文∕鄭珺

1 前言

在瀝青路面的實(shí)踐過程中，改善瀝青路面的機(jī)能并延長其壽命已變成需要思量的主要問題。運(yùn)用改性瀝青混合料可以很好地改善瀝青路面的機(jī)能，對(duì)瀝青混合料的路用性能有改良效果，同時(shí)能減少路面使用的相關(guān)花費(fèi)。

本文的目標(biāo)在于有效改性瀝青路面上下層，利用全面的室內(nèi)試驗(yàn)，研究了普通上下層改性瀝青混合料的路用性能，并對(duì)合理的改性進(jìn)行了研究，確定上下層瀝青混合料。

2 基于使用性能的上面層改性瀝青混合料路用性能研究

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)表明[1]，上層路面是瀝青路面層的關(guān)鍵部分。上層瀝青混合料是路面結(jié)構(gòu)能夠在溫度低的條件下抵抗收縮裂縫，同時(shí)具有較好的表面功能如防滑，可見性好等性能要求。

根據(jù)上層的這些功能特性，可以為上層材料選擇相應(yīng)的瀝青改性劑和混合料確保上層的結(jié)構(gòu)和功能性能。本文比較和分析了基質(zhì)瀝青混合料和幾種改性瀝青混合料的路用性能。

2.1 上面層相關(guān)物料高溫穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

瀝青混合料在高溫環(huán)境下承受外部荷載并減少變形的性能是高溫穩(wěn)定性[2]。符合馬歇爾穩(wěn)定性和流量值的瀝青混合料能夠適量的減輕車轍的影響。本節(jié)的研究對(duì)象是橡膠改性瀝青，SBS 改性瀝青混合料和環(huán)氧瀝青混合料的性能。瀝青混合料類型選擇AC13 細(xì)粒瀝青混合料，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 車轍對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1 結(jié)果，可以看出：

（1）橡膠改性的結(jié)果比普通的高了將近1.5 倍，原因在于有相當(dāng)多的橡膠粉在高溫的環(huán)境下彈性不受太大的影響，同時(shí)變形回復(fù)能力也很強(qiáng)。因此其高溫穩(wěn)定性更棒。

（2）SBS 改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度比普通的增加了接近2 倍，變形率顯著減少。這表明改性之后，增加了SBS 在高溫條件下的抗流動(dòng)變形能力，并顯著增加了其高溫穩(wěn)定性。

（3）環(huán)氧樹脂改性瀝青的數(shù)值達(dá)到5782 次/mm，比基礎(chǔ)瀝青混合料多了3 倍多。表明環(huán)氧樹脂改性后瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的改善結(jié)果最為顯著。

（4）高溫穩(wěn)定性的改善效果的排序是橡膠＜SBS＜環(huán)氧樹脂。

2.2 上面層改性瀝青混合料低溫抗裂性研究

將試件切成40mm×40mm×250mm 的梁，MTS 測試機(jī)的測試溫度調(diào)整為-10℃，加載速率為每分鐘50mm 。分別對(duì)幾種改性瀝青混合料的低溫抗裂性進(jìn)行試驗(yàn)，最大抗彎抗拉強(qiáng)度越小，剛度模量越大，瀝青混合料的抗低溫開裂性越差，但某些改性瀝青混合料的彎曲拉伸應(yīng)變減少。

表2 車轍對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

通過比較和分析表2，得到結(jié)果：

（1）與基礎(chǔ)的相比，橡膠的最大彎曲拉伸應(yīng)變增加10%，表明這樣可以提高低溫抗裂性。原因是橡膠改性后，瀝青混合料在低溫下具有一定的柔韌性，因此在低溫下的變形能力也隨之增加。

（2）SBS 極限抗彎強(qiáng)度增加二分之一，極限彎曲拉伸應(yīng)變增加一半，而剛度模量幾無變化。也就是說SBS 能夠承受最大應(yīng)力的程度好過基質(zhì)，低溫抗裂性明顯改善。

（3）環(huán)氧樹脂改性瀝青混合料的彎曲抗拉強(qiáng)度和最大彎曲拉伸應(yīng)變均優(yōu)于基質(zhì)瀝青混合料，最大彎曲拉伸應(yīng)變增加了25%，溫度敏感性明顯提高，低溫抗裂性得到提高。

（4）SBS 的低溫改善效果好于環(huán)氧樹脂好于橡膠。

2.3 上面層改性瀝青混合料水穩(wěn)定性研究

評(píng)價(jià)水穩(wěn)定性的方法有沉浸馬歇爾試驗(yàn)，凍融劈裂試驗(yàn)和沉浸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等幾種。根據(jù)相關(guān)的規(guī)定[3]，一般選用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)。

本文對(duì)不同的上層瀝青混合料的水穩(wěn)定性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)比較和分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）橡膠、SBS 和環(huán)氧樹脂三種改性瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度分別比基體瀝青混合料增加1.7%、15.2%和13.4%，表明其水穩(wěn)定性能在改性之后都或多或少地受到了改善。

（2）幾種改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)性能效果比較為：SBS＞環(huán)氧樹脂＞橡膠。

3 下面層材料合理改性優(yōu)化分析

3.1 下面層瀝青混合料路用性能研究

在本節(jié)中，在相同類型的瀝青混合料和骨料的條件下，利用幾種類型的實(shí)驗(yàn)對(duì)幾種常見的改性瀝青混合料和基體瀝青混合料加以實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證其改進(jìn)效果。請參見表4。

表4 水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

通過對(duì)比分析，可以知道：

（1）SBS，SEAM 和硅藻土改性瀝青混合料的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分別比基礎(chǔ)瀝青高了207%，192%和105%。高溫穩(wěn)定性的改善效果為：SBS 最好，SEAM 次之，硅藻土最差。

（2）SBS 和硅藻土改性瀝青混合料的最大彎曲拉伸應(yīng)變比基質(zhì)的最大彎曲拉伸應(yīng)變高42%和16%，SEAM 最大彎曲拉伸應(yīng)變僅比基礎(chǔ)瀝青高3.5%。結(jié)果表明，不同改性瀝青混合料對(duì)低溫抗裂性的改善效果為：SBS 的最好，硅藻土次之，接縫改性瀝青混合料最差。

（3）SBS 改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性改善效果最好。

4 結(jié)語

上面層的試驗(yàn)結(jié)論：

（1）就高溫穩(wěn)定性改善效果而言，環(huán)氧樹脂的效果最好，SBS 的次之，橡膠的最差。

（2）就低溫抗裂性改善效果而言，SBS 的效果最好，環(huán)氧樹脂的次之，橡膠的最差。

（3）就水穩(wěn)定性改善效果而言，SBS 的效果最好，環(huán)氧樹脂的次之，橡膠的最差。

下面層的試驗(yàn)結(jié)論：

（1）SBS 改性瀝青混合料、SEAM 改性瀝青混合料和硅藻土改性瀝青混合料的綜合路用性能評(píng)價(jià)等級(jí)分別為優(yōu)、良、良。

（2）SBS 改性瀝青混合料在改性的時(shí)候效果最好，但SEAM 改性瀝青混合料和硅藻土也可以使用，價(jià)格低可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。