常溫溫拌AC-13瀝青混合料路用性能分析

王劍君

（甘肅省蘭州公路管理局，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

近年來“節能、低碳、環保”型筑路材料層是當前道路工程材料領域的研究熱點。國內外道路工作者陸續開展了常溫溫拌瀝青及混合料技術的研發，如艾長發等[1]對常溫瀝青混合料強度形成機理與影響因素研究得出采用懸浮密實型級配有利于常溫瀝青混合料早期強度的形成；擊實功和養護周期是影響常溫瀝青混合料強度形成的主要外因；佟禹等[2]制備了一種常溫瀝青并對其瀝青混合料的性能研究得出常溫瀝青添加劑與基質瀝青化學相容性良好；當加熱溫度不高于188℃時，常溫瀝青熱穩定性良好；常溫瀝青混合料各項路用性能均能達到熱拌瀝青混合料性能要求；趙莉娜[3]在貴州實施了常溫溫拌瀝青混合料得出SMC常溫瀝青改性劑提高了瀝青的塑性、軟化點，SMA瀝青混凝土具有優異的低溫柔性、耐壓、耐沖擊、抗疲勞等性能；劉彥鋒等[4]在SMC常溫改性瀝青工程應用研究得出常溫改性劑的能源消耗、有害氣體釋放比普通瀝青混合料更少，其混合料的低溫壓實性能更優；渠洪衛[5]對SMC超薄罩面研究得出SMC改性瀝青混合料具有低溫抗裂性能好，粘結力強、厚度薄等特點，大極大提高道路服役壽命，降低養護成本；龔小波等[6]達陜高速公路養護中實施了SMC瀝青混合料得出以下結論SMC薄層罩面施工以其施工時間短、可寒冬低溫施工，適用于養護及新建路面，需快速開放交通的項目。

本文采用SBS和SMC制備了復合改性常溫溫拌瀝青，并分析了不同改性劑摻量對瀝青性能的影響，同時對AC-13常溫溫拌瀝青混合料的路用性能進行分析，以期試驗結果對常溫瀝青混合料的應用推廣提供數據參考。

1 原材料及配合比

1.1 瀝青

本文采用的瀝青為中海油瀘州倉庫70號基質瀝青，其各項指標均滿足相關規范要求要求。

1.2 集料

本文的粗細集料均采用四川省峨眉山的玄武巖，礦粉采用重慶產的石灰石礦粉，材料各項指標均滿足相關規范要求。

1.3 級配

分別取0-5玄武巖、5-10玄武巖、10-15玄武巖及礦粉進行級配設計，最終設計結果見表1。

根據上述級配，采用馬歇爾擊實試驗確定最佳油石比為4.7%

2 瀝青及混合料性能分析

2.1 SBS+SMC復合改性瀝青性能分析

本文采用SBS和SMC復合改性，具體的改性劑配比見表2，并進行性能分析確定改性劑的最佳摻量，具體試驗結果見表3。

表1 配合比設計結果

表2 復合改性劑摻量

表3 復合改性瀝青試驗結果

由表3試驗結果分析得出：

（1）在SBS摻量不變的情況下，瀝青的軟化點隨著SMC摻量的增加而呈現先降低后增加的趨勢，當SMC摻量為12%時，軟化點最高為77.1℃，分析其原因為當SMC摻量增加到一定數量后，其組分中的橡膠與SBS共混相容形成良好的交聯結構，進而提高瀝青的軟化點；

（2）在SBS摻量不變的情況下，瀝青的針入度隨著SMC摻量的增加而增加，分析其原因為降粘材料增加導致瀝青變軟，進而針入度降低；

（3）在SBS摻量不變的情況下，瀝青的延度隨著SMC摻量的增加而增加，當SMC摻量10%，5℃延度大于100cm，分析其原因為SMC中含有大量的橡膠類材料，能充分提高瀝青的基體延度，因此SBS-SMC復合改性瀝青具有優異的低溫性能；

（4）在SBS摻量不變的情況下，瀝青的彈性恢復隨著SMC摻量的增加而增加，當SMC摻量為8%，瀝青的彈性恢復為100%，分析其原因為SBS和SMC形成致密的交聯結構，進而提高瀝青的彈性恢復性能；

（5）在SBS摻量不變的情況下，瀝青的135℃旋轉粘度隨著SMC摻量的增加而降低，分析其原因為SMC中含有降粘材料，有助于降低瀝青粘度，提高瀝青的施工和易性；

（6）基于上述試驗得出，SMC的最佳摻量范圍10%左右。

2.2 混合料性能分析

2.2.1 高溫穩定性

本文采用車轍試驗評價混合料高溫穩定性,車轍試件分為兩類，一類為全5 cm厚SMC-13混合料，一類為上層1.5 cmSMC-13混合料下為改性SMA-13混合料3.5 cm，得到試驗結果見表4。

表4 混合料車轍試驗結果

由表4得出以下結論：

（1）隨著齡期的增長，SBS-SMC復合改性AC-13瀝青混合料的動穩定度也隨之增大，其中混合料養生6 d后，單層動穩定度增大52%，雙層動穩定度增大36%；

（2）在同一齡期內，雙層組合結構動穩定度大于單層結構，6 d養生期后，雙層動穩定度比單層提高56%；

（3）總體而言，SBS-SMC復合改性AC-13高溫穩定性完全滿足規范對于改性瀝青路面的技術要求，其高溫性能與改性瀝青AC-13大致相當；

（4）考慮到SBS-SMC復合改性AC-13混合料高溫穩定性隨齡期增長的趨勢明顯，在實際工程中對于SBS-SMC復合改性AC-13高溫穩定性的驗證試驗應至少待試件成型120 h后進行。

2.2.2 水穩定性

采用凍融劈裂試驗評價SBS-SMC復合改性AC-13的水穩定性能，試驗結果見表5。

由表5分析得出，SBS-SMC復合改性AC-13瀝青混合料的水穩定性滿足規范要求，并且明顯由于SBS改性瀝青AC-13混合料，說明SBS-SMC復合改性AC-13混合料具有優良的抗水損害能力，這與SBS-SMC改性劑與石料具有優異的粘附性是密切相關的。

表5 混合料凍融劈裂試驗結果

2.2.3 低溫抗裂性

本項目選用低溫小梁試驗對SBS-SMC復合改性AC-13的低溫抗裂性能進行評價，具體試驗結果見表6。

由表6的試驗結果得出，SBS-SMC復合改性AC-13具有優異的低溫抗裂性，其低溫平均彎曲應變達到5 500微應變，達到SBS改性瀝青AC-13的2倍以上，遠遠超過規范的技術要求。

3 結論

（1）就SBS改性瀝青而言，隨之SMC摻量的增加，瀝青的軟化點、延度、針入度和彈性恢復等常規指標都隨之增加，SMC的最佳摻量范圍10%左右。

（2）SBS-SMC復合改性AC-13具有優異的高溫性能，隨著齡期的增長，EMC-13瀝青混合料的動穩定度也隨之增大，其中混合料養生6 d后，單層動穩定度增大52%，雙層動穩定度增大36%；在同一齡期內，雙層組合結構動穩定度大于單層結構，6 d養生期后，雙層動穩定度比單層提高56%。

（3）SBS-SMC復合改性AC-13的水穩定性滿足規范要求，并且明顯優于SBS改性瀝青AC-13混合料，同時SBS-SMC復合改性AC-13具有優異的低溫抗裂性，其低溫平均彎曲應變達到5 500微應變，達到SBS改性瀝青AC-13的2倍以上。

表6 混合料低溫彎曲試驗結果