SBS改性瀝青混合料高溫性能研究

摘 要：由于基質(zhì)性能較差，普通瀝青混合料中高溫性能普遍較差，瀝青路面容易出現(xiàn)車轍、推移等病害，導(dǎo)致路用性能往往不高，文章研究SBS改性瀝青混合料，對(duì)其高溫性能進(jìn)行研究，通過馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料；SBS改性；高溫性能

SBS改性瀝青是以基質(zhì)瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時(shí)，加入一定比例的專屬穩(wěn)定劑，形成SBS共混材料，經(jīng)過溶脹、剪切、發(fā)育三個(gè)過程，利用SBS良好的物理性能對(duì)瀝青做改性處理。

國(guó)內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)表明SBS改性瀝青采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，對(duì)于瀝青混合料高溫性能具有重要的影響。恰當(dāng)?shù)呐浜媳仍O(shè)計(jì)對(duì)于SBS改性瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)的形成有著重要影響，油石比過小造成空隙率較小，不能充分包裹；過大的油石比容易造成懸浮結(jié)構(gòu)，從而影響高溫性能，易發(fā)生車轍、推移等病害。本文以CAVF法進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，保證礦料骨架結(jié)構(gòu)的形成，研究其高溫性能。

1 SBS改性瀝青

本文所用SBS改性瀝青是以SBS改性劑摻入基質(zhì)瀝青中，經(jīng)攪拌、剪切等使得SBS均勻分散于瀝青中，形成SBS瀝青，其基本性能指標(biāo)如表1所示。

表1 SBS改性瀝青基本性能

技術(shù)指標(biāo) 單 位 檢驗(yàn)結(jié)果

針入度25℃，100g，5s 0.1mm 38

軟化點(diǎn) TR&B ℃ 63.2

延度 5℃，5cm/min cm 9.3

彈性恢復(fù)25℃ % 86.2

旋轉(zhuǎn)粘度190℃ Pa·S 2.62

由上表可知，SBS改性瀝青性能符合規(guī)范要求，且高溫性能較好。

2 礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

級(jí)配設(shè)計(jì)采用CAVF法，該法可以保證材料有效形成骨架結(jié)構(gòu)，CAVF法公式見公式（1）、（2）所示，只需已知集料與瀝青材料的密度，實(shí)測(cè)骨架空隙率，設(shè)計(jì)其空隙率，則代入公式后則可獲得粗、細(xì)集料的用量，以富勒曲線設(shè)計(jì)粗細(xì)集料的級(jí)配，再分別與計(jì)算出來的粗細(xì)集料相乘，從而獲得最終級(jí)配曲線，如圖1所示。

圖1 SBS瀝青混合料級(jí)配曲線

qc+qf +qf =100 （1）

（2）

上式中，VCA、VV為瀝青混合料設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率，搗實(shí)狀態(tài)下粗集料骨架間隙率；qc、qf、qp、qa為粗集料、細(xì)集料、礦粉、瀝青用量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；ρ、ρa(bǔ)f、ρp、ρa(bǔ)分別為礦粉的密度、自然堆積密度、瀝青密度、細(xì)集料的表觀密度。

3 SBS瀝青混合料高溫性能研究

3.1 馬歇爾試驗(yàn)

變化五個(gè)油石比從3.5%至5%，間隔5%，級(jí)配則按上述級(jí)配，按規(guī)范規(guī)定成型試件，雙面擊實(shí)50下，試驗(yàn)溫度60℃，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表2 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目 空隙率/% 礦料間

隙率/% 瀝青飽

和度/% 穩(wěn)定度/kN 流值/0.1mm 馬歇爾模

數(shù)/kN/mm

AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4

AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7

由上表可知，SBS改性瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)，如穩(wěn)定度，流值，礦料間隙率等均符合符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，滿足骨架結(jié)構(gòu)的要求。

3.2 車轍試驗(yàn)

按現(xiàn)行規(guī)范要求成型試件，采用車轍試驗(yàn)儀，試驗(yàn)溫度60℃，變形曲線如圖2所示，穩(wěn)定度見表3。

圖2 車轍試驗(yàn)變形曲線

表3 車轍板試件動(dòng)穩(wěn)定度

混合料類型 動(dòng)穩(wěn)定度DS（次/mm）

AC-13（SBS改性） 5702

SMA-13 3638

由上表可知，SBS改性瀝青混合料高溫性能較好，穩(wěn)定度比SMA瀝青混合料高，符合規(guī)范要求。

4 結(jié)論

（1）由SBS改性劑改性的瀝青混合料高溫性能較好，表現(xiàn)出良好的骨架結(jié)構(gòu)特征，甚至比同屬骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的SMA-13要好，性能優(yōu)越，應(yīng)用前景廣闊。

（2）本文僅研究其高溫性能，低溫抗裂性能、疲勞性能、力學(xué)強(qiáng)度等尚不明確，其路用性能有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳曠懷，張肖寧.瀝青混合料設(shè)計(jì)的主骨料空隙體積填充法研究及應(yīng)用[J].中南公路工程，2004.

[2] JTG E42-2005.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005.

[3] JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

作者簡(jiǎn)介：劉毅（1981- ），男，海南萬寧人，在讀碩士研究生。

摘 要：由于基質(zhì)性能較差，普通瀝青混合料中高溫性能普遍較差，瀝青路面容易出現(xiàn)車轍、推移等病害，導(dǎo)致路用性能往往不高，文章研究SBS改性瀝青混合料，對(duì)其高溫性能進(jìn)行研究，通過馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料；SBS改性；高溫性能

SBS改性瀝青是以基質(zhì)瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時(shí)，加入一定比例的專屬穩(wěn)定劑，形成SBS共混材料，經(jīng)過溶脹、剪切、發(fā)育三個(gè)過程，利用SBS良好的物理性能對(duì)瀝青做改性處理。

國(guó)內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)表明SBS改性瀝青采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，對(duì)于瀝青混合料高溫性能具有重要的影響。恰當(dāng)?shù)呐浜媳仍O(shè)計(jì)對(duì)于SBS改性瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)的形成有著重要影響，油石比過小造成空隙率較小，不能充分包裹；過大的油石比容易造成懸浮結(jié)構(gòu)，從而影響高溫性能，易發(fā)生車轍、推移等病害。本文以CAVF法進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，保證礦料骨架結(jié)構(gòu)的形成，研究其高溫性能。

1 SBS改性瀝青

本文所用SBS改性瀝青是以SBS改性劑摻入基質(zhì)瀝青中，經(jīng)攪拌、剪切等使得SBS均勻分散于瀝青中，形成SBS瀝青，其基本性能指標(biāo)如表1所示。

表1 SBS改性瀝青基本性能

技術(shù)指標(biāo) 單 位 檢驗(yàn)結(jié)果

針入度25℃，100g，5s 0.1mm 38

軟化點(diǎn) TR&B ℃ 63.2

延度 5℃，5cm/min cm 9.3

彈性恢復(fù)25℃ % 86.2

旋轉(zhuǎn)粘度190℃ Pa·S 2.62

由上表可知，SBS改性瀝青性能符合規(guī)范要求，且高溫性能較好。

2 礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

級(jí)配設(shè)計(jì)采用CAVF法，該法可以保證材料有效形成骨架結(jié)構(gòu)，CAVF法公式見公式（1）、（2）所示，只需已知集料與瀝青材料的密度，實(shí)測(cè)骨架空隙率，設(shè)計(jì)其空隙率，則代入公式后則可獲得粗、細(xì)集料的用量，以富勒曲線設(shè)計(jì)粗細(xì)集料的級(jí)配，再分別與計(jì)算出來的粗細(xì)集料相乘，從而獲得最終級(jí)配曲線，如圖1所示。

圖1 SBS瀝青混合料級(jí)配曲線

qc+qf +qf =100 （1）

（2）

上式中，VCA、VV為瀝青混合料設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率，搗實(shí)狀態(tài)下粗集料骨架間隙率；qc、qf、qp、qa為粗集料、細(xì)集料、礦粉、瀝青用量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；ρ、ρa(bǔ)f、ρp、ρa(bǔ)分別為礦粉的密度、自然堆積密度、瀝青密度、細(xì)集料的表觀密度。

3 SBS瀝青混合料高溫性能研究

3.1 馬歇爾試驗(yàn)

變化五個(gè)油石比從3.5%至5%，間隔5%，級(jí)配則按上述級(jí)配，按規(guī)范規(guī)定成型試件，雙面擊實(shí)50下，試驗(yàn)溫度60℃，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表2 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目 空隙率/% 礦料間

隙率/% 瀝青飽

和度/% 穩(wěn)定度/kN 流值/0.1mm 馬歇爾模

數(shù)/kN/mm

AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4

AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7

由上表可知，SBS改性瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)，如穩(wěn)定度，流值，礦料間隙率等均符合符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，滿足骨架結(jié)構(gòu)的要求。

3.2 車轍試驗(yàn)

按現(xiàn)行規(guī)范要求成型試件，采用車轍試驗(yàn)儀，試驗(yàn)溫度60℃，變形曲線如圖2所示，穩(wěn)定度見表3。

圖2 車轍試驗(yàn)變形曲線

表3 車轍板試件動(dòng)穩(wěn)定度

混合料類型 動(dòng)穩(wěn)定度DS（次/mm）

AC-13（SBS改性） 5702

SMA-13 3638

由上表可知，SBS改性瀝青混合料高溫性能較好，穩(wěn)定度比SMA瀝青混合料高，符合規(guī)范要求。

4 結(jié)論

（1）由SBS改性劑改性的瀝青混合料高溫性能較好，表現(xiàn)出良好的骨架結(jié)構(gòu)特征，甚至比同屬骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的SMA-13要好，性能優(yōu)越，應(yīng)用前景廣闊。

（2）本文僅研究其高溫性能，低溫抗裂性能、疲勞性能、力學(xué)強(qiáng)度等尚不明確，其路用性能有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳曠懷，張肖寧.瀝青混合料設(shè)計(jì)的主骨料空隙體積填充法研究及應(yīng)用[J].中南公路工程，2004.

[2] JTG E42-2005.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005.

[3] JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

作者簡(jiǎn)介：劉毅（1981- ），男，海南萬寧人，在讀碩士研究生。

摘 要：由于基質(zhì)性能較差，普通瀝青混合料中高溫性能普遍較差，瀝青路面容易出現(xiàn)車轍、推移等病害，導(dǎo)致路用性能往往不高，文章研究SBS改性瀝青混合料，對(duì)其高溫性能進(jìn)行研究，通過馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料；SBS改性；高溫性能

SBS改性瀝青是以基質(zhì)瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時(shí)，加入一定比例的專屬穩(wěn)定劑，形成SBS共混材料，經(jīng)過溶脹、剪切、發(fā)育三個(gè)過程，利用SBS良好的物理性能對(duì)瀝青做改性處理。

國(guó)內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)表明SBS改性瀝青采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，對(duì)于瀝青混合料高溫性能具有重要的影響。恰當(dāng)?shù)呐浜媳仍O(shè)計(jì)對(duì)于SBS改性瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)的形成有著重要影響，油石比過小造成空隙率較小，不能充分包裹；過大的油石比容易造成懸浮結(jié)構(gòu)，從而影響高溫性能，易發(fā)生車轍、推移等病害。本文以CAVF法進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，保證礦料骨架結(jié)構(gòu)的形成，研究其高溫性能。

1 SBS改性瀝青

本文所用SBS改性瀝青是以SBS改性劑摻入基質(zhì)瀝青中，經(jīng)攪拌、剪切等使得SBS均勻分散于瀝青中，形成SBS瀝青，其基本性能指標(biāo)如表1所示。

表1 SBS改性瀝青基本性能

技術(shù)指標(biāo) 單 位 檢驗(yàn)結(jié)果

針入度25℃，100g，5s 0.1mm 38

軟化點(diǎn) TR&B ℃ 63.2

延度 5℃，5cm/min cm 9.3

彈性恢復(fù)25℃ % 86.2

旋轉(zhuǎn)粘度190℃ Pa·S 2.62

由上表可知，SBS改性瀝青性能符合規(guī)范要求，且高溫性能較好。

2 礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

級(jí)配設(shè)計(jì)采用CAVF法，該法可以保證材料有效形成骨架結(jié)構(gòu)，CAVF法公式見公式（1）、（2）所示，只需已知集料與瀝青材料的密度，實(shí)測(cè)骨架空隙率，設(shè)計(jì)其空隙率，則代入公式后則可獲得粗、細(xì)集料的用量，以富勒曲線設(shè)計(jì)粗細(xì)集料的級(jí)配，再分別與計(jì)算出來的粗細(xì)集料相乘，從而獲得最終級(jí)配曲線，如圖1所示。

圖1 SBS瀝青混合料級(jí)配曲線

qc+qf +qf =100 （1）

（2）

上式中，VCA、VV為瀝青混合料設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率，搗實(shí)狀態(tài)下粗集料骨架間隙率；qc、qf、qp、qa為粗集料、細(xì)集料、礦粉、瀝青用量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；ρ、ρa(bǔ)f、ρp、ρa(bǔ)分別為礦粉的密度、自然堆積密度、瀝青密度、細(xì)集料的表觀密度。

3 SBS瀝青混合料高溫性能研究

3.1 馬歇爾試驗(yàn)

變化五個(gè)油石比從3.5%至5%，間隔5%，級(jí)配則按上述級(jí)配，按規(guī)范規(guī)定成型試件，雙面擊實(shí)50下，試驗(yàn)溫度60℃，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表2 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目 空隙率/% 礦料間

隙率/% 瀝青飽

和度/% 穩(wěn)定度/kN 流值/0.1mm 馬歇爾模

數(shù)/kN/mm

AC-13（SBS改性） 3.7 19.2 82 17.6 30 5.4

AC-13C 3.5 16.7 72 10.2 37 2.7

由上表可知，SBS改性瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)，如穩(wěn)定度，流值，礦料間隙率等均符合符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，滿足骨架結(jié)構(gòu)的要求。

3.2 車轍試驗(yàn)

按現(xiàn)行規(guī)范要求成型試件，采用車轍試驗(yàn)儀，試驗(yàn)溫度60℃，變形曲線如圖2所示，穩(wěn)定度見表3。

圖2 車轍試驗(yàn)變形曲線

表3 車轍板試件動(dòng)穩(wěn)定度

混合料類型 動(dòng)穩(wěn)定度DS（次/mm）

AC-13（SBS改性） 5702

SMA-13 3638

由上表可知，SBS改性瀝青混合料高溫性能較好，穩(wěn)定度比SMA瀝青混合料高，符合規(guī)范要求。

4 結(jié)論

（1）由SBS改性劑改性的瀝青混合料高溫性能較好，表現(xiàn)出良好的骨架結(jié)構(gòu)特征，甚至比同屬骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的SMA-13要好，性能優(yōu)越，應(yīng)用前景廣闊。

（2）本文僅研究其高溫性能，低溫抗裂性能、疲勞性能、力學(xué)強(qiáng)度等尚不明確，其路用性能有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳曠懷，張肖寧.瀝青混合料設(shè)計(jì)的主骨料空隙體積填充法研究及應(yīng)用[J].中南公路工程，2004.

[2] JTG E42-2005.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005.

[3] JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

作者簡(jiǎn)介：劉毅（1981- ），男，海南萬寧人，在讀碩士研究生。