SBS+橡胶复合改性沥青路用性能分析论文_王敬炜

摘要：设计了一种复合改性沥青，该复合改性沥青中添加15%橡胶粉和3%的SBS，并设计实验评价其路用性能，实验结果表明该混合料的低温抗裂性、高温稳定性和、水稳定性均优于规范要求。实体试验段的性能也优于规范要求。

关键词：改性沥青；配合比；路用性能

1.SBS与橡胶粉复合掺量

SBS与橡胶粉是改性沥青的两种常用掺剂，以适当比例掺于沥青之中可形成SBS改性沥青及橡胶改性沥青。SBS改性沥青中SBS参量一般在3%~6%，橡胶改性沥青中橡胶粉的掺量一般为15%~25%。SBS+橡胶复合改性沥青需同时掺加两种改性剂，故将两种改性剂的掺量在但用掺量的基础上适当降低，SBS降低到1%~3%，橡胶粉降低到5%~20%，共设计12种复合参配比，并测试其性能指标。参配量及性能测试指标见表1。

表1 SBS与橡胶粉复合掺量及性能指标测试结果

由于该类沥青将用于广州地区，因此要求其具有较好的高温稳定性，在各项指标均满足技术要求的基础上，要求针入度较小，软化点较高，延度应满足技术要求，弹性恢复尽可能大。根据试验结果，选择的复合参配比为15%橡胶粉+3%SBS改性剂。

2.混合料配合比设计

本文采用马歇尔法设计了ARAC-10沥青混合料配合比，并制作了6.7%、7.0%、7.3%三种油石比下的试件，试件实测技术指标见表2。由试验可知，混合料最佳油石比为7.0%。

表2不同油石比初试级配马歇尔试件技术指标

3.路用性能试验

从高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等方面评价该沥青混合料的路用性能，制作试件并进行了相关试验。

（1）高温稳定性

沥青混合料的高温性能是指在高温和交通荷载双重作用下沥青路面抵抗变形的能力。本文使用了车辙试验的方法，制作了热拌热压、热拌温压、热拌温压加助碾剂三组试件，三组试件的动稳定度分别是4811次/mm、4428次/mm、4762次/mm，均远高于规范要求的3500次/mm。其中热拌热压成型的沥青混合料动稳定度最高，热拌温压成型的沥青混合料动稳定度略低于热拌热压沥青混合料，但加入碾压助剂之后热拌温压沥青混合料动稳定度有所提高，接近于热拌热压成型的沥青混合料，说明碾压助剂能改善沥青混合料的压实特性，使其在较低的温度下也能保证较好地压实。

（2）低温抗裂性

沥青路面的低温裂缝现象是普遍存在且具有危害性的，沥青路面的低温开裂与温度下降引起的材料体积收缩相关。本次采用的评价SBS+橡胶复合改性沥青混合料的低温性能的方法是低温小梁弯曲试验。制作了热拌热压、热拌温压、热拌温压加助碾剂三组试件，每组4个，各组试件的平均弯拉应变分别是5079、4830、5075，均远高于规范要求的2500。热拌温压沥青混合料的最大弯拉应变低于热拌热压沥青混合料，说明其低温抗裂性较热拌热压沥青混合料低，但加入碾压助剂之后，其最大弯拉应变与热拌热压混合料基本一致，具有较好的低温抗裂性。

（3）水稳定性

沥青混合料磨耗层分布在路面最表层，受到到外界环境的直接影响，尤其是在水与汽车荷载共同作用的条件下，沥青与矿料的粘附力会明显降低，持续的作用更会导致沥青与集料的剥离。因此，良好的抗水损害性能是合格的沥青混合料应当具备的。本文采用了冻融劈裂残留强度试验的方法研究该混合料水稳定性，制作了热拌热压、热拌温压、热拌温压加助碾剂三组试件，每组分别测试经冻融循环和未经冻融循环的劈裂强度，并计算其比值。三组试件冻融劈裂强度比分别为105.8%、104.0%、98.6%，均优于规范要求的80%。热拌温压加助碾剂组冻融劈裂强度比相对较低，但仍远远超过规范限值，说明加入助碾剂之后，沥青混合料仍具有良好的水稳定性能。

4.实体试验段

选取了3段试验段道路，加铺本文设计的复合改性混合料作为磨耗层，并进行了渗水、抗滑、构造深度试验。三段试验道路的实测渗水系数分别为20mL/min、53.3mL/min、50mL/min，优于规范要求的80mL/min。三段试验道路的实测抗滑摆值分别为52BPN、52BPN、51BPN，优于规范要求的45BPN。三段试验道路的构造深度分别为0.85mm、0.80mm、0.80mm，优于规范要求的0.55mm。

5.结论

（1）参加15%橡胶粉及3%SBS添加剂的复合改性沥青，综合性能优于单独添加橡胶粉或SBS添加剂的改性沥青；使用该复合改性沥青的ACAR-10混合料最佳油石比为7.0%。

（2）该混合料采用热拌热压、热拌温压、热拌温压加助碾剂三种方式制成的试件，在高温稳定性、低温稳定性、水稳定方面的试验指标均优于规范要求，也表明沥青混合料的施工和易性强。

（3）使用该沥青混合料铺筑试验段，其渗水、抗滑、构造深度实测指标均优于规范要求，验证了该混合料的实用有效性。

参考文献：

[1]王小龙.废胶粉/SBS双复合改性沥青及路用性能研究[D].长安大学，2016.

[2]朱晓煜，杨群.沥青路面旧沥青老化特性及其再生技术研究[J].内蒙古公路与运输，2015（04）：32-34.

[3]刘贞鹏.SBS/橡胶复合改性沥青混合料高温性能研究[D].重庆交通大学，2014.

论文作者:王敬炜

论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期

论文发表时间:2020/4/30