摘要：通过分析高粘薄层沥青混合料的路用性能特性，对比普通混合料与高粘薄层沥青混合料劈裂强度，表明高粘薄层沥青混合料能增强混合料的模量，通过实验得出混合料改性剂推荐用量。
关键词：高粘；薄层；沥青；混合料；路用性能
1. 问题的提出
近年来，我国大多沥青路面经过多年的行车后，虽路面结构整体强度相对完好，但会出现不同程度的剥落、露骨、平整度差等病害。对此类路面的养护维修，恢复路面的抗滑性、平整度、舒适性等功能即可，采用薄层沥青面层具有绝对优势。既可减少对路面标高的影响、减轻桥梁自重、节约资源，也可降低维修成本。高粘薄层沥青混合料是在传统薄层沥青混合料的基础上，在混合料中添加高模量改性剂，从而增大混合料模量的一种高模量混合料。在使用中将改性剂直接投入拌合楼中，通过改性剂自身与石料的反应，以实现增强沥青与石料之间的粘结作用及石料之间的摩阻力，同时提高混合料模量和高温稳定性。此文通过对组成混合料的集料、沥青和改性添加剂方面进行试验分析，推荐集料材质、改性剂最佳用量等，使薄层沥青混合料的技术使用更加合理。
2. 高粘薄层沥青混合料原材料
2.1 集料
高粘薄层沥青混合料的石料选取和普通混合料差距不大，主要从石料的密度、外观、坚硬程度、耐磨性及耐久性等方面筛选。集料为质地坚硬的玄武岩，为提高混合料的水稳定性能，可采用水泥代替部分矿粉。研究采用洛杉矶和狄法尔两种方法对石料的坚硬、耐磨、耐久性进行检验[5，6]。试验采用甘肃的玄武岩碎石，具有较高的强度和耐磨性能，检测结果见表2.1：
表2.1 集料检测结果
2.1.1 粗集料
粗集料在沥青混合料面层中的作用是通过颗粒间的嵌锁、摩擦作用使混合料结构稳定[7]。粗集料的形状和表面纹理是影响混合料稳定性的关键因素，因此须将集料的压碎值、磨光值、吸水率、粘附性、针片状颗粒含量等指标作为筛选标准进行选择。石料的物理力学性能应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）有关要求。
（3）粗集料具体要求及试验结果见表2.2、表2.3：
表2.2 高粘薄层沥青混合料用粗集料质量技术要求
表2.3 粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求[24]
2.1.2 细集料
细集料在沥青混合料中，除起到部分嵌挤作用外，更重要的是减小粗集料间的空隙，增强混合料的稳定性。细集料一般指天然砂、人工砂、石屑等。具体要求及实验结果见下表：
表2.4 沥青混合料用天然砂规格
石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下部分，其规格应符合表2.5的规定[6]。
表2.5 沥青混合料与机制砂或石屑规格
表2.6 沥青混合料用细集料质量要求
2.1.3 填料
填料选择的指标主要有填料的亲水性、细度及是否可改善沥青与集料的粘结力。采用石灰岩或岩浆岩中强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，生产矿粉的原石料中泥土杂质应清除；矿粉应干燥、洁净，能自由的从矿粉仓流出。本文所采用矿粉相关试验结果和具体要求见表2.5。
表2.7 沥青混合料矿粉质量要求及试验结果
2.2 沥青
由于高粘薄层沥青路面具有较大的空隙，与普通沥青混合料相比，易受日光、空气、水等的影响，因此要求使用的沥青对集料有较好的包裹力、粘附性、较强的抗剥离性、能以较厚的薄膜包裹集料等各种性能[8]。本文通过在SBS改性沥青中添加不同剂量BX改性剂的方法来提高沥青与石料间的粘附性、抗剥落性。此试验所用SBS改性沥青是在韩国进口SK基质沥青中添加2.0%SBS改性剂及部分稳定剂，相关指标检验见表2.6。
表2.8 SBS改性沥青技术要求
研究表明，与石料粘附性好的沥青，其相应的劈裂强度较高。因水煮法只能对沥青与石料的粘附性进行定性分析，本文用60±0.5℃温度下，混合料的劈裂强度进行测试（加载速率为50mm/min）。试验方案见表2.9：
表2.9 试验方案
注：SBS改性沥青的基质沥青为SK-70沥青
BX改性剂的用量初步定为4%、6%、8%、10%、12%（相对于沥青）五组，添加一组对比试验，结合料为SBS改性沥青，石料按本章要求选取，级配使用LASTIKA薄层沥青罩面推荐级配中值，劈裂试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）T0716-1993进行试验。结果见表2.10：
表2.10 劈裂试验结果
图2.1 BX添加量与劈裂强度关系趋势图
通过上图，可得出：
（1）随着BX改性剂添加量的增加，沥青混合料的劈裂强度不断增加，当添加量为8%时，沥青混合料劈裂强度最大，随着BX添加量的进一步增加，劈裂强度基本不变。
（2）综合考虑，确定BX改性剂最佳添加量为8%。
3. 结论
在综合了解国内外沥青混合料研究的基础上，结合以上试验分析，得出以下结论：
因高粘薄层沥青混合料厚度较薄仅2.5cm，作上面层时，要求其石料必须坚硬、低磨耗值；混合料中BX改性剂可提高沥青与石料的粘附性，最终确定8%的BX改性剂用量作为混合料粘结材料；改性乳化沥青相对乳化沥青更适合作为高粘薄层沥青混合料的层间处理材料。
参考文献
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[7]南雪峰，王莹，高明.超薄磨耗层组成材料选择标准的研究[J].北方交通，2008(2):4-6
[8]JTG F40-2004，中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社，2004
论文作者:刘晨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/2
标签：沥青论文; 薄层论文; 石料论文; 改性剂论文; 强度论文; 面层论文; 见表论文; 《基层建设》2019年第15期论文;