摘要：路面結構中的水分會導致瀝青混合料的早期劣化，并且由于集料與結合料之間粘結力的喪失而降低路面的耐久性。文章基于廣西氣候特點，研究在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯-丁二烯乳液(7% LE)和聚醋酸乙烯酯(PVA 7%)與苯乙烯(4% SBS)等聚合物，測量計算試樣的滲透系數并且進行對比分析。結果表明：復摻PVA+SBS空隙率最小，滲透系數最小，抗滲水性能最好，推薦采用。

　　關鍵詞：改性瀝青;改性材料;滲透系數;抗滲水性能

　　0 引言

　　濕熱地區雨季持續時間長、降雨量大，夏季高溫持續時間長，水損害是該地區瀝青路面的主要病害。一般而言，瀝青混凝土遭受水損害，路面結構中的水分會導致瀝青混合料的早期劣化，并且由于集料與結合料之間粘結力的喪失而降低路面的耐久性，從而可能導致混合料的強度和穩定性的喪失，直接引發路面早期損壞。瀝青混合料組分之間的粘附性通常是由它們的抗滲水性能決定?？節B水性能最大影響因素之一是空隙率。改性材料加入瀝青或集料混合物可改善其性能，被廣泛用于修補瀝青混凝土路面車轍、永久變形、滲水等路面病害。根據其化學成分和用途可分為不同類型，如彈性體、塑性體和防剝離聚合物。本文基于廣西氣候特點，在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯-丁二烯乳液(7% LE)和聚醋酸乙烯酯(7%PVA )與苯乙烯(4% SBS)等聚合物，測量計算試樣的滲透系數并且進行對比分析，研究探討各種聚合物添加劑對瀝青混合料滲透性的影響，旨在提高瀝青混凝土抗滲水性能。研究結果可為以后的實際工程和進一步的理論研究提供參考。

　　1 原材料

　　瀝青選用中石油重交瀝青50#和70#，制備瀝青混凝土試件。中石油重交瀝青50#和70#基質瀝青基本性能指標檢測結果如表1所示。

　　基于廣西地區的道路施工經驗，試件采用AC-13瀝青混凝土，經馬歇爾試驗確定最佳石油比為4.6%。為了真實模擬在廣西區內鋪設的瀝青混凝土路面，采用河池大化石場的輝綠巖母巖軋制碎石，使用的粗集料粒徑為16～4.75 mm，細集料中的砂粒徑為4.75～0.075 mm，集料的篩分試驗結果如表2所示，設計級配曲線如圖1所示。

　　2 抗滲水性能試驗

　　試件分別單摻LE和ED，復摻PVA+SBS聚合物，試件尺寸為150 mm×63.5 cm±2 mm。采用組合式落頭滲透儀檢測其滲水情況。測定試樣經過時間t后，組合式落頭滲透儀上t1時刻與t2時刻的水頭刻度差值可評價瀝青混合料的抗滲水性能。

　　滲透系數計算公式如(1)所示：

　　K=a×HA×Δtlnh1h2(1)

　　式中，K——滲透系數(cm/s);

　　h1——t1時刻滲透儀的水頭(cm);

　　h2——t2時刻滲透儀的水頭(cm);

　　Δt——t1時刻與t2時刻的時間差(s);

　　a——進水管內截面積(cm2);

　　A——試件截面積(cm2);

　　H——試樣高度，采用標準馬歇爾試件6.35 cm。

　　對每個試件重復測試三次，用式(1)計算結果相差不到10%，則取平均值作為試件的滲透系數。試驗結果如下文表3、表4及圖2、圖3所示。

　　3 抗滲水性能分析

　　由表3可知，50#基質瀝青制備瀝青混凝土試件，摻入水泥填料但未摻入改性材料，且最大空隙率為6.983%的情況下，滲透系數最大為58.745 cm/s;摻入石灰石粉填料但未摻入改性材料，且最大空隙率為5.413%的情況下，滲透系數最小為8.971 cm/s。

　　由下頁表4可知，70#基質瀝青制備瀝青混凝土試件，摻入水泥填料但未摻入改性材料，且最大空隙率為7.054%的情況下，滲透系數最大為61.523 cm/s;摻入石灰石粉填料復摻7% PVA+4% SBS，且最大空隙率為4.398%的情況下，滲透系數最小為2.305 cm/s。

　　由表4計算可知，摻入石灰石粉填料但未摻入改性材料試樣平均滲透系數為22.718 cm/s，摻入改性材料試樣平均滲透系數為18.029 cm/s，較前者降低了約21%。摻入水泥填料但未摻入改性材料試樣平均滲透系數為60.134 cm/s，摻入改性材料試樣平均滲透系數為30.214 5 cm/s，較前者降低了約50%。表明相同填料，摻入改性材料后，試樣滲透系數均降低，抗滲水性得到改善。摻入石灰石粉填料較水泥填料滲透系數低，未摻入和摻入改性材料分別降低62%和40%。

　　由圖2可知，對于所有的摻入方案，滲透系數范圍為6.488～61.523 cm/s，70#瀝青制備的混合料的抗滲水性能低于50#瀝青制備的混合料。未摻入改性材料試樣滲透系數最大為41.426 cm/s;復摻PVA+SBS試樣滲透系數最小為14.520 cm/s。單摻ED、單摻入LE和復摻PVA+SBS試樣的滲透系數平均值分別為23.034 cm/s、34.812 cm/s、14.520 cm/s，較未摻入改性材料滲透系數分別降低了約44%、16%、65%。表明摻入改性材料后，試樣滲透系數均降低，抗滲水性得到改善。其中復摻PVA+SBS滲透系數最小，其抗滲水性能最好。

　　由圖3可知，對于所有的摻入方案，空隙率范圍為4.398～7.054 cm/s，70#瀝青制備的混合料的空隙率高于50#瀝青制備的混合料。隨著空隙率的減少，試樣的滲透率也隨之降低，抗滲水性能提高，空隙率與滲透系數成正比。最大空隙率為7.045%時，以水泥為填料未摻入改性材料的試樣滲透率為61.523 cm/s;最小空隙率為4.398%時，以摻入石灰石粉為填料的復摻7% PVA+4% SBS試樣滲透率為2.305 cm/s，空隙率下降38%時滲透率下降96%，表明空隙率對滲透率影響較大。單摻ED、單摻入LE和復摻PVA+SBS的空隙率平均值分別為6.118%、6.380%、5.716%，較未摻入改性材料空隙率平均分別減少了約6%、2%、12%，表明摻入改性材料后，試樣空隙率均減少，抗滲水性得到改善。其中復摻PVA+SBS空隙率為最小，滲透系數最小，其抗滲水性能最好。

　　4 結語

　　本文在瀝青混凝土中摻入乙二胺(8% ED)、聚乙烯-丁二烯乳液(7% LE)和聚醋酸乙烯酯(7% PVA)與苯乙烯(4% SBS)等聚合物，通過試驗測量計算試樣的滲透系數并且進行對比分析可知：

　　(1)相同填料，摻入改性材料后，試樣滲透系數均降低，抗滲水性得到改善。摻入石灰石粉填料較水泥填料滲透系數低，未摻入和摻入改性材料分別降低62%和40%。

　　(2)對于所有的摻入方案，滲透系數范圍為6.488～61.523 cm/s，70#瀝青制備的混合料的抗滲水性能低于50#瀝青制備的混合料。

　　(3)單摻ED、單摻入LE和復摻PVA+SBS的空隙率平均值分別為6.118%、6.380%、5.716%，較未摻入改性材料空隙率平均分別減少了約6%、2%、12%，表明摻入改性材料后，試樣空隙率均減少，抗滲水性得到改善。其中復摻PVA+SBS空隙率為最小，滲透系數最小，其抗滲水性能最好，推薦采用。

　　參考文獻：

　　[1]李衛寧，王富強.復雜應力狀態下再生混凝土多軸試驗研究[J]，西部交通科技，2014(9)：65-69.

　　[2]王富強，陽利君，莫品疆.提高花崗巖瀝青混合料水穩定性試驗研究[J].公路，2020(11)：328-330.

　　[3]王富強，李衛寧.PVA纖維與鋼纖維對剛性路面路用性能的影響研究[J].西部交通科技，2020(10)：6-8.

　　[4]王富強.耐候鋼橋典型表面腐蝕層厚度的試驗研究[J].西部交通科技，2020(9)：91-93.

　　[5]張海波，王富強.基于ANN預測模型快速檢測改性瀝青SBS含量的方法研究[J].西部交通科技，2020(7)：1-3.