摘 要：

直投改性添加剂生产沥青混合料的方法中，沥青混合料的配合比及拌和、生产工艺都有别于普通的改性沥青混合料。针对其较为独特的材料组成、配合比设计程序及拌和施工环节，详细介绍了采用直投改性添加剂的方法生产改性沥青混合料的施工工艺、质量控制措施等，以保证路面工程质量。

关键词: 高模量沥青；添加剂；混合料；路用性能

0 引言

采用直接投送改性沥青添加剂到混合料拌和缸生产改性沥青混合料的方法，是对传统改性沥青混合料生产方法的革新沥青网sinoasphalt.com。其特点是省略了将普通沥青加工生产成改性沥青的步骤，节省了生产成本和时间，并且规避了一次沥青老化的风险。本世纪初法国开始研究并应用直投法改性沥青添加剂，然后在北非、西非、中亚等地区推广。

首先是应用于大修重铺的沥青路面面层，后来逐步应用于新建公路路面中面层和表面层。2015年摩洛哥某一级公路沥青路面大修重铺项目中，50km双向4车道路面面层全部采用直投改性沥青添加剂生产改性沥青混合料。该项目按现行欧洲规范设计，原路面结构层设计为12cm的GB0/20基层+6cm的BBSG 0/10磨耗层。路面大修重铺设计为铣刨6cm的BBSG 0/10磨耗层，重新铺筑6cm的高模量BBME 0/10磨耗层，BBME 0/10的设计力学性能等级为Class1。

直投改性沥青添加剂生产改性沥青混合料在材料组成和技术要求等方面与普通热拌改性沥青混合料有区别，因此在配合比设计程序及沥青混合料拌和、施工工艺方面与普通的改性沥青混合料也有所不同。以下介绍重新铺筑的高模量BBME 0/10磨耗层的配合比设计、施工质量控制措施以及应用效果。

1 直投改性添加剂生产改性沥青混合料的原材料选择

1.1 粗集料、细集料、填料

集料和填料的各项技术指标应符合欧洲的相关规范和标准。

1.2 沥青结合料

沥青作为沥青混凝土的胶结材料，是决定沥青混合料质量和模量的主要因素。BBME高模量沥青结合料必须具有高黏度，与集料有很好的黏附性，以保证沥青混凝土有足够高的弹性模量以及高温稳定性和低温韧性。由于是采用直投改性添加剂的方式生产改性沥青混合料，并实现沥青结合料的高黏度，因此选择沥青时，除了要注意沥青自身品质以外，还需要保证沥青和添加剂之间有较好的配伍性。另外，还要注意沥青与当地环境、气温的适应性。欧洲规范中各类硬质沥青分类技术标准如表1所示。

本项目采用力学性能为Class1的BBME 0/10沥青混合料。根据经验，采用了35/50号沥青加PR FLEX20改性沥青添加剂作为结合料来实现沥青混合料的改性效果，并达到提高沥青混凝土模量的目的。

1.3 改性沥青添加剂

为了达到设计的高模量标准，在使用的沥青针入度为35/50的情况下，使用PR FLEX20改性沥青添加剂来提高沥青混凝土的模量，并以此实现沥青混合料的改性，提高其高温稳定性和低温抗裂性。改性沥青添加剂的融化温度必须低于沥青混合料的拌和温度。PR FLEX20改性沥青添加剂的融化温度为150℃，能确保在沥青混合料拌和过程中与沥青充分融为一体。

2 沥青混凝土配合比设计

2.1 BBME1 0/10沥青混合料技术标准及配合比设计试验要求

表2是欧洲规范关于BBME沥青混合料的全部力学性能指标要求。其中，抗水损害试验是必须做的；如果该沥青混合料用于面层或联结层，则设计结构计算中只需用到车辙和模量指标；如果该沥青混合料用于基层，则还需用到疲劳性能指标。

在本项目的路面结构设计中，BBME沥青混凝土用于磨耗层，主要起到承受车轮荷载和扩散应力的作用，需要做车辙试验和模量试验。

2.2 级配优化及沥青、添加剂用量的确定

根据欧洲规范，在一定的经验级配范围内选择2个以上级配曲线，根据级配分布确定各个级配方案的最低沥青用量。最低沥青用量采用如下方法确定。

式（1）~式（3）中：pr为全部集料的表观密度（NF P98-559）；G为合成级配中粒径在6.3mm以上的集料所占比例；S为合成级配中0.315~6.3mm粒径的集料所占比例；s为合成级配中0.08~0.315mm粒径的集料所占比例；f为合成级配中0.08mm以下粒径的集料所占比例；K为沥青丰度系数。

丰度系数K决定了沥青混合料的最小沥青用量，其实质是保证混合料的最小沥青膜厚度，对于不同粒径范围的BBME混合料，K值必须符合表3的规定。

确定级配后，在原有的沥青用量基础上选2个以上的沥青用量再进行混合料的旋转压实成型。根据经验选用既能够保证规范和设计要求的技术指标，又具有一定经济性的沥青混合料配合比。最终选定沥青用量为5.5%，PR FLEX20改性沥青添加剂用量为0.4%。

2.3 常温抗水损害试验

在18℃条件下，采用浸水圆柱体试件和空气中圆柱体试件分别进行压碎试验。混合料的抗水损害性能为浸水后强度r和无浸水强度R的比值。试验结果为0.92，满足表2中的技术标准，然后进行下一阶段的试验。这个试验测试的是试件的常温抗水损害能力，而路面的实际水损害情况多数是低温冻胀损害和高温水损害，因此应对该试验方法做改进。

2.4 车辙试验

BBME1 0/10混合料的车辙成型厚度为10cm，试验条件为60℃，有侧限。混合料的高温抗变形性能必须满足表2中的要求。车辙试验指标是能直观反映沥青路面力学性能的指标，非常重要。

2.5 模量试验

在欧洲规范中，复合模量试验方法有两种：一种是两点弯曲法；另一种是直接拉伸法。本项目采用两点弯曲法进行复合模量试验，试验条件为15℃、10Hz。测得的模量为10033MPa，大于9000MPa，满足规范要求。

2.6 最终试验结果

以其中一组配合比为例（如表5所示），最终的性能指标试验结果见表6。其中，Naftal35/50沥青油石比为5.5%，PR FLEX20改性沥青添加剂用量为 0.4%。

 3  直投改性添加剂沥青混凝土路面施工工艺及应用效果

3.1 直投改性添加剂沥青混合料的拌制

拌和过程中，必须严格控制各种原材料的添加比例，以及沥青和集料的加热温度。直投改性添加剂是在加入沥青的同时，将改性沥青添加剂直接投入拌和缸，添加剂的投入方式可以是人工投送，也可以是机械自动投送。如果工程量较大，则采用机械自动投送的方式更合适。由于PR FLEX20添加剂的融化温度低于集料和沥青的加热温度，因此无需因改性沥青添加剂的原因而提高拌和温度，也无需增加干拌时间。

3.2 沥青混合料的运输、摊铺、碾压

运输、摊铺、碾压施工工艺与其他沥青混凝土路面相同。

3.3 直投改性添加剂沥青混合料的应用效果

采用直投改性沥青添加剂生产改性沥青混合料，省略了将普通沥青加工生产成改性沥青的工艺步骤，节省了生产成本和时间，并且规避了一次沥青老化的风险。下面通过试验验证其应用效果。

根据规范要求，从摊铺现场选取沥青混合料样品，在试验室进行分离试验，提取回收沥青样品，再进行沥青各项指标试验，其与原基质沥青的技术指标对比如表7所示。

从表7可以看出，从沥青混合料中回收的沥青其技术指标相对于普通沥青有一些提升，尤其是具有一定的弹性恢复能力，这表明直投改性添加剂的方法能达到对沥青改性的效果。

4 结语

从已建成通车两年的情况来看，该路面平整度保持良好，没有出现任何早期损害，各项验收指标均满足设计及欧洲规范要求。我国西部和西北部的一些省份在进行沥青混凝土路面施工时，如采用改性沥青技术，很难直接采购到合适运距的改性沥青，往往采用在沥青拌和楼现场改性的方式生产改性沥青，增加了沥青老化的风险，同时因为现场条件有限，生产过程还具有不可控的风险。采用直投改性添加剂的方式，可以较好地解决这一难题。

参考文献：

[1] 何新原，严建和. 高模量沥青混凝土技术应用[J]. 交通世界，2009（7）：186-189.

[2] 李正全，郝彤途，何新原. 高模量沥青混凝土力学性能研究[J]. 交通标准化，2011（20）：47-51.

[3] 法国规范协会. 沥青和沥青黏合剂：NF EN 12591-1999[S]. 巴黎：法国规范协会，1999.

[4] 欧洲标准化委员会 . 沥青混合料的试验方法：EN12697[S]. 巴黎：法国规范协会，1999.