TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究

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第３８卷第１期

粉煤灰综合利用

Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．１

２０２４年２月ＦＬＹＡＳＨＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮＦｅｂ􀆰 ２０２４

材料科学

ＴＬＡ与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究

ＳｔｕｄｙｏｎＲｏａｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＨｏｔＲｅｃｙｃｌｅｄＡｓｐｈａｌｔＭｉｘｔｕｒｅＭｏｄｉｆｉｅｄｂｙＴＬＡａｎｄＰｏｌｙｅｓｔｅｒＦｉｂｅｒ

胡文娟

（郑州市公路工程公司，河南郑州４５００００）

摘　要：为了改善热再生沥青混合料的路用性能及耐久性，首先采用ＴＬＡ与聚酯纤维进行复配设计，然后

基于马歇尔、高温车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂、两点弯曲与浸水ＡＰＡ等试验，针对ＴＬＡ与聚酯纤

维复合改性热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳耐久性能展开综合考察。结果表

明：单掺ＴＬＡ或聚酯纤维均能改善热再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性，且ＴＬＡ的各

项性能改善效果相对较为明显；经复掺ＴＬＡ与聚酯纤维改性后热再生沥青混合料的路用性能均得到显著的提升，

可适用于我国北方严寒或南方高温湿热多雨等复杂气候地区的沥青路面建设之中；ＴＬＡ能够有效提高热再生沥

青混合料的劲度模量与疲劳寿命，合理复掺聚酯纤维后提升效果更为明显，均符合高模量沥青混合料的规定及

要求；采用合理比例的ＴＬＡ与聚酯纤维进行复掺，可综合提升热再生沥青混合料的路用性能及耐久性。

关键词：聚酯纤维；热再生沥青混合料；ＴＬＡ；路用性能；耐久性

中图分类号：Ｕ４１４　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－８２４９（２０２４）０１－００２２－０６

ＤＯＩ：１０．１９８６０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００５－８２４９．２０２４．０１．００５

ＨＵＷｅｎｊｕａｎ

（ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｏｔｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ＴＬＡａｎｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒａｒｅｆｉｒｓｔｕｓｅｄ

ｆｏｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄｔｈｅｎｂａｓｅｄｏｎＭａｒｓｈａｌｌ，ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｕｔｔｉｎｇ，ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｎｄｉｎｇ，ｓｏａｋｉｎｇＭａｒｓｈａｌｌ，ｆｒｅｅｚｅｔｈａｗ

ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ，ｔｗｏ－ｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｓｏａｋｉｎｇＡＰＡｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｒａｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙ

ａｎｄｆａｔｉｇｕｅｅｎｄｕｒａｎｃｅｏｆＴＬＡａｎｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄｈｏｔｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｗｅｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ􀆰 Ｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｏｔｈＴＬＡａｎｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｒａｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｗａｔｅｒ

ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｏｔｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆＴＬＡｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｏｂｖｉｏｕｓ；Ｔｈｅｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｈｏｔ

ｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙＴＬＡａｎｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒｈａｓｂｅｅｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｉｔｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ

ａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｓｅｖｅｒｅｃｏｌｄｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｏｆＣｈｉｎａｏｒｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｕｍｉｄａｎｄｒａｉｎｙａｒｅａｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈ；ＴＬＡｃａｎ

ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆｈｏｔｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｉｓｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓａｆｔｅｒ

ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｍｉｘｉｎｇｏｆｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｉｇｈｍｏｄｕｌｕｓａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；Ｔｈｅｒｏａｄ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｏｔｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｃａｎｂｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆＴＬＡａｎｄ

ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒ􀆰

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒ；ｈｏｔｒｅｃｙｃｌｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；ＴＬＡ；ｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ

作者简介：胡文娟（１９７８—），女，本科，高级工程师，主

要研究方向：土木工程相关工作。

收稿日期：２０２３－１０－２９

０　引言

随着我国公路建设的快速发展，使得天然石料、

沥青等路面材料的需求量逐年增多，同时大量沥青

１期胡文娟：ＴＬＡ与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究２３　　　

材料科学

路面的翻修或改建，造成废旧沥青路面材料（ＲＡＰ）

的堆积问题日益严重［１－３］。据统计，我国每年都会产

生几千万吨的ＲＡＰ，因此ＲＡＰ的合理高效利用一

直是现阶段道路工作者关注的热点［４－５］。热再生沥

青混合料是将一定比例的ＲＡＰ添加至新沥青混合

料中而形成复合材料，不仅能够降低新沥青用量，

还能解决废料占地难题，具有良好的经济性和环境

友好性，值得在公路路面建设中大规模的推广与

应用［６－８］。

近年来，国内外学者对热再生沥青混合料进行

了大量的研究，如程培峰［９］等研究了ＲＡＰ粒径及比

例对厂拌热再生沥青混合料性能的影响规律，得到

细ＲＡＰ掺量为１３％时路用性能表现最佳，而合适的

基准料组合可以改善高ＲＡＰ掺量再生沥青混合料的

使用性能；刘燕燕等［１０］首先采用变异系数ＣＶ对

ＲＡＰ的变异性进行定量评价，然后确定出ＲＡＰ的分

级标准，最后系统分析了不同ＲＡＰ分级标准情形下

热再生沥青混合料的高低温稳定性及水稳定性；伊

庆刚等［１１］通过在ＳＢＲ改性热再生沥青混合料内掺入

不同比例的青川岩沥青，分别采用室内路用性能、

疲劳性能试验综合评价了青川岩沥青与ＳＢＲ复合改

性混合料的性能。考虑到传统的热再生沥青混合料

在抗开裂、抗水损及抗疲劳等性能方面存在严重技

术缺陷，本研究采用马歇尔、高温车辙、低温弯曲、

浸水马歇尔、冻融劈裂、两点弯曲以及浸水ＡＰＡ等

试验，针对ＴＬＡ与聚酯纤维复合改性热再生沥青混

合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲

劳耐久性能进行系统分析，旨为热再生沥青混合料

的设计及推广应用提供技术支撑。

１　试验材料及方案

１􀆰 １　原材料

基质沥青：采用泰和沥青公司生产的９０＃Ａ级道

路石油沥青，其技术性能均符合ＪＴＧＥ２０－２０１１《公

路工程沥青及沥青混合料试验规程》的要求；特立

尼达湖沥青（ＴＬＡ）由广东东莞某公司生产，外观为

粉末状细颗粒，其各项性能指标及筛分试验结果分

别见表１～２；废旧沥青路面材料（ＲＡＰ）：取自某快

速路大修工程的破碎铣刨料，ＲＡＰ中旧沥青的沥青

含量为４􀆰 ７１％，针入度（２５ ℃ ，５ｓ，１００ｇ）为

３８􀆰 ８（０􀆰 １ｍｍ），延度（１０ ℃ ）为３５􀆰 ２ｃｍ，软化点

为６８ ℃ ，ＲＡＰ中粗集料的压碎值和针片状含量分别

为１９％、９􀆰 ３％，细集料砂当量与坚固性分别为

６６％、１６％；再生剂：选用ＲＡ－２５型，其相关技术

指标符合ＪＴＧ／Ｔ５５２１－２０１９《公路沥青路面再生技术

规范》要求；纤维：外观为白色聚酯纤维（ＰＦ），其

技术性能指标见表３；集料：粗集料为石灰岩碎石，

细集料为石灰岩机制砂及石灰岩矿粉，粗细集料的

各项技术指标均符合ＪＴＧＦ４０－２０１７《公路沥青路面

施工技术规范》的要求。

表１　ＴＬＡ湖沥青性能指标

Ｔａｂｌｅ１　ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆＴＬＡｌａｋｅａｓｐｈａｌｔ

项目试验结果指标要求

针入度（２５℃ ，１００ｇ，５ｓ）／０􀆰 １ｍｍ４􀆰 ００～５􀆰 ０

软化点／ ℃ ９３􀆰 ０ ≥９０􀆰 ０

密度／（ｇ／ｃｍ３）１􀆰 ３１􀆰 ３～１􀆰 ５

灰分／％３５􀆰 ８３３􀆰 ０～３８􀆰 ０

ＴＦＯＴ后残留针入度比／％５３􀆰 ０ ≥５０􀆰 ０

表２　ＴＬＡ湖沥青筛分试验结果

Ｔａｂｌｅ２　ＳｃｒｅｅｎｉｎｇｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＴＬＡｌａｋｅａｓｐｈａｌｔ

项目通过下列筛孔尺寸（ｍｍ）百分率／％

２􀆰 ３６０􀆰 ６０􀆰 ３０􀆰 ０７５

试验结果１００７５４３１５

规范要求１００９０～１００１０～３０ —

表３　聚酯纤维性能指标

Ｔａｂｌｅ３　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒｓ

项目指标性能

单丝直径／ μｍ７

长度／ｍｍ７

密度／（ｇ／ｃｍ３）１􀆰 １５８

熔点／ ℃ ３５０

吸油率／％１４７

断裂强度／ＭＰａ５􀆰 ６

１􀆰 ２　试验方案

为考察ＴＬＡ与聚酯纤维掺量对复合改性热再生

沥青混合料路用性能及耐久性能的影响，试验共设

计了ＴＬＡ掺量为１５％、３０％、４５％（占新沥青质量

的百分比）的三组热再生沥青混合料，同时于每组

ＴＬＡ掺量情形下添加了１􀆰 ５‰、３‰、４􀆰 ５‰掺量（占

新沥青质量的百分比）的聚酯纤维，采用车辙试验、

低温弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验评

价ＴＬＡ与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料的路

用性能，采用浸水ＡＰＡ试验评价复合改性热再生沥

青混合料的耐久性能。

２　复合改性热再生沥青混合料制备

２􀆰 １　矿料级配

根据相关文献［１２－１３］与ＲＡＰ及新集料筛分试验

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标签： #沥青 #再生 #混合料

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