常温温拌AC-13沥青混合料路用性能分析

王剑君

（甘肃省兰州公路管理局，甘肃 兰州 730000）

0 引言

近年来“节能、低碳、环保”型筑路材料层是当前道路工程材料领域的研究热点。国内外道路工作者陆续开展了常温温拌沥青及混合料技术的研发，如艾长发等[1]对常温沥青混合料强度形成机理与影响因素研究得出采用悬浮密实型级配有利于常温沥青混合料早期强度的形成；击实功和养护周期是影响常温沥青混合料强度形成的主要外因；佟禹等[2]制备了一种常温沥青并对其沥青混合料的性能研究得出常温沥青添加剂与基质沥青化学相容性良好；当加热温度不高于188℃时，常温沥青热稳定性良好；常温沥青混合料各项路用性能均能达到热拌沥青混合料性能要求；赵莉娜[3]在贵州实施了常温温拌沥青混合料得出SMC常温沥青改性剂提高了沥青的塑性、软化点，SMA沥青混凝土具有优异的低温柔性、耐压、耐冲击、抗疲劳等性能；刘彦锋等[4]在SMC常温改性沥青工程应用研究得出常温改性剂的能源消耗、有害气体释放比普通沥青混合料更少，其混合料的低温压实性能更优；渠洪卫[5]对SMC超薄罩面研究得出SMC改性沥青混合料具有低温抗裂性能好，粘结力强、厚度薄等特点，大极大提高道路服役寿命，降低养护成本；龚小波等[6]达陕高速公路养护中实施了SMC沥青混合料得出以下结论SMC薄层罩面施工以其施工时间短、可寒冬低温施工，适用于养护及新建路面，需快速开放交通的项目。

本文采用SBS和SMC制备了复合改性常温温拌沥青，并分析了不同改性剂掺量对沥青性能的影响，同时对AC-13常温温拌沥青混合料的路用性能进行分析，以期试验结果对常温沥青混合料的应用推广提供数据参考。

1 原材料及配合比

1.1 沥青

本文采用的沥青为中海油泸州仓库70号基质沥青，其各项指标均满足相关规范要求要求。

1.2 集料

本文的粗细集料均采用四川省峨眉山的玄武岩，矿粉采用重庆产的石灰石矿粉，材料各项指标均满足相关规范要求。

1.3 级配

分别取0-5玄武岩、5-10玄武岩、10-15玄武岩及矿粉进行级配设计，最终设计结果见表1。

根据上述级配，采用马歇尔击实试验确定最佳油石比为4.7%

2 沥青及混合料性能分析

2.1 SBS+SMC复合改性沥青性能分析

本文采用SBS和SMC复合改性，具体的改性剂配比见表2，并进行性能分析确定改性剂的最佳掺量，具体试验结果见表3。

表1 配合比设计结果

表2 复合改性剂掺量

表3 复合改性沥青试验结果

由表3试验结果分析得出：

（1）在SBS掺量不变的情况下，沥青的软化点随着SMC掺量的增加而呈现先降低后增加的趋势，当SMC掺量为12%时，软化点最高为77.1℃，分析其原因为当SMC掺量增加到一定数量后，其组分中的橡胶与SBS共混相容形成良好的交联结构，进而提高沥青的软化点；

（2）在SBS掺量不变的情况下，沥青的针入度随着SMC掺量的增加而增加，分析其原因为降粘材料增加导致沥青变软，进而针入度降低；

（3）在SBS掺量不变的情况下，沥青的延度随着SMC掺量的增加而增加，当SMC掺量10%，5℃延度大于100cm，分析其原因为SMC中含有大量的橡胶类材料，能充分提高沥青的基体延度，因此SBS-SMC复合改性沥青具有优异的低温性能；

（4）在SBS掺量不变的情况下，沥青的弹性恢复随着SMC掺量的增加而增加，当SMC掺量为8%，沥青的弹性恢复为100%，分析其原因为SBS和SMC形成致密的交联结构，进而提高沥青的弹性恢复性能；

（5）在SBS掺量不变的情况下，沥青的135℃旋转粘度随着SMC掺量的增加而降低，分析其原因为SMC中含有降粘材料，有助于降低沥青粘度，提高沥青的施工和易性；

（6）基于上述试验得出，SMC的最佳掺量范围10%左右。

2.2 混合料性能分析

2.2.1 高温稳定性

本文采用车辙试验评价混合料高温稳定性,车辙试件分为两类，一类为全5 cm厚SMC-13混合料，一类为上层1.5 cmSMC-13混合料下为改性SMA-13混合料3.5 cm，得到试验结果见表4。

表4 混合料车辙试验结果

由表4得出以下结论：

（1）随着龄期的增长，SBS-SMC复合改性AC-13沥青混合料的动稳定度也随之增大，其中混合料养生6 d后，单层动稳定度增大52%，双层动稳定度增大36%；

（2）在同一龄期内，双层组合结构动稳定度大于单层结构，6 d养生期后，双层动稳定度比单层提高56%；

（3）总体而言，SBS-SMC复合改性AC-13高温稳定性完全满足规范对于改性沥青路面的技术要求，其高温性能与改性沥青AC-13大致相当；

（4）考虑到SBS-SMC复合改性AC-13混合料高温稳定性随龄期增长的趋势明显，在实际工程中对于SBS-SMC复合改性AC-13高温稳定性的验证试验应至少待试件成型120 h后进行。

2.2.2 水稳定性

采用冻融劈裂试验评价SBS-SMC复合改性AC-13的水稳定性能，试验结果见表5。

由表5分析得出，SBS-SMC复合改性AC-13沥青混合料的水稳定性满足规范要求，并且明显由于SBS改性沥青AC-13混合料，说明SBS-SMC复合改性AC-13混合料具有优良的抗水损害能力，这与SBS-SMC改性剂与石料具有优异的粘附性是密切相关的。

表5 混合料冻融劈裂试验结果

2.2.3 低温抗裂性

本项目选用低温小梁试验对SBS-SMC复合改性AC-13的低温抗裂性能进行评价，具体试验结果见表6。

由表6的试验结果得出，SBS-SMC复合改性AC-13具有优异的低温抗裂性，其低温平均弯曲应变达到5 500微应变，达到SBS改性沥青AC-13的2倍以上，远远超过规范的技术要求。

3 结论

（1）就SBS改性沥青而言，随之SMC掺量的增加，沥青的软化点、延度、针入度和弹性恢复等常规指标都随之增加，SMC的最佳掺量范围10%左右。

（2）SBS-SMC复合改性AC-13具有优异的高温性能，随着龄期的增长，EMC-13沥青混合料的动稳定度也随之增大，其中混合料养生6 d后，单层动稳定度增大52%，双层动稳定度增大36%；在同一龄期内，双层组合结构动稳定度大于单层结构，6 d养生期后，双层动稳定度比单层提高56%。

（3）SBS-SMC复合改性AC-13的水稳定性满足规范要求，并且明显优于SBS改性沥青AC-13混合料，同时SBS-SMC复合改性AC-13具有优异的低温抗裂性，其低温平均弯曲应变达到5 500微应变，达到SBS改性沥青AC-13的2倍以上。

表6 混合料低温弯曲试验结果