不同工艺SBS改性沥青混合料路用性能研究

岳崇阳 李思瑶 顾坤

摘 要：本文通过试验确定SBS及SBS-T的最佳掺量分别为4%、8%;在改性剂最佳掺量的基础上进行混合料路用性能研究，结果表明，干法SBS-T混合料高、低温性能较好，湿法SBS混合料抗水损害性能较好。

关键词：改性剂;干法;湿法;沥青混合料;路用性能

中图分类号：U414   文献标识码：A      文章编号：1003-5168（2021）21-0077-03

Study on Road Performance of SBS Modified Asphalt Mixture with Different Technology

YUE Chongyang1    LI Siyao1    GU Kun2

（1.Henan Yulu Engineering Technology Development Co.， Ltd.， Zhengzhou Henan 450001;

2. Henan Jiaoyuan Engineering Technology Group Co.， Ltd.， Zhengzhou Henan 450000 ）

Abstract： The optimum content of SBS and SBS-T is 4% and 8% respectively. The results show that the dry SBS-mixture with higher and lower temperature performance， and the wet SBS mixture has better water damage resistance.

Keywords： modifier; dry process; wet process; asphalt mixture; road performance

随着经济的发展，货物及人员流动节奏的加快，对交通基础设施提出更高的需求，同时对高等级公路的路用性能及行车舒适性提出了更高的期望。现阶段路面上面层多采用改性沥青混合料，其中SBS类改性沥青应用最广，传统SBS改性混合料在通车运营一定年限后沥青会逐渐老化，沥青与矿料之间的黏附性逐渐降低，路面车辙、松散、裂缝、泛油及坑槽等病害会逐渐发生，这些病害的出现会严重影响沥青路面的路用性能及行车安全性。现有SBS改性沥青是通过大型剪切设备湿法预制而得，这种传统工艺存在技术壁垒及监管不力等问题，同时SBS改性沥青成品储存周期较短，极易出现改性剂与基质沥青离析的现象。为了克服现有生产工艺的缺陷，可以选用干法生产技术来改进。本文干法工艺核心是在生产沥青混合料的过程中将SBS-T速溶型改性剂投入拌合仓中，避免SBS改性沥青因存储周期太长而出现离析的现象，该工艺具有改性剂在生产过程中直接投放，降低普通沥青的加热温度，达到降低能耗的效果;SBS-T改性剂便于运输、存放及保管，应用范围增加;避免SBS改性沥青因长期储存而发生离析降低沥青路面路用性能的风险。干法SBS-T 改性混合料虽有很大优势，但却属于新型生产工艺，应参考现有成熟的室内试验开展混合料性能研究。本文以传统SBS改性混合料生产工艺为基础，针对不同改性方式的AC-13C、SMA-13混合料开展高温稳定性能、低温性能及水稳定性能研究，为干法SBS-T改性沥青混合在工程中的推广提供理论支撑[1-5]。

1 原材料

1.1 沥青

沥青种类对沥青路面性能起着决定性作用，本文选用工程上常用的70#A级道路石油沥青展开研究，其试验结果见表1。

1.2 改性剂

本文湿法、干法分别选用SBS、SBS-T两种改性剂，其主要技术指标检测结果见表2。

1.3 纤维

纤维在混合料中能够起到吸附、稳定沥青的效果，增强沥青胶浆与矿料之间的黏附性，避免沥青胶浆过早地从矿料之间脱落，本文选用木质素纤维展开研究，其主要技术指标试验结果见表3。

2 沥青性能对比

不同SBS及SBS-T掺量时70#A沥青三大指标试验结果见表4。

3 路用性能

选取工程上常用的AC-13C、SMA-13两种矿料级配开展湿法SBS改性、干法SBS-T改性研究，然后进行不同工艺下混合料路用性能分析。不同混合料表示方式见表5。

3.1 矿料级配及马歇尔试验结果

AC-13C、SMA-13配合比设计结果见表6。SBS、SBS-T掺量分别为4%、8%，SMA-13中纤维掺量为0.4%。马歇尔试验结果见表7。

3.2 高温稳定性

华中地区夏季炎热，沥青路面在长时间日照下路表温度会急剧上升，有时会达到60 ℃以上，在车辆轴载的作用下极易出现车辙、泛油等病害，这些病害的形成是结构层高温稳定性差的主要表现形式。本文选用车辙试验来进行混合料高温稳定性研究，试验结果表明，改性混合料高温性能优于普通混合料;SMA-13优于AC-13C;高温性能关系为干法SBS-T改性>湿法SBS改性>普通。

3.3 低温抗裂性

沥青路面是一种柔性结构层，对温度较为敏感，温度下降时混合料变得硬而脆，同时结构层内部也会因温缩应力而收缩，在车辆荷载的作用下极易出现裂缝，裂缝的出现是沥青路面低温抗开裂能力差的表现形式。本文采用低温小梁弯曲试验对不同改性类型的混合料开展低温性能试验，试验结果表明，改性混合料低温性能优于普通混合料;SMA-13优于AC-13C;低温抗开裂能力关系为干法SBS-T改性>湿法SBS改性>普通。

3.4 水稳定性

夏季多雨地区，沥青路面易出现水损害现象。随着使用年限的增加，沥青逐渐老化，黏附性能逐渐降低，沥青胶浆在外力的作用下从矿料之间脱落，从而出现松散、坑槽等病害，這些病害的出现是沥青路面水稳定性差的主要表现形式。本文选用浸水马歇尔、冻融劈裂试验对混合料开展水稳性研究，试验结果表明，改性混合料抗水损害能力优于普通混合料;改性AC-13C优于SMA-13;抗水损害能力关系为湿法SBS改性>干法SBS-T改性>普通。

4 结语

改性混合料高温、低温及抗水损害性能明显优于普通混合料;相同改性SMA-13高、低温性能优于AC-13C，抗水损害能力相反;相同骨架类型的干法SBS-T混合料高、低温性能优于湿法SBS，湿法SBS混合料抗水损害能力优于干法SBS-T。

参考文献：

[1] 中国公路学会.公路路面干法SBS改性沥青路面技术指南T/CHTS20003-2018[M].北京：人民交通出版社，2018.

[2] 李献勇.玄武岩纤维在重载交通沥青路面中的应用研究[J].河南科学，2019（5）：792-796.

[3] 陈红奎.稳定型橡胶沥青混合料性能研究[J].河南科学，2019（12）：1988-1992.

[4] 李志刚，李文凯.DXG-1抗车辙剂沥青混合料路用性能研究[J].河南科学，2020（8）：1264-1269.

[5] 齐小飞，邹晓翎，阮鹿鸣，等.高RAP掺量下热再生混合料水稳定性影响因素研究[J].中外公路，2018（2）：248-252.