摘要 隨著交通流量和車輛荷載的增加以及極端條件的影響，道路瀝青層會出現(xiàn)反射裂縫，降低道路的耐久性及安全性，可以在加鋪層之間布置薄層應力吸收層來提高瀝青層的黏度。該文通過試驗比較了應力吸收層中SBS改性瀝青和橡膠改性瀝青的性能優(yōu)劣，并從試驗中得出：同等溫度梯度下橡膠粉改性瀝青的抗拉拔強度優(yōu)于SBS改性瀝青，且橡膠改性瀝青混合料抗水損害性能優(yōu)于SBS改性瀝青，所以在同等條件下可以優(yōu)先選用橡膠改性瀝青作為應力吸收層。

關鍵詞 應力吸收層；改性瀝青；拉拔強度；抗水性能

中圖分類號 U414 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）23-0040-03

0 引言

在國家的宏偉藍圖中，道路建設是其中要緊的一環(huán)，直接影響國民的生活品質和社會發(fā)展的速度。而瀝青材料作為支持經(jīng)濟快速發(fā)展的重要基礎設施，在道路建設中起到重要作用。然而，隨著道路交通流量和車輛荷載的增加，以及道路的翻新等，使得傳統(tǒng)的瀝青材料出現(xiàn)反射裂縫等質量問題，這不僅影響道路使用壽命，也構成潛在的道路安全威脅。因此，為了減少反射裂縫的出現(xiàn)，可以在新鋪瀝青面層與現(xiàn)有水泥混凝土層之間布置薄層應力吸收層，以此來提供新鋪瀝青面層與現(xiàn)有水泥混凝土層之間的黏著性能及防水性，同時保持結構層的完整性[1]。在眾多改性瀝青材料中，SBS改性瀝青和橡膠改性瀝青因其具備獨特的改性機理和出色的實際使用性能，得到了廣泛應用。該文將從SBS改性瀝青和橡膠改性瀝青的研究及應用現(xiàn)狀、性能對比等各方面進行對比分析，研究成果以期為改性瀝青的選擇提供依據(jù)。

1 SBS改性瀝青研究與應用現(xiàn)狀

1.1 SBS改性瀝青的制備與研究

SBS改性瀝青的制備關鍵在于SBS改性劑的添加與混合。SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物）作為一種熱塑性彈性體，具有獨特的橡膠彈性和塑料加工性。當SBS與瀝青混合時，它能夠有效地改善瀝青的流變性能和力學特性。通過控制SBS的添加量和混合工藝，可以制備出性能優(yōu)異的SBS改性瀝青。在較低溫度下，苯乙烯鏈段被凍結而表現(xiàn)出高彈性狀態(tài)，而隨著溫度的升高，鏈段開始自由運動，使整個聚合物表現(xiàn)為橡膠狀，既柔軟又具有彈性。在高彈性態(tài)和橡膠態(tài)之間的轉化溫度被稱為非晶體材料的玻璃化轉變溫度。SBS改性劑根據(jù)其分子結構可分為星型和線型兩種，如圖1所示[2]。從圖中可以看出，線型SBS改性劑的分子沒有交聯(lián)，呈微觀的帶狀分布；而星型SBS改性劑的分子通過四氯化硅偶聯(lián)形成空間網(wǎng)絡結構。

1.2 SBS改性瀝青的性能

通過添加改性劑可以使SBS改性瀝青的性能優(yōu)勢明顯提升。其中，高低溫性能的改善最為明顯，即SBS改性瀝青可以在高溫下保持穩(wěn)定的黏度和彈性模量；在低溫下具有較好的抗裂性能。此外，SBS改性瀝青具備良好的抗疲勞性能，能夠在經(jīng)受重負荷交通和頻繁變載的情況下保持較好穩(wěn)定性。SBS改性瀝青良好的抗老化性能使其可以有效抵抗紫外線、氧化和熱氧老化等物化過程的影響。SBS改性瀝青的上述特性使其能夠適應不同地區(qū)的氣候條件，并有助于減少路面的破損和維修次數(shù)，降低道路維護成本，提高道路的使用壽命。

1.3 SBS改性瀝青的應用

SBS改性瀝青良好的路用性能是其提高路面平整度、增加抗滑性和改善耐久性的重要基礎。目前，SBS改性瀝青已經(jīng)在高速公路、城市道路以及其他路面工程中得到廣泛應用。其中，在高速公路建設中，SBS改性瀝青常被用于應力吸收層、中間層和表層等路面結構部位；在城市道路建設中，SBS改性瀝青被用于人行道、非機動車道和停車場等鋪裝項目中。隨著道路建設技術的不斷進步，SBS改性瀝青開始在橋梁、隧道和機場等特殊場所的鋪裝工程中使用，使得應用領域不斷拓展。

2 橡膠改性瀝青研究與應用現(xiàn)狀

2.1 橡膠改性瀝青的制備

橡膠改性瀝青的制備是將廢舊輪胎制成的橡膠粉作為改性劑，與基質瀝青混合，通過加熱、攪拌和剪切等工藝，使橡膠粉均勻分散在瀝青中，從而改善瀝青性能的過程。該過程不僅可以有效利用廢舊輪胎資源、減少環(huán)境污染，還能顯著提升瀝青的耐久性、抗老化性和抗開裂性。制備過程中需嚴格控制溫度、時間和添加劑的使用，以確保橡膠改性瀝青的性能達到最佳狀態(tài)。橡膠改性瀝青在道路建設和維護中具有廣泛應用，其應用能有效延長道路使用壽命，降低維護成本，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的兼顧。

2.2 橡膠改性瀝青的性能特點

橡膠改性瀝青相較于傳統(tǒng)瀝青具有一系列顯著的性能優(yōu)勢。首先，其彈性良好：由于橡膠粉的摻入，有效提升了瀝青的彈性，從而顯著改善了路面的抗變形能力和平整度，確保道路在長期使用中保持平整。其次，抗裂性能突出：橡膠改性瀝青具備出色的低溫抗裂性能，有效減少路面裂縫的產(chǎn)生，提高道路的使用壽命。此外，耐久性優(yōu)異：橡膠改性瀝青能夠長期承受車輛荷載和自然環(huán)境因素的考驗，顯著減少路面損壞和維修需求，降低維護成本。最后，橡膠改性瀝青還具有良好的環(huán)保效益：其制備過程中采用了廢舊輪胎等廢棄物作為原料，實現(xiàn)了資源的綠色化循環(huán)利用。

2.3 橡膠改性瀝青的應用

橡膠改性瀝青在路面工程中的應用日益廣泛，其應用領域和范圍也在不斷拓展。首先，橡膠改性瀝青憑借其優(yōu)異的低溫抗裂性能，在寒冷地區(qū)得到了廣泛應用，橡膠改性瀝青能有效防止冬季路面裂縫的產(chǎn)生，顯著提升了路面的使用壽命。其次，橡膠改性瀝青因其出色的彈性和耐久性，能夠承受重載車輛的頻繁碾壓，顯著減少了路面的破損和維修需求，使得其在重載交通路段中被廣泛應用。最后，橡膠改性瀝青在橋梁、隧道、機場等特殊場所的鋪裝工程中也逐漸展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。

3 SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青路用性能對比分析

3.1 高溫穩(wěn)定性

對SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青分別從軟化點、針入度、黏度和彈性恢復四個方面進行對比分析，其分析結果如表1所示[3]。通過表1可以得出，橡膠改性瀝青的高溫穩(wěn)定性優(yōu)于SBS改性瀝青。

3.2 低溫抗裂性

通過彎曲流變試驗評價SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青在不同低溫下抗裂性能，并利用兩種改性瀝青的勁度模量值來對比分析其低溫抗裂性能，其具體對比分析結果如圖2所示[4]。通過圖2可以得出，橡膠改性瀝青的低溫抗裂性能明顯優(yōu)于SBS改性瀝青的低溫抗裂性能。

3.3 抗老化能力

為了對比橡膠改性瀝青與SBS改性瀝青的抗老化能力，通過對不同橡膠粉粒徑的橡膠改性瀝青與SBS改性瀝青兩者的針入度比、黏度比、軟化點比等各方面進行對比分析，分析數(shù)據(jù)如表2所示[5]。通過數(shù)據(jù)得出，橡膠改性瀝青在抗老化性能方面相較于SBS改性瀝青更具有優(yōu)勢。其主要原因是，橡膠粉改性劑主要取材于廢舊橡膠，特別是那些被淘汰的廢舊輪胎。在輪胎的生產(chǎn)和加工階段，為了增強其耐磨性和抗氧化性，會添加多種特定的改性劑。這些添加的改性劑，在橡膠粉被用于改性瀝青時，發(fā)揮了重要的輔助功能，即幫助提升瀝青的抗老化能力，而這種輔助功能是SBS改性瀝青所不具備的，使得橡膠粉改性瀝青在抗老化方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢[3]。

4 應力吸收層SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青試驗對比

應力吸收層在水泥混凝土路面與瀝青面層之間的布置位置，具有不可或缺的重要性。其核心作用在于預防并減緩因行車載荷和溫度變化引發(fā)的水泥混凝土路面裂縫向瀝青面層的進一步擴展。這層混合料的性能表現(xiàn)，直接決定了路面的整體使用效能和長期耐久性。為了確保在實際工程中能夠充分利用改性瀝青加鋪層的優(yōu)勢，需要在進行大規(guī)模鋪設之前，首先進行一系列的室內試驗，以深入了解其性能特點。

首先為了論證外界試驗溫度對試件抗拉拔性能的影響，試驗時選擇不同的溫度梯度進行試件的抗拉拔試驗，具體對15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃這七個溫度條件下的改性瀝青進行試驗。在試驗過程中，需要控制好每個溫度梯度的穩(wěn)定性，確保試驗的準確性，具體試驗結果如圖3所示。通過圖3可以得出，SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青的拉拔強度與溫度成反比，即隨著溫度的增加拉拔強度逐漸減?。辉谙嗤瑴囟忍荻葪l件下的試驗數(shù)據(jù)顯示，橡膠粉改性瀝青試件的抗拉拔強度比SBS改性瀝青抗拉強度高；SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青的拉拔強度隨著溫度的增加差值逐漸減小，在15℃時兩者的差值為0.15 MPa，而在45℃時兩者的差值僅為0.03 MPa。

應力吸收層屬于富瀝青砂懸浮密實結構，其空隙率在2%以內，因此為了從SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青中選出更適合的材料進行鋪設，對STRATA瀝青、SBS改性瀝青、橡膠改性瀝青和橡膠粉/SBS復合改性瀝青四種改性瀝青進行浸水馬歇爾試驗，為了試驗方便特對這四種改性瀝青進行編號，分別為1號（STRATA瀝青）、2號（SBS改性瀝青）、3號（橡膠改性瀝青）和4號（橡膠粉/SBS復合改性瀝青），具體試驗結果如圖4所示。通過圖4可以得出，橡膠改性瀝青的浸水穩(wěn)定度（MS1）和非浸水穩(wěn)定性（MS2）與其他三種相比皆較小，但是由MS1和MS2可以計算出應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度，并得出橡膠瀝青應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度為88.8%，SBS改性瀝青應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度為95%，橡膠改性瀝青應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度比SBS改性瀝青應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度低6.2%，應力吸收層混合料中的瀝青含量較高，這說明橡膠改性瀝青混合料具有良好的抗水損害性能，能夠有效延長道路的使用壽命。

5 結論

該文對SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青的制備以及性能等多方面介紹，并對SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青的性能進行對比得出：

（1）橡膠改性瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗老化能力皆優(yōu)于SBS改性瀝青。

（2）對應力吸收層中的SBS改性瀝青與橡膠改性瀝青的抗拉拔性能分析可以得出，兩種改性瀝青的拉拔強度差值隨著溫度的增加由0.15 MPa減少至0.03 MPa，說明溫度越高兩者的拉拔強度越接近，且橡膠粉改性瀝青的抗拉拔強度優(yōu)于SBS改性瀝青。

（3）橡膠改性瀝青應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度比SBS改性瀝青應力吸收層混合料的殘留穩(wěn)定度低6.2%，說明橡膠改性瀝青混合料具有良好的抗水損害性能，能夠有效延長道路的使用壽命。

參考文獻

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