劉明 王萍

【摘 要】本文通過(guò)瀝青混合料車轍、動(dòng)態(tài)模量、凍融劈裂、低溫彎曲等常規(guī)性能試驗(yàn)，并結(jié)合NCHRP最新研究成果-重復(fù)加載永久變形試驗(yàn)，即流動(dòng)次數(shù)試驗(yàn)，證明了高模量外摻劑能夠提高瀝青混合料的高低溫性能，且不會(huì)損失抗水損壞性能。同時(shí)，與SBS改性瀝青混合料相比，外摻劑類高模量瀝青混合料具更好的高溫抗變形能力。

【關(guān)鍵詞】高模量瀝青混凝土外摻劑 流動(dòng)次數(shù) 動(dòng)態(tài)模量

1 緒論

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路交通量不斷增大，車轍已成為我國(guó)公路瀝青路面早期破損的主要形式之一。國(guó)內(nèi)外研究表明，提高瀝青混合料的模量是解決路面車轍問(wèn)題的重要手段。近年來(lái)，在采用界面改性原理的 “高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)瀝青料”提高瀝青混合料的模量得到人們的廣泛重視。本文選擇SBS改性瀝青以及國(guó)內(nèi)外具有代表性的四類高模量瀝青混合料外摻劑PR Module高模量瀝青混合料添加劑、德國(guó)DUROFLEX遼寧路寶高模量外摻劑和SHRD高模量瀝青混合料添加劑進(jìn)行瀝青混合料性能試驗(yàn)，對(duì)比五種瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1瀝青

本次試驗(yàn)采用韓國(guó)雙龍70#機(jī)制瀝青和SBS改性瀝青，瀝青各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

2.2集料

試驗(yàn)用集料采用山東曹范10～20mm石灰?guī)r，山東長(zhǎng)清5～10mm、3～5mm和0～3mm石灰?guī)r，礦粉采用長(zhǎng)清石灰?guī)r質(zhì)礦粉，且集料各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

2.3高模量外摻劑

本次高模量瀝青混合料性能評(píng)價(jià)采用四種高模量外摻劑，其物理指標(biāo)如表1所示。

表1高模量瀝青混合料外摻劑

名稱

產(chǎn)地

樣品編號(hào)

外觀

粒徑（mm）

密度（g/cm3）

軟化點(diǎn)（℃）

熔融指數(shù)（g/10min）

SHRD高模量瀝青混合料添加劑

濟(jì)南

SHRD

黑色顆粒

3～5

0.92～0.98

120～160

>1

PR Module高模量瀝青混合料添加劑

法國(guó)

PR-M

黑色顆粒

2～4

0.93～0.965

170

-

DUROFLEX

德國(guó)

D

黑色顆粒

4.75～0.75

1.042

120 ～150

-

路寶

沈陽(yáng)

LB

灰色顆粒

3～5

0.92～0.98

140

>1

2.4級(jí)配

為了減小由于集料差別造成的瀝青混合料性能的誤差，本次試驗(yàn)對(duì)集料進(jìn)行精篩，采用AC-20級(jí)配進(jìn)行混合料試驗(yàn)，級(jí)配曲線盡量靠近中值。采用馬歇爾試驗(yàn)方法確定基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青加外摻劑瀝青混合料的最佳瀝青用量分別為4.2%、4.2%和4.3%。

3 性能研究

SBS改性瀝青和推薦摻量的四種高模量外摻劑瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2高模量外摻劑和SBS改性瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果

名稱

外摻劑摻量（%）

動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）

凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比（%）

低溫彎曲破壞最大彎拉應(yīng)變（με）

動(dòng)態(tài)模量（15℃，10Hz）（MPa）

流變次數(shù)（60℃，138KPa，400KPa）（次）

SBS

0

3865

86.7

4046

11560

3276

SHRD

0.3

13285

88.3

4376

17923

7890

PR-M

0.7

11659

82.3

3769

17356

6585

D

0.3

3943

84.9

3135

14897

4036

LB

0.3

10667

81.5

2767

14779

5994

3.1高溫抗車轍性能

圖1不同外摻劑混合料車轍試驗(yàn)對(duì)比

由表2和圖1可以看出，除德國(guó)DUROFLE與SBS改性瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度相當(dāng)外，其他三種高模量外摻劑的高溫抗車轍性能均明顯優(yōu)于SBS改性瀝青混合料。SHRD、PR-M和LB動(dòng)穩(wěn)定度分別為SBS改性瀝青混合料的3.44、3.01、和2.76倍。

3.2動(dòng)態(tài)模量

圖2不同外摻劑混合料動(dòng)態(tài)模量（15℃，10Hz）

由圖2可知，高模量外摻劑混合料的動(dòng)態(tài)模量（15℃，10Hz）明顯優(yōu)于SBS改性瀝青混合料。由表2動(dòng)態(tài)模量數(shù)據(jù)可知，SHRD和PR-M動(dòng)態(tài)模量（15℃，10Hz）相當(dāng)，分別為SBS改性瀝青混合料的1.55和1.50倍，均大于17000MPa。D和LB動(dòng)態(tài)模量（15℃，10Hz）低于上述兩種外摻劑，分別是SBS改性瀝青混合料的1.29和1.28倍，均大于14000MPa。

3.3流動(dòng)次數(shù)

圖3流變次數(shù)與各種摻加劑的關(guān)系

從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，外摻劑類高模量瀝青混合料的流動(dòng)次數(shù)均高于SBS改性瀝青混合料，其中SHRD瀝青混合料的流變次數(shù)為7890次，為SBS改性瀝青混合料的2倍以上，同時(shí)也高于其他類型的摻加劑。

3.4凍融劈裂和低溫彎曲

由表2數(shù)據(jù)可知，五種混合料凍融劈裂殘留強(qiáng)度比TSR 和低溫彎曲破壞最大彎拉應(yīng)變相差不大，都滿足規(guī)范要求。與SBS改性瀝青混合料相比，SHRD高模量瀝青混合料添加劑的TSR和低溫彎曲破壞最大彎拉應(yīng)變均略好于SBS改性瀝青，而其他高模量外摻劑的相應(yīng)性能略差于SBS改性瀝青。

4 結(jié)語(yǔ)

本文采用包括流動(dòng)次數(shù)試驗(yàn)在內(nèi)的系統(tǒng)的瀝青混合料性能試驗(yàn)對(duì)SBS改性瀝青和多種高模量外摻劑混合料性能的對(duì)比，可以看出外摻劑類高模量瀝青混凝土更好的高溫抗車轍性能。

（1）添加高模量瀝青混合料外摻劑不會(huì)改變?yōu)r青用量，能夠提高瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量和高低溫性能，且不會(huì)損失混合料的抗水損壞性能。

（2）與經(jīng)中國(guó)大量工程實(shí)踐考驗(yàn)的SBS改性瀝青相比，外摻劑類高模量瀝青混合料具有更好的高溫性能，SBS瀝青混合料低溫抗裂性能更優(yōu)。

（3）與同類產(chǎn)品相比，SHRD高模量瀝青混合料各項(xiàng)指標(biāo)均好于其他四種外摻劑。

（4）流動(dòng)次數(shù)試驗(yàn)結(jié)果表明，使用外摻劑類高模量瀝青混合料瀝青路面比SBS瀝青路面的具有更好的抵抗高溫變形能力。

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作者簡(jiǎn)介：劉明（1980—），男，漢族，山東汶上人，碩士研究生，工程師，畢業(yè)于山東大學(xué)，就職于青島市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，研究方向：道路與鐵道工程； 王萍（1980—），女，漢族，山東青島人，碩士研究生，工程師，畢業(yè)于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，就職于青島市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，研究方向：風(fēng)景園林。