摘要：沥青混合料的改性技术可分为“对沥青的改性”和“对混合料的改性”两种。针对PE-Y改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料两种典型的沥青混合料进行了一系列路用性能试验研究，研究结果表明：PE-Y改性沥青混合料虽然改善效果不如使用SBS改性沥青的明显，但掺加PE-Y后，沥青混合料的低温抗裂性能也是有所提高的，这可能是由于PE-Y抗车辙剂填充矿料颗粒空隙形成嵌挤作用，改善了混合料的细观结构，使得缺陷尺寸变小；再者，当宏观裂纹扩展遇到PE-Y变形体交织网络时，由于其与沥青胶浆相比具有更高的抗拉强度，迫使裂纹改变方向沿PE-Y抗车辙剂与沥青的界面扩展，大大降低了裂纹扩展的速度，延长了裂纹的扩展路径，从而消耗了更多的低温开裂能。
关键词：道路工程；改性方式；低温性能；对比研究
沥青混合料的改性技术可大致分为“对沥青的改性”和“对混合料的改性”两种。可是，究竟孰优孰劣，尚不得而知，为此，重点就混合料的低温稳定性进行对比研究。
1基于低温弯曲试验的沥青混合料低温性能评价指标研究
沥青混合料的低温性能在混合料路用性能中具有至关重要的作用。选用较为常用的低温弯曲试验（-10℃）作为评价沥青混合料低温抗裂性的基本试验方法。通过低温弯曲试验可以得到抗弯拉强度.png)
、破坏弯拉应变.png)
、破坏劲度模量.png)
三个基本评价指标，其中，破坏弯拉应变是《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中规定的沥青混合料低温性能评价指标。抗弯拉强度越高、破坏弯拉应变越大、破坏劲度模量越小，沥青混合料的低温抗裂性能越好。同时，尝试引入弯曲应变能密度来评价沥青混合料的低温抗裂性，其表达公式为：.png)
，式中，.png)
为弯曲应变能密度，其临界值是小梁断裂时应力-应变关系曲线下的面积；.png)
、.png)
分别为应力、应变分量；.png)
为应力最大值所对应的应变值（简称临界应变）。计算时，根据试验结果，绘制应力-应变关系曲线进行回归，根据回归方程计算出临界应变能密度。可见，临界应变能密度综合了抗弯拉强度和破坏弯拉应变两个指标，在一定程度上能够更为贴切地反映沥青混合料抵抗低温开裂的能力。应变能密度越大，说明混合料发生破坏所消耗的能量就越大，其低温抗裂性就越好。因此，将依据低温弯曲试验结果分析计算抗弯拉强度.png)
、破坏弯拉应变.png)
、破坏劲度模量.png)
，以及综合指标— —弯曲应变能密度四项指标就掺加PE-Y抗车辙剂和使用SBS聚合物改性沥青两种改性方式对混合料低温性能的改善效果进行评价和对比分析。
2 不同改性方式对低温性能改善效果对比研究
选用一般骨架密实型SAC20-I和紧密骨架密实型SAC20-II两种矿料级配[4]，矿料级配如表1所示，针对普通沥青混合料、PE-Y（0.4%）改性沥青混合料和SBS（5%）改性沥青混合料等三种混合料，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）的要求的方法与步骤制作小梁试件，尺寸为30mm×35mm×250mm，试验温度为-10℃，加载速率50mm/min，试验结果如表2所示。
表1矿料级配汇总表
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表2 不同改性方式下沥青混合料的低温弯曲试验结果
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通过分析表2中不同改性方式的沥青混合料各项低温性能指标的对比结果，可以得到如下结论：
（1）两种改性方式使得沥青混合料的破坏弯拉应变值均有所增大。在一般骨架SAC20-I级配下，使用SBS改性沥青后，沥青混合料的破坏弯拉应变由原来的1424.5.png)
提高到3146.0.png)
，提高了1.2倍；相同级配下，掺加0.4%PE-Y之后，沥青混合料的破坏弯拉应变也增加到2185.2.png)
，提高了53.4%。这说明，PE-Y变形体所形成的交织网络自身的弹性以及其剪切屈服和裂缝绞结作用使得沥青混合料承受了更大的应变，能够有效地提高其低温变形能力。
（2）在两种矿料级配下，两种改性方式均使得沥青混合料的弯曲应变能密度有不同程度的增大。以一般骨架SAC20-I级配为例，使用SBS改性沥青，沥青混合料的弯曲应变能密度由原来的3.37Kpa增加到11.43Kpa，提高了2.06倍；而相同级配下，掺加0.4%PE-Y之后的沥青混合料弯曲应变能密度也增大到了5.86Kpa，增加了 57.1%。同时还应当看到，利用沥青混合料的低温弯曲应变能密度这一综合指标对沥青混合料低温抗裂性进行评价更合理，效果更好。
3结论
PE-Y改性沥青混合料虽然改善效果不如使用SBS改性沥青的明显，但掺加PE-Y后，沥青混合料的低温抗裂性能也是有所提高的，这可能是由于PE-Y抗车辙剂填充矿料颗粒空隙形成嵌挤作用，改善了混合料的细观结构；再者，当宏观裂纹扩展遇到PE-Y变形体交织网络时，延长了裂纹的扩展路径，从而消耗了更多的低温开裂能。
参考文献：
[1]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法[M].同济大学出版社，2001.1
[2]王伟.PE-Y改性沥青混合料试验研究[D].硕士论文，长安大学，2010.6
作者简介：
郝述明，1988年12月，女，天津市宝坻区人，工程师，本科，现在天津市路驰建设工程监理有限公司从事工程监理工作。
论文作者:郝述明
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30