨著TLA改性瀝青的灰分含量的增加，TLA改性瀝青的軟化點、當(dāng)量軟化點和135℃黏度均得到不同程度的提高，25℃針入度減小，表明灰分含量的增加改善了TLA改性瀝青的高溫性能和抗變形能力的指標(biāo)。 25℃延度和T1.2(絕對值)均隨著灰分含量的增加而降低，表明灰分的存在將會降低TLA改性瀝青的低溫指標(biāo)。而實際上，TLA為天然瀝青，具有良好的低溫性能。因此，本研究建議TLA改性瀝青的低溫性能和老化性能應(yīng)主要通過其瀝青混合料的性能試驗來評價。