MAC与SBS复合改性沥青及其混合料性能及耐久性研究.pdf

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第４２卷，第２期公路工程Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．２２０１７年４月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｒ．，２０１７ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青及其混合料性能及耐久性研究罗一鸣（贵州交通职业技术学院，贵州贵阳５５００００）［摘要］为了解决ＭＡＣ改性沥青混合料低温病害突出的问题，通过对ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青针入度指标性能和ＰＧ分级系统研究，确定了ＭＡＣ与ＳＢＳ适宜的掺配比例，系统评价了不同ＭＡＣ和ＳＢＳ掺量复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明，ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混合料具有优良的路用性能，ＭＡＣ与ＳＢＳ复合可以充分发挥ＳＢＳ与ＭＡＣ各自对沥青的改性作用，提高沥青混合料的综合路用性能。ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青中，ＭＡＣ的推荐掺量为２５％～３０％，ＳＢＳ添加量为２０％～３０％；ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青可大幅改善ＳＭＡ以及ＡＣ沥青混合料的综合路用性能，其抗疲劳耐久性优于ＳＢＳ改性沥青混合料；实体工程和试验段检测结果表明，ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命，经济、社会效益显著。［关键词］道路工程；ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青；ＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混合料；路用性能［中图分类号］Ｕ４１４１［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１７）０２—０２６１—０６ＳｔｕｄｙｏｎＤｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄＲｏａｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＡＣａｎｄＳＢＳＣｏｍｐｏｕｎｄＭｏｄｉｆｉｅｄＡｓｐｈａｌｔａｎｄＩｔｓＭｉｘｔｕｒｅＬＵＯＹｉｍｉｎｇ（ＧｕｉｚｈｏｕＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５００００，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ＴｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｒａｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＡＣｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｉｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｔｕｄｙｏｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄＰＧｇｒａｄｅ，ａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅＭＡＣａｎｄＳＢＳａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｂｌｅｎｄｉｎｇｒａｔｉｏ，ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｎｄｉｔｓｍｉｘｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｏｓａｇｅｏｆＭＡＣａｎｄＳＢＳ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ：ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｈａｓｇｏｏｄｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｎｇｉｖｅｆｕｌｌｐｌａｙｔｏｔｈｅＳＢＳａｎｄＭＡＣｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｆｏｒａｓｐｈａｌｔｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ．ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ｔｈｅＭＡＣｏｆｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｄｏｓａｇｅｉｓ２５％～３０％，ｔｈｅＳＢＳｃｏｎｔｅｎｔｉｓ２０％～２０％；ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｃａｎｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＳＭＡａｎｄＡＣｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｆａｔｉｇｕｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；ＥｎｔｉｔｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｃｏｎｃｒｅｔｅｔｏｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｒｏａｄ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｉｓｒｅｍａｒｋａｂｌｅ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｒｏａｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ；ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；ｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ料的高温性能，提高集料与沥青的粘附性，改善沥０引言青混合料的水稳定性、抗疲劳性能和抗老化性能，ＭＡＣ（Ｍｕｌｔｉｇｒａｄｅａｓｐｈａｌｔｃｅｍｅｎｔ）是一种优良但ＭＡＣ低温延展性和柔性较差，掺加ＭＡＣ后沥青的改性剂，属于化学改性剂范畴，可改善沥青混合混合料低温性能改善效果不明显甚至低温性能下［收稿日期］２０１６—０１—２８［基金项目］国家自然基金项目（５１３１１７５０）；国家科技支撑计划项目（２０１３ＢＡＧ１３Ａ０９）；陕西省自然科学基金项目（ＺＲ２０１３ＥＥＱ０９８）［作者简介］罗一鸣（１９８７—），女，贵州贵阳人，工学硕士，讲师；研究方向：岩土、道路。 ２６２公路工程４２卷降，这成为其规模化生产的技术瓶颈，从而导致（ＪＴＧＦ４０－２００４）聚合物改性沥青评价标准，对［１－６］ＭＡＣ改性沥青混合料未大规模应用。ＳＢＳ作不同复配方案改性沥青进行黏度、针入度、软化为一种优良的沥青改性剂，其技术性能稳定，可显点、弹性恢复率试验，试验方法严格按照现行著改善沥青混合料的高低温性能、水稳定性和抗疲《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（ＪＴＧＥ２０劳性能，但其存在储存稳定性差，易老化分解和生－２０１１）执行，试验结果见图１。［７－１１］产加工成本高等问题，此外，工程实践表明，为满足我国冬严寒、夏炎热特殊气候和重载交通、超载的特殊要求，需要将ＳＢＳ改性剂掺量增大至４５％以上，这无疑增大了工程成本。目前鲜见针对ＭＡＣ低温性能不足这一缺陷提出改善措施，尤其是ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青及其混合料性能的研究及其适用性还未曾涉及。本文研究了ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青及混合料路用性能，经实体工程验证及长期的路用性能跟踪监测，可为该项技术在全国的规模化推广应用提供技术支撑。１ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青最佳掺配比例１１原材料及复合改性沥青制备试验选用实体工程中采用的ＳＫ７０号重交通道路石油沥青，ＳＢＳ选用岳阳石化４３０３星形ＳＢＳ改性剂，经检测沥青和ＳＢＳ改性剂技术参数均满足《公路沥青路面施工技术规范》（Ｆ４０－２００４）要求。选用美国海瑞集团沥青公司生产的ＭＡＣ改性剂，ＭＡＣ外观为黄褐色粉末状，颗粒平均直径小３于０６ｍｍ，表观密度为０９５ｇ／ｃｍ。大量研究和［１，２，４］工程实践表明，经ＭＡＣ改性后沥青的布式粘度增加，软化点升高，集料表面沥青膜厚增大，耐久性和高温稳定性提高同时温度敏感性降低，但ＭＡＣ对沥青混合料的低温抗裂性能改善效果不佳甚至有负面影响。根据厂商推荐的ＭＡＣ干粉改性剂最佳掺量为３％，初拟ＭＡＣ掺量为２％、２５％、３０％、３５％，ＳＢＳ掺量为２％、２５％、３％。制备复合改性沥青时将基质沥青和ＭＡＣ混合物加热至１８０℃，５００～７００ｒ／ｍｉｎ搅拌１５ｍｉｎ，使基质沥青和ＭＡＣ混合均匀并充分反应；加热ＭＡＣ改性沥图１不同ＭＡＣ和ＳＢＳ掺量下复合改性沥青性能指标关青至１８０℃后加入ＳＢＳ改性剂，边加入ＳＢＳ边快系曲线Ｆｉｇｕｒｅ１ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｐｅｒｆｏｒｍ速搅拌，使加入的ＳＢＳ改性剂能在短时间内与加ａｎｃｅｃｕｒｖｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｎｔｅｎｔ热ＭＡＣ改性沥青混合均匀，并快速加热到所需的图１试验结果表明：①从反映沥青高温指标旋试验温度，待ＳＢＳ全部加入后溶胀３０ｍｉｎ，以转粘度、软化点、针入度来看，相同ＳＢＳ掺量下，４５００～５０００ｒ／ｍｉｎ剪切速率剪切４５ｍｉｎ，然后１８０随着ＭＡＣ掺量增大，复合改性沥青旋转黏度增大，℃条件下发育２ｈ，制成复合改性沥青后备用。针入度减小，软化点升高，尤其ＭＡＣ掺量达到１２ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青针入度体系指标１８％后黏度增加幅度较大。黏度越大混合料施工难按照现行《公路沥青路面施工技术规范》 第２期罗一鸣：ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青及其混合料性能及耐久性研究２６３度越大，以应力吸收层改性沥青黏度不大于３０Ｐａ采用ＤＳＲ试验确定ＭＡＣ与ＳＢＳ改性沥青的高温等·ｓ作为评判标准，复合改性沥青方案中ＭＡＣ掺级，对ＲＴＦＯＴ和ＰＡＶ老化后的复合改性沥青进行量不宜超过３０％，ＭＡＣ掺量越大，复合改性沥青ＢＢＲ试验，以划分复合改性沥青的低温等级，试针入度越小，软化点越高。②从反映沥青低温指标验结果见表２。延度、弹性恢复率来看，相同ＳＢＳ掺量下，随着表２ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青ＰＧ分级结果ＭＡＣ掺量增大，延度和弹性恢复率均减小，ＭＡＣＴａｂｌｅ２ＭＡＣａｎｄＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔＰＧｒｅｓｕｌｔｓＭＡＣ掺量／％掺量超过２５％后延度和弹性恢复率降低均较明ＳＢＳ掺量／％０２０２５３０３５显，据此推断增大ＭＡＣ掺量会降低复合改性沥青０ＰＧ５８—２２ＰＧ８２—２２ＰＧ８８—１６ＰＧ８８—１６ＰＧ８８—１６低温延展性和抵抗疲劳破坏后的自愈合性能；相同１５ＰＧ５８—２２ＰＧ７０—２２ＰＧ８８—２２ＰＧ８８—２２ＰＧ８８—２２２０ＰＧ６４—２８ＰＧ７０—２８ＰＧ８８—２８ＰＧ８８—２８ＰＧ８８—２８ＭＡＣ掺量下，增大ＳＢＳ掺量复合改性沥青延度和２５ＰＧ７０—２８ＰＧ７６—２８ＰＧ８８—２８ＰＧ８８—２８ＰＧ８８—３４弹性恢复率均增大，ＳＢＳ掺量由０％增至３％时弹３０ＰＧ７６—３４ＰＧ７６—３４ＰＧ８８—３４ＰＧ８８—３４ＰＧ８８—３４４５％ＳＢＳ性软化点和弹性恢复率增大较明显，从低温性能和ＰＧ８２—３４————改性沥青工程经济性考虑，ＳＢＳ掺量不宜超过３％。③从反表２试验结果表明：ＳＢＳ掺量决定了复合改性映沥青储存稳定性指标４８ｈ软化点差来看，相同沥青的低温ＰＧ分级，而ＭＡＣ掺量决定了复合改ＳＢＳ掺量下，随着ＭＡＣ掺量增大，复合改性沥青性沥青的高温ＰＧ分级，相比基质沥青，ＭＡＣ掺量软化点差减小，此外增大ＳＢＳ掺量复合改性沥青超过２５％后改性沥青的高温等级可达到８８℃，软化点差增大，可见增大ＳＢＳ可降低复合改性沥提高了３个等级，ＳＢＳ掺量为３０％时复合改性沥青的均匀性，而增大ＭＡＣ可改善复合改性沥青的青的低温ＰＧ分级可达到－３４℃，为确保复合改性储存稳定性，ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青体系热稳沥青有较好的路用性能，必须有适宜的ＭＡＣ和定性较ＳＢＳ改性沥青好，这与其各成分间表面张ＳＢＳ掺量。此外，相比４５％ＳＢＳ改性沥青的ＰＧ８２力降低有关。④参考《公路沥青路面施工技术规－３４，３０％ＳＢＳ＋２５％ＭＡＣ、３０％ＳＢＳ＋３０％范》（Ｆ４０－２００４），以ＳＢＳ改性沥青Ｉ—Ｃ技术指标ＭＡＣ、３０％ＳＢＳ＋３５％ＭＡＣ三种复配方案下，采要求：２５℃针入度＜８０（０１ｍｍ），软化点≥５５用ＳＢＳ与ＭＡＣ复配后复合改性沥青的高低温性能℃，５℃延度≥５５，２５℃弹性恢复率≥６５％，１３５均优于ＳＢＳ改性沥青。℃≤３Ｐａ·ｓ，储存稳定性离析４８ｈ软化点差≤２５℃。４种复合改性方案沥青指标试验结果见表１，２ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混合料配合采用ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性方案，可达到４５％比设计ＳＢＳ改性沥青的技术指标，同时降低了工程造价。沥青性能指标满足要求并不能确保混合料性能表１不同ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性方案沥青指标试验结果Ｔａｂｌｅ１ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｉｎｄｅｘ一定最佳，复合改性沥青的性能最终要以改性沥青ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ混合料的路用性能来体现，本文选用ＡＣ和ＳＭＡ１３５℃２５℃软化２５℃５℃４８ｈ复配两种试验级配研究上述４种复合改性方案对沥青混黏度／针入度／点／弹性恢延度软化点方案（Ｐａ·ｓ）（０１ｍｍ）℃复率／％／ｃｍ差／℃合料路用性能的改善效果。粗集料选用玄武岩，细Ｉ２３９６５１６７８８７８６１０６６集料采用石灰岩机制砂，矿粉由石灰岩磨制而成，ＩＩ２４６６４５７１４９０８６５０４５ＩＩＩ２３７６３７６６６７９５５６０６５混合料试验级配见表３。按照《公路沥青路面施工ＩＶ２４３６２２６９３８５２５９０６３技术规范》（ＪＴＧＦ４０—２００４）马歇尔法试验流程技术要求≤３＜８０≥５５≥６５≥５０≤２５确定复合改性沥青混合料的最佳油石比，马歇尔试１３ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青性ＰＧ分级验结果见表４。按照ＳＨＲＰ提出的基于路用性能的ＰＧ分级，室内试验和表４试验结果表明：ＭＡＣ与ＳＢＳ表３ＡＣ—１３和ＳＭＡ—１３混合料试验级配组成Ｔａｂｌｅ３ＡＣ—１３ａｎｄＳＭＡ—１３ａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｇｒａｄｉｎｇ不同筛孔（ｍｍ）通过百分率／％级配类型１６１３２９５４７５２３６１１８０６０３０１５００７５ＳＭＡ—１３１００９６３６８８３８６２３４１８９１７３１２４１１７９９ＡＣ—１３１００９５５７１４５４３３５７２６８１９３１４５１０２５３ ２６４公路工程４２卷表４ＡＣ—１３和ＳＭＡ—１３不同改性沥青复配方案及马歇ｍｉｎ，试验时采用单点加载方式，支点间距２００尔试验结果ｍｍ；浸水马歇尔和冻融劈裂试验试件制备和试验Ｔａｂｌｅ４ＡＣ—１３ａｎｄＳＭＡ—１３ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍａｒ方法严格按照《公路沥青路面施工规范》（ＪＴＧｓｈａｌｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ混合料沥青复ＯＡＣ／ＶＶ／ＶＭＡ／ＶＦＡ／ＭＳ／ＦＬ／Ｆ４０—２００４）和《公路工程沥青及沥青混合料试验类型配方案％％％％ｋＮｍｍ规程》（ＪＴＧＥ２０－２０１１）执行，ＭＡＣ与ＳＢＳ复合３０％ＭＡＣ４４５４００１４５４６６７４１１３４２６５改性沥青混合料路用性能试验结果见表５～表７。Ⅰ４７６４０２１４７１６７３０１１２５２２６Ⅱ４７３４００１４５９６７２６１１９５２３５车辙试验结果表明：随着ＭＡＣ和ＳＢＳ掺量增ＡＣ—１３Ⅲ４７５４００１４４５６６５０１２１３２４９表５不同ＭＡＣ和ＳＢＳ复配方案车辙试验结果Ⅳ４７１４００１４６７６７９８１２６５２５４Ｔａｂｌｅ５ＲｕｔｔｉｎｇｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＡＣａｎｄＳＢ４５％ＳＢＳ４７５４００１４８７６８１２１１２９２６４Ｓｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ３０％ＭＡＣ５６２４０３１７３５７６７７１０１７２７０ＡＣ—１３Ｃ改性沥青混合料ＳＭＡ—１３改性沥青混合料Ⅰ５８３４０２１７４１７６９１９４９２８４复合改动稳定６０ｍｉｎ车动稳定６０ｍｉｎ车Ⅱ５９１４０８１７７３７６９９９８３２８２性方案度ＤＳ／辙变形量度ＤＳ／辙变形量ＳＭＡ—１３Ⅲ５８９４００１７６６７７３５９１９２７６－１／ｍｍ－１／ｍｍ（次·ｍｍ）（次·ｍｍ）Ⅳ５９３４０３１７６８７７２１８９４２７２３％ＭＡＣ３９４５１９１２５４７６１８７５４５％ＳＢＳ５８６４００１７１７６６１８１３２７３Ｉ４１２９１８４３６３４１１７４３复合改性沥青混合料生产工艺与ＳＢＳ改性沥青混ＩＩ４４３６１７８５６９０３１６８５ＩＩＩ４８８６１７６６７５３１１５６６合料相同，不需要特殊的拌合工艺。马歇尔试验结ＩＶ４６７８１７７６７１１２１６７６果与ＳＢＳ改性沥青混合料差别不大。４５％ＳＢＳ３５１３１９８９５２１２１８８５３ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混合料路用表６不同ＭＡＣ和ＳＢＳ复配方案改性沥青混合料低温性能弯曲试验结果Ｔａｂｌｅ６Ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｎｄｉｎｇｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ按照现行施工规范要求采用车辙试验评价沥青ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ混合料的高温稳定性，采用－１０℃小梁弯曲试验ＡＣ—１３改性沥青混合料ＳＭＡ—１３改性沥青混合料复合改抗弯拉强弯拉应变抗弯拉强弯拉应变评价沥青混合料的低温抗裂性，采用浸水马歇尔和性方案度／ＭＰａ／με度／ＭＰａ／με冻融劈裂试验评价复合改性沥青混合料的水稳定３０％ＭＡＣ１１５４２４６９１１７３２６７６Ｉ１１６０３１４１１１８４３４６８性。车辙试验参数为：试验温度６０℃，试验轮行ＩＩ１１７６３３８５１１９３３３９８走速率（４２±１）次／ｍｉｎ，试件尺寸为３００ｍｍ（长）ＩＩＩ１２１２３５９６１２３７３７１７×３００ｍｍ（宽）×１００ｍｍ（高）；低温弯曲试验参ＩＶ１２３１３３７４１２７５３６４９４５％ＳＢＳ１１６９３２９８１２１１３４３９数为：试验温度为－１０℃，加载速率为５０ｍｍ／表７不同ＭＡＣ和ＳＢＳ复配方案改性沥青混合料水稳定性试验结果Ｔａｂｌｅ７ＷａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔＡＣ—１３改性沥青混合料ＳＭＡ—１３改性沥青混合料复合改性方案浸水马歇尔试验冻融劈裂试验浸水马歇尔试验冻融劈裂试验ＭＳ／ｋＮＭＳ１／ｋＮＭＳｏ／％ＲＴ１／ＭＰａＲＴ２／ＭＰａＴＳＲ／％ＭＳ／ｋＮＭＳ１／ｋＮＭＳｏ／％ＲＴ１／ＭＰａＲＴ２／ＭＰａＴＳＲ／％３０％ＭＡＣ１１３４１０６６９３８１２１３１１０７９１３１０１７９６１９４５１１１２１０１４９１２Ⅰ１１２５１０５０９３３１２７９１１７２９１６９４９８９８９４６１１２６１０２８９１３Ⅱ１１９５１１１９９３６１２４６１１６９９３８９８３９３７９５３１１６３１０９９９４５Ⅲ１２１３１１４９９４７１２６４１１６５９２２９１９８８４９６２１２０３１１５１９５７Ⅳ１２６５１２０９９５６１２８２１１９０９２８８９４８６６９６９１１８７１１０６９３２４５％ＳＢＳ１１２９１０７１９４９１１６９１０９０９３２８１３７７４９５２１１０６１０４１９４１大，复合改性沥青混合料车辙试验动稳定度增大，采用ＭＡＣ与ＳＢＳ复配方案可显著改善沥青混合６０ｍｉｎ车辙变形量减小，对于ＡＣ—１３和ＳＭＡ—１３料的高温稳定性，方案Ⅲ、Ⅳ具有较好的抗高温两种改性沥青混合料，ＳＭＡ车辙试验动稳定度远变形能力，其车辙试验动稳定度优于ＳＢＳ改性沥大于ＡＣ，不同改性沥青车辙试验结果相类似，青混合料。３％ＭＡＣ改性沥青混合料ＤＳ位３９４５以ＡＣ—１３为例，比较相同不同复配方案车辙试验次／ｍｍ，大于ＳＢＳ改性沥青混合料，满足规范大动稳定度大小：方案ＩＩＩ＞方案ＩＶ＞４５％ＳＢＳ＞于２８００次／ｍｍ要求，可见ＭＡＣ改性剂具有优良方案ＩＩ＞方案Ｉ＞３％ＭＡＣ改性沥青混合料＞的高温稳定性，这与已有研究成果相吻合。此４５％ＳＢＳ改性沥青混合料＞３５００次／ｍｍ，可见外，相比４５％ＳＢＳ改性沥青，采用适宜的ＭＡＣ 第２期罗一鸣：ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青及其混合料性能及耐久性研究２６５与ＳＢＳ复配方案可达到甚至超过４５％ＳＢＳ改性件，在美国进口的ＭＴＳ疲劳试验机上采用三点加沥青的高温性能。载方式，试验选用２００、３００、４００、５００με，四个低温弯曲试验结果表明：相同ＳＢＳ掺量，随应变水平，试验温度为１５℃，疲劳试验数据着ＭＡＣ掺量的增大，复合改性沥青混合料抗弯（仅列举疲劳试验数据）及拟合结果见图２。拉强度增大，但弯曲应变减小，可见增大ＭＡＣ12000000"#$%:4.28816y=5.678*10*(1/x)2掺量导致复合改性沥青混合料的柔性变差，释放(R=0.979)4.264y=5.746*1016*(1/x)应力的能力减弱，以抗弯拉强度和释放荷载的能10000000(R2=0.969)4.24316力考虑，ＭＡＣ对沥青混合料低温性能改善效果不y=5.8231*10(1/x)(R=0.997)4.221明显或有不利影响，这与已有研究成果相吻合。y=5.926*1016*(1/x)80000002(R=0.987)4.208相同ＭＡＣ掺量，随着ＳＢＳ改性剂掺量增大，复y=5.986*1016*(1/x).(R2=0.993)/合改性沥青混合料抗弯拉强度和弯曲应变均增4.301-6000000y=5.578*1016*(1/x),(R2=0.967)大，相比４５％ＳＢＳ改性沥青混合料，３％ＭＡＣ＋+*２５％ＳＢＳ粉和３％ＭＡＣ＋２０％ＳＢＳ复合改性方/0123440000003%MAC案下沥青混合料的弯拉应变可达到甚至超过2.5%MAC+2.5%SBS2.5%MAC+3.0%SBS４５％ＳＢＳ改性沥青，复合改性方案显著降低了沥3.0%MAC+2.5%SBS20000003.0%MAC+3.0%SBS青混合料的劲度模量，提高了混合料的低温抗裂4.5%SBS性，这主要与ＭＡＣ增强了沥青混合料的抗破坏0强度，而ＳＢＳ改性剂增强了沥青混合料的释放荷载的能力有关。200250300350400450500550浸水马歇尔、冻融劈裂试验结果表明，!"（）&'(!)/με图２不同ＭＡＣ和ＳＢＳ复配方案沥青混合料疲劳试验指３０％ＭＡＣ改性沥青混合料的浸水马歇尔残留稳数拟合结果定度和冻融劈裂强度比均可达到９０％以上，可见Ｆｉｇｕｒｅ２ＡｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｄｏｕｂｌｅｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｆｉｔｔｉｎｇｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉＭＡＣ改性剂具有优良的水稳定性，可做为沥青混ｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄｓ合料水稳定性的改性剂。在２５％～３５％ＭＡＣ由室温加速加载试验结果可知，对于不同复和２％～３％ＳＢＳ掺量范围内，随着ＭＡＣ和ＳＢＳ配方案混合料试件，相同应变水平疲劳寿命由大掺量增大冻融劈裂强度比（ＴＳＲ）和马歇尔残留到小依次是：方案ＩＩＶ＞方案ＩＩＩ＞方案ＩＩ＞方案Ｉ稳定度（ＭＳ）均呈增大趋势，４种复配方案改０＞３％ＭＡＣ＞４５％ＳＢＳ改性沥青混合料，可见性沥青混合料的浸水马歇尔残留强度比和冻融劈３０％ＭＡＣ＋３０％ＳＢＳ复配方案下混合料的抗疲裂强度均可达到９０％以上。采用ＭＡＣ与ＳＢＳ复劳性能最好，ＭＡＣ改性沥青混合料的抗疲劳性能配方案可改善沥青混合料的水稳定性。优于ＳＢＳ改性沥青混合料。比较疲劳试验拟合参４ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混合料抗疲数可以发现，采用ＭＡＣ与ＳＢＳ复配方案所生产劳性能的改性沥青混合料不仅疲劳寿命较高，且疲劳寿通常采用梁式试件评价沥青混合料的抗疲劳命对应变变化水平的敏感性较低，可见本文提出耐久性，加载方式采用控制应力，这种疲劳试验的ＭＡＣ和ＳＢＳ复配方案可改善沥青混合料的抗很难模拟实际车辆荷载对路面的破坏作用，且试疲劳耐久性。验数据离散性大。研究表明，四点弯曲控制应变５试验路铺筑及实体工程运用疲劳试验方法过程中沥青混合料受力状态更接近沥青路面的实况，且试验方法可操作性强，对沥本课题结合２０１３年陕西省某高速公路进行青结合料敏感性强。本部分疲劳试验采用中四分了４ｃｍ３％ＭＡＣ＋２５％ＳＢＳ密级配ＡＣ—１３Ｃ改点加载弯曲试验法，加载模式为应变控制方式，性沥青混合料上面层铺设，试验段长度为３７０９按照现行沥青及沥青混合料试验规程ＪＴＧＥ２０－ｍ，铺设地点为季节性冰冻区。施工阶段温度控２０１１中的要求成型大车辙板试件，室温放置４８ｈ制及摊铺完成后试验段检测结果见表８，表９。工后切割尺寸为４００ｍｍ×３００ｍｍ×８１ｍｍ小梁试程实践证明，采用ＭＡＣ和ＳＢＳ复合改性沥青混 ２６６公路工程４２卷合料的生产不需要对传统的拌合楼进行改造，节２５％ＳＢＳ）、复配方案Ⅳ（３０％ＭＡＣ＋２０％约了工程成本１２％，而且压实度、平整度等各项ＳＢＳ）。工程实践中可根据道路所在气候分区和工指标均符合设计要求。施工阶段路用性能检测结程的经济性综合考虑各复配方案的适用性。果与实验室差别不大，通过长达２ａ的试验路检③现场实测及试验段检测数据表明，ＭＡＣ测，３％ＭＡＣ＋２５％ＳＢＳ复合改性沥青混合料有与ＳＢＳ复合改性沥青混合料具有优良的路用性效地减少了沥青路面的早期破坏，目前没有明显能。将ＭＡＣ与ＳＢＳ复配后可降低ＳＢＳ掺量，复的车辙和开裂病害，路面使用状况良好，可见采合改性沥青混合料路用性能可达到甚至超过用ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混凝土延长了道路４５％改性沥青混合料。将ＭＡＣ与ＳＢＳ复配有助的使用寿命，经济、社会效益显著。于提高沥青混合料综合路用性能和长期使用性表８ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青混合料施工阶段温度控制能，具有较好的应用前景。Ｔａｂｌｅ８ＭＡＣａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｕｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｈａｓｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ［参考文献］施工环节控制标准／℃测量部位［１］周丽峰．ＢＲＡ与ＳＢＲ复合改姓沥青混合料路用性能研究集料加热温度１９０～２００热料提升仓［Ｊ］．公路工程，２０１４，３９（４）：１７６－１８１．ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青加热温度１７５～１８０沥青加热罐拌合场出料温度１８０～１８５运料车［２］王恩东．ＭＡＣ改性沥青的研发与应用［Ｄ］．西安：长安大学，混合料到场温度１７５～１８０运料车２００８．现场压实温度１７０～１７５摊铺层内部［３］王敏．ＭＡＣ改性沥青及混合料路用性能研究［Ｄ］．重庆：重表９试验段常规指标检测结果庆交通大学，２０１１．Ｔａｂｌｅ９Ｔｅｓｔｓｅｇｍｅｎｔｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｉｎｄｅｘｒｅｓｕｌｔｓ［４］赵淑改，孔肖梅．高速公路ＭＡＣ改性沥青砼配合比设计［Ｊ］．－１西部探矿工程．２００２，７７（４）：１１４－１１７．检测项目压实度／％平整度／ｍｍ渗水系数／（ｍＬ·ｍｉｎ）［５］卢向华，彭红卫，胡松．ＭＡＣ改性沥青及混合料性能研究实测值９８５０７２１９２规范要求＞９４≤１２≤２００［Ｊ］．湖南交通科技．２００８，３４（４）：３６－３９．［６］刘毅，丁俊剑．ＭＡＣ改性沥青的应用［Ｊ］．湖南交通科技．２００６，３２（１）：２０－２３．６结论［７］王宏．聚酯纤维对ＴＰＳ改性沥青及其混合料抗裂性能研究①根据ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青的常规性［Ｊ］．公路，２０１５（１０）：２０９－２１３．能指标结果，考虑工程的经济学推荐ＭＡＣ与ＳＢＳ［８］周拥政．ＭＡＣ改性沥青混合料的路用性能研究［Ｄ］．长沙：长沙理工大学，２０１３．复合改性沥青中，ＭＡＣ合理掺量为２５％～［９］ＪＴＧＥ２０－２０１１，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［Ｓ］．３０％，ＳＢＳ添加量为２０％～３０％。［１０］ＪＴＧＦ４０－２００４，公路沥青路面施工技术规范［Ｓ］．②ＭＡＣ改性剂改善了ＳＢＳ改性沥青的高温［１１］李洪斌．高模量沥青混合料低温性能试验研究［Ｊ］．公路，性能和热稳定性，掺加ＳＢＳ后提高了ＭＡＣ改性２０１１（１１）：１６９－１７１．沥青的低温性能，ＭＡＣ与ＳＢＳ复合改性沥青的高［１２］邓学钧．路基路面工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００１．［１３］杨光，申爱琴．季冻取橡胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青混合料性低温性能要优于ＳＢＳ和ＭＡＣ单一改性沥青。结能研究［Ｊ］．长安大学学报：自然科学版，２０１５，３５（６）：６－合针入度体系和ＰＧ分级试验结果，并考虑到不１５．同ＭＡＣ和ＳＢＳ掺量复合改性沥青混合料的综合［１４］张美坤，黄晓明，任永刚．采用弯曲应变能评价沥青混合料路用性能，可优选出四种不同复配方案：复配方案的低温性能［Ｊ］．石油沥青，２００８，２２（５）：２０－２３．Ⅰ（２５％ＭＡＣ＋２５％ＳＢＳ）、复配方案Ⅱ（２５％［１５］游金梅．多聚磷酸以及多聚磷酸与ＳＢＳ复合改性沥青混合料路用性能研究［Ｊ］．公路工程，２０１４，３９（６）：２４３－２４８．ＭＡＣ＋３０％ＳＢＳ）、复配方案Ⅲ（３０％ＭＡＣ＋櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧（上接第２３７页）［１６］王宏，刘锋乳化沥青冷再生混合料养生方式研究［Ｊ］武加方式研究［Ｊ］公路，２０１３（９）：２５１－２５５汉理工大学学报：交通科学与工程版，２０１５，３９（３）：６４１－［１３］杜少文，王振军水泥改善乳化沥青混合料的使用性能６４６［Ｊ］．建筑材料学报，２００９，１２（１）：７１－７５［１７］王宏，刘锋不同养生温度乳化沥青冷再生混合料空隙分［１４］苏毅畅水泥乳化沥青混凝土材料研究［Ｄ］．大连：大连理布特征［Ｊ］武汉理工大学学报：交通科学与工程版，２０１５，工大学交通运输学院，２００３，３４（３）：１２－１７３９（２）：３８８－３９２［１５］严金海沥青路面冷再生设计方法及性能评价［Ｄ］南京：［１８］王宏，刘锋不同击实方法乳化沥青冷再生混合料细微观东南大学，２００６结构研究［Ｊ］公路交通科技，２０１５，３２（１２）：７－１２