SBS改性沥青混合料高温性能研究
2014-11-24刘毅
摘 要：由于基质性能较差，普通沥青混合料中高温性能普遍较差，沥青路面容易出现车辙、推移等病害，导致路用性能往往不高，文章研究SBS改性沥青混合料，对其高温性能进行研究，通过马歇尔试验、车辙试验进行综合评价。
关键词：沥青混合料；SBS改性；高温性能
SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，经过溶胀、剪切、发育三个过程，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
国内外工程经验表明SBS改性沥青采用骨架密实型结构，对于沥青混合料高温性能具有重要的影响。恰当的配合比设计对于SBS改性沥青混合料的骨架结构的形成有着重要影响，油石比过小造成空隙率较小，不能充分包裹；过大的油石比容易造成悬浮结构，从而影响高温性能，易发生车辙、推移等病害。本文以CAVF法进行级配设计，保证矿料骨架结构的形成，研究其高温性能。
1 SBS改性沥青
本文所用SBS改性沥青是以SBS改性剂掺入基质沥青中，经搅拌、剪切等使得SBS均匀分散于沥青中，形成SBS沥青，其基本性能指标如表1所示。
表1 SBS改性沥青基本性能
技术指标 单 位 检验结果
针入度25℃，100g，5s 0.1mm 38
软化点 TR&B ℃ 63.2
延度 5℃，5cm/min cm 9.3
弹性恢复25℃ % 86.2
旋转粘度190℃ Pa·S 2.62
由上表可知，SBS改性沥青性能符合规范要求，且高温性能较好。
2 矿料级配组成设计
级配设计采用CAVF法，该法可以保证材料有效形成骨架结构，CAVF法公式见公式（1）、（2）所示，只需已知集料与沥青材料的密度，实测骨架空隙率，设计其空隙率，则代入公式后则可获得粗、细集料的用量，以富勒曲线设计粗细集料的级配，再分别与计算出来的粗细集料相乘，从而获得最终级配曲线，如图1所示。
图1 SBS沥青混合料级配曲线
qc+qf +qf =100 （1）
（2）
上式中，VCA、VV为沥青混合料设计目标空隙率，捣实状态下粗集料骨架间隙率；qc、qf、qp、qa为粗集料、细集料、矿粉、沥青用量的质量百分数；ρ、ρaf、ρp、ρa分别为矿粉的密度、自然堆积密度、沥青密度、细集料的表观密度。
3 SBS沥青混合料高温性能研究
3.1 马歇尔试验
变化五个油石比从3.5%至5%，间隔5%，级配则按上述级配，按规范规定成型试件，双面击实50下，试验温度60℃，试验结果如下表所示。
表2 马歇尔试验结果
项目 空隙率/% 矿料间
隙率/% 沥青饱
和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm 马歇尔模
数/kN/mm
AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4
AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7
由上表可知，SBS改性沥青混合料的各项指标，如稳定度，流值，矿料间隙率等均符合符合《沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关技术指标要求，满足骨架结构的要求。
3.2 车辙试验
按现行规范要求成型试件，采用车辙试验仪，试验温度60℃，变形曲线如图2所示，稳定度见表3。
图2 车辙试验变形曲线
表3 车辙板试件动稳定度
混合料类型 动稳定度DS（次/mm）
AC-13（SBS改性） 5702
SMA-13 3638
由上表可知，SBS改性沥青混合料高温性能较好，稳定度比SMA沥青混合料高，符合规范要求。
4 结论
（1）由SBS改性剂改性的沥青混合料高温性能较好，表现出良好的骨架结构特征，甚至比同属骨架密实结构的SMA-13要好，性能优越，应用前景广阔。
（2）本文仅研究其高温性能，低温抗裂性能、疲劳性能、力学强度等尚不明确，其路用性能有待进一步研究。
参考文献
[1] 吴旷怀，张肖宁.沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用[J].中南公路工程，2004.
[2] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2005.
[3] JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
作者简介：刘毅（1981- ），男，海南万宁人，在读硕士研究生。
摘 要：由于基质性能较差，普通沥青混合料中高温性能普遍较差，沥青路面容易出现车辙、推移等病害，导致路用性能往往不高，文章研究SBS改性沥青混合料，对其高温性能进行研究，通过马歇尔试验、车辙试验进行综合评价。
关键词：沥青混合料；SBS改性；高温性能
SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，经过溶胀、剪切、发育三个过程，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
国内外工程经验表明SBS改性沥青采用骨架密实型结构，对于沥青混合料高温性能具有重要的影响。恰当的配合比设计对于SBS改性沥青混合料的骨架结构的形成有着重要影响，油石比过小造成空隙率较小，不能充分包裹；过大的油石比容易造成悬浮结构，从而影响高温性能，易发生车辙、推移等病害。本文以CAVF法进行级配设计，保证矿料骨架结构的形成，研究其高温性能。
1 SBS改性沥青
本文所用SBS改性沥青是以SBS改性剂掺入基质沥青中，经搅拌、剪切等使得SBS均匀分散于沥青中，形成SBS沥青，其基本性能指标如表1所示。
表1 SBS改性沥青基本性能
技术指标 单 位 检验结果
针入度25℃，100g，5s 0.1mm 38
软化点 TR&B ℃ 63.2
延度 5℃，5cm/min cm 9.3
弹性恢复25℃ % 86.2
旋转粘度190℃ Pa·S 2.62
由上表可知，SBS改性沥青性能符合规范要求，且高温性能较好。
2 矿料级配组成设计
级配设计采用CAVF法，该法可以保证材料有效形成骨架结构，CAVF法公式见公式（1）、（2）所示，只需已知集料与沥青材料的密度，实测骨架空隙率，设计其空隙率，则代入公式后则可获得粗、细集料的用量，以富勒曲线设计粗细集料的级配，再分别与计算出来的粗细集料相乘，从而获得最终级配曲线，如图1所示。
图1 SBS沥青混合料级配曲线
qc+qf +qf =100 （1）
（2）
上式中，VCA、VV为沥青混合料设计目标空隙率，捣实状态下粗集料骨架间隙率；qc、qf、qp、qa为粗集料、细集料、矿粉、沥青用量的质量百分数；ρ、ρaf、ρp、ρa分别为矿粉的密度、自然堆积密度、沥青密度、细集料的表观密度。
3 SBS沥青混合料高温性能研究
3.1 马歇尔试验
变化五个油石比从3.5%至5%，间隔5%，级配则按上述级配，按规范规定成型试件，双面击实50下，试验温度60℃，试验结果如下表所示。
表2 马歇尔试验结果
项目 空隙率/% 矿料间
隙率/% 沥青饱
和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm 马歇尔模
数/kN/mm
AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4
AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7
由上表可知，SBS改性沥青混合料的各项指标，如稳定度，流值，矿料间隙率等均符合符合《沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关技术指标要求，满足骨架结构的要求。
3.2 车辙试验
按现行规范要求成型试件，采用车辙试验仪，试验温度60℃，变形曲线如图2所示，稳定度见表3。
图2 车辙试验变形曲线
表3 车辙板试件动稳定度
混合料类型 动稳定度DS（次/mm）
AC-13（SBS改性） 5702
SMA-13 3638
由上表可知，SBS改性沥青混合料高温性能较好，稳定度比SMA沥青混合料高，符合规范要求。
4 结论
（1）由SBS改性剂改性的沥青混合料高温性能较好，表现出良好的骨架结构特征，甚至比同属骨架密实结构的SMA-13要好，性能优越，应用前景广阔。
（2）本文仅研究其高温性能，低温抗裂性能、疲劳性能、力学强度等尚不明确，其路用性能有待进一步研究。
参考文献
[1] 吴旷怀，张肖宁.沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用[J].中南公路工程，2004.
[2] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2005.
[3] JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
作者简介：刘毅（1981- ），男，海南万宁人，在读硕士研究生。
摘 要：由于基质性能较差，普通沥青混合料中高温性能普遍较差，沥青路面容易出现车辙、推移等病害，导致路用性能往往不高，文章研究SBS改性沥青混合料，对其高温性能进行研究，通过马歇尔试验、车辙试验进行综合评价。
关键词：沥青混合料；SBS改性；高温性能
SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，经过溶胀、剪切、发育三个过程，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
国内外工程经验表明SBS改性沥青采用骨架密实型结构，对于沥青混合料高温性能具有重要的影响。恰当的配合比设计对于SBS改性沥青混合料的骨架结构的形成有着重要影响，油石比过小造成空隙率较小，不能充分包裹；过大的油石比容易造成悬浮结构，从而影响高温性能，易发生车辙、推移等病害。本文以CAVF法进行级配设计，保证矿料骨架结构的形成，研究其高温性能。
1 SBS改性沥青
本文所用SBS改性沥青是以SBS改性剂掺入基质沥青中，经搅拌、剪切等使得SBS均匀分散于沥青中，形成SBS沥青，其基本性能指标如表1所示。
表1 SBS改性沥青基本性能
技术指标 单 位 检验结果
针入度25℃，100g，5s 0.1mm 38
软化点 TR&B ℃ 63.2
延度 5℃，5cm/min cm 9.3
弹性恢复25℃ % 86.2
旋转粘度190℃ Pa·S 2.62
由上表可知，SBS改性沥青性能符合规范要求，且高温性能较好。
2 矿料级配组成设计
级配设计采用CAVF法，该法可以保证材料有效形成骨架结构，CAVF法公式见公式（1）、（2）所示，只需已知集料与沥青材料的密度，实测骨架空隙率，设计其空隙率，则代入公式后则可获得粗、细集料的用量，以富勒曲线设计粗细集料的级配，再分别与计算出来的粗细集料相乘，从而获得最终级配曲线，如图1所示。
图1 SBS沥青混合料级配曲线
qc+qf +qf =100 （1）
（2）
上式中，VCA、VV为沥青混合料设计目标空隙率，捣实状态下粗集料骨架间隙率；qc、qf、qp、qa为粗集料、细集料、矿粉、沥青用量的质量百分数；ρ、ρaf、ρp、ρa分别为矿粉的密度、自然堆积密度、沥青密度、细集料的表观密度。
3 SBS沥青混合料高温性能研究
3.1 马歇尔试验
变化五个油石比从3.5%至5%，间隔5%，级配则按上述级配，按规范规定成型试件，双面击实50下，试验温度60℃，试验结果如下表所示。
表2 马歇尔试验结果
项目 空隙率/% 矿料间
隙率/% 沥青饱
和度/% 稳定度/kN 流值/0.1mm 马歇尔模
数/kN/mm
AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4
AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7
由上表可知，SBS改性沥青混合料的各项指标，如稳定度，流值，矿料间隙率等均符合符合《沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关技术指标要求，满足骨架结构的要求。
3.2 车辙试验
按现行规范要求成型试件，采用车辙试验仪，试验温度60℃，变形曲线如图2所示，稳定度见表3。
图2 车辙试验变形曲线
表3 车辙板试件动稳定度
混合料类型 动稳定度DS（次/mm）
AC-13（SBS改性） 5702
SMA-13 3638
由上表可知，SBS改性沥青混合料高温性能较好，稳定度比SMA沥青混合料高，符合规范要求。
4 结论
（1）由SBS改性剂改性的沥青混合料高温性能较好，表现出良好的骨架结构特征，甚至比同属骨架密实结构的SMA-13要好，性能优越，应用前景广阔。
（2）本文仅研究其高温性能，低温抗裂性能、疲劳性能、力学强度等尚不明确，其路用性能有待进一步研究。
参考文献
[1] 吴旷怀，张肖宁.沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用[J].中南公路工程，2004.
[2] JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2005.
[3] JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
作者简介：刘毅（1981- ），男，海南万宁人，在读硕士研究生。
