基于BRA巖瀝青與聚酯纖維復(fù)合改性技術(shù)寬溫域?yàn)r青混合料性能研究

袁景翔, 田淞銘

(1.重慶廣播電視大學(xué), 重慶 400052; 2.中建四局 第三建筑工程有限公司， 貴州 遵義 563003)

基于BRA巖瀝青與聚酯纖維復(fù)合改性技術(shù)寬溫域?yàn)r青混合料性能研究

袁景翔1, 田淞銘2

(1.重慶廣播電視大學(xué), 重慶 400052; 2.中建四局 第三建筑工程有限公司， 貴州 遵義 563003)

為了解決重載交通寬溫域?yàn)r青混凝土路面車轍、低溫開裂和抗疲勞開裂病害突出的問題，將BRA巖瀝青和聚酯纖維按照不同比例摻入瀝青混合料配制寬溫域?yàn)r青混合料，利用聚酯纖維與BRA各自的路用性能改善效果側(cè)重點(diǎn)來對瀝青混合料起到綜合改性的作用，系統(tǒng)評價(jià)了復(fù)合改性瀝青混合料的路用性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，BRA與聚酯纖維復(fù)配可大幅度改善BRA巖瀝青以及聚酯纖維改性瀝青混合料的綜合路用性能，干法工藝摻加BRA與聚酯改性劑后，復(fù)合瀝青混合料兼具優(yōu)良的高低溫性能，相比SBS改性瀝青混合料，高溫性能提升45%，低溫性能提升幅度高達(dá)82%，4%聚酯+8%BRA、3%聚酯+8%BRA、3%聚酯+10%BRA共3種復(fù)合改性方案下的抗疲勞性能優(yōu)于SBS改性瀝青混合料，推薦適用于重載交通的瀝青混合料中聚酯纖維摻配比例為3%～4%，BRA摻量為8%～10%。工程實(shí)踐表明，布敦巖瀝青與聚酯纖維復(fù)合改性瀝青混合料能夠改善瀝青路面的綜合路用性能，可替代SBS改性瀝青。

道路工程； 布頓巖瀝青； 聚酯纖維； 復(fù)合改性瀝青混合料； 路用性能

0 引言

我國南北氣候條件差異較大，大部分地區(qū)存在冬季寒冷漫長，夏季高溫多雨等鮮明特點(diǎn)，加之近年來極端高低溫天氣頻發(fā)，路面通常要經(jīng)歷-40～70 ℃的溫差變化，導(dǎo)致瀝青路面車轍病害，早期車轍、開裂問題尤為突出，這不僅影響到形成安全性和路面的耐久性，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1,2]。為了解決公路超載、重載嚴(yán)重造成的瀝青路面早期損害問題，采取有效的路面結(jié)構(gòu)組合方案和采用高強(qiáng)、耐久的瀝青混凝土是提高重載交通瀝青路面使用壽命的關(guān)鍵，國內(nèi)外學(xué)者研究表明，在行車荷載作用下瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在5～7 cm部分，瀝青路面車轍主要發(fā)生在路面結(jié)構(gòu)的中下面層，在瀝青路面中下面層采用抗車轍劑、高模量劑或巖瀝青對提高路面的抗高溫永久變形能力有顯著成效。為了改善瀝青路面的高溫性能，近年來天然瀝青在國內(nèi)許多新建瀝青路面、路面加鋪改造工程和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中都有大量應(yīng)用，天然瀝青改性瀝青及其混合料性能一直是道路工作者和科研人員關(guān)注的熱點(diǎn)。湖南大學(xué)曾夢瀾等研究了歐洲巖瀝青改性瀝青的針入度性能指標(biāo)，結(jié)果表明[3]，摻加巖瀝青可改善瀝青的高溫性能、溫度敏感性和抗老化性能，但會降低瀝青的延度。重慶交通大學(xué)陸兆峰等研究了國產(chǎn)青川巖瀝青改性瀝青混合料的高低溫性能、水穩(wěn)定性，結(jié)果表明[4]，添加青川巖瀝青后瀝青混合料的高溫性能和水穩(wěn)定性提高，而低溫性能降低，推薦了適宜的青川巖瀝青摻量為8%(瀝青混合料質(zhì)量百分比)。華南理工大學(xué)黃文通研究了北美巖瀝青對70號基質(zhì)瀝青的改性效果，結(jié)果表明[5]，摻加巖瀝青可改善瀝青的高溫性能、勁度模量和抗疲勞性能，但對瀝青的低溫性能改善不明顯或有不利影響。同濟(jì)大學(xué)郭忠印等研究了BRA改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)及路用性能，結(jié)果表明[6]，BRA巖瀝青使用與高溫地區(qū)，在低溫地區(qū)限制使用。長安大學(xué)朱阿峰等研究了布頓巖瀝青改性瀝青混合料的路用性能，布頓巖瀝青可顯著改善瀝青混合料的長期性能和抗疲勞性能[7]。交通運(yùn)輸部曹東偉等研究了天然瀝青對石油瀝青的改性機(jī)理，結(jié)果表明摻加天然瀝青顯著改善了瀝青混合料的水穩(wěn)定性[8]。東南大學(xué)倪富健等研究了特立尼達(dá)胡瀝青改性瀝青混合料的路用性能，研究表明[9]湖瀝青改性瀝青軟化點(diǎn)高、抗老化能力強(qiáng)，能大幅度提高瀝青混合料抗車轍性能，同時顯著改善瀝青混合料抗水損害性能?？偨Y(jié)已有研究成果可發(fā)現(xiàn)，相比SBS改性瀝青混合料，BRA改性瀝青混合料存在低溫性能較差的缺點(diǎn)，導(dǎo)致瀝青路面過早的出現(xiàn)開裂等病害。目前國內(nèi)外關(guān)于巖瀝青和纖維改性劑方面的研究多局限于單一改性，或采用復(fù)合纖維改性方案[7-9]，鮮見巖瀝青與聚酯纖維復(fù)合改性方面的研究報(bào)道，且較少涉及將巖瀝青與聚酯纖維復(fù)配后用于重交道路，為了綜合解決我國城市道路和高速公路重載交融瀝青混凝土面層存在的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性等問題，本文將布頓巖瀝青(BRA)和聚酯纖維按照不同比例進(jìn)行復(fù)配，并同時摻入瀝青混合料配制寬溫域?yàn)r青混合料，利用聚酯與BRA各自的路用性能改善效果側(cè)重點(diǎn)來對瀝青混合料起到綜合改性的作用。

1 原材料性能

試驗(yàn)研究過程中選用實(shí)體工程中采用的Shell70A級重交道路石油瀝青，對照組瀝青采用我國北方常用的I — C SBS改性瀝青(SBS摻量為4.5%)，瀝青各項(xiàng)技術(shù)性能均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40 — 2004)技術(shù)指標(biāo)要求。大量研究和工程實(shí)踐表明，聚酯纖維可以很好地吸附瀝青，減少瀝青路面的析漏和泛油現(xiàn)象，纖維的加筋作用、界面增強(qiáng)作用可顯著地改善瀝青混合料的低溫性能和抗疲勞耐久性。根據(jù)不同纖維對瀝青混合料路用性能改善側(cè)重點(diǎn)不同，經(jīng)路用性能和經(jīng)濟(jì)性對比試驗(yàn)采用實(shí)體工程中采用的聚酯纖維，參考《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40 — 2004)和《瀝青路面用聚酯纖維國家標(biāo)準(zhǔn)》(JT — T533 — 2004)對聚酯纖維的技術(shù)性能進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。試驗(yàn)采用印尼生產(chǎn)的BRA巖瀝青，布頓巖瀝青試驗(yàn)技術(shù)性能檢測結(jié)果見表2。在試驗(yàn)研究過程中所選用的粗集料選用玄武巖碎石，細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂，集料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

表1 聚酯纖維性能指標(biāo)測試結(jié)果Table1 Ligninfibertechnologytestingresults檢測項(xiàng)目長度/mm斷裂伸長率/%密度/(g·cm-3)試驗(yàn)結(jié)果2～4 347138技術(shù)要求≤6≥15 吸油率(纖維質(zhì)量倍數(shù))抗拉強(qiáng)度/MPa直徑/mm含水率/% 438 550<01 14≥3 ≥350≤01≤3

表2 布頓巖瀝青試驗(yàn)檢測結(jié)果Table2 Butonrockasphalttestresults檢測指標(biāo)檢測結(jié)果印尼國家標(biāo)準(zhǔn)瀝青含量/%253≥18灰分含量/%748密度/(g·cm-3)181170～190含水量/%<1≤20閃點(diǎn)/℃≥230≥230回收瀝青的軟化點(diǎn)/℃94790～99

2 摻加BRA與纖維的寬溫域?yàn)r青混合料配合比設(shè)計(jì)

2.1 纖維與BRA摻配比例

參考工程中SMA混合料常用的3%纖維摻量，該文初選的聚酯纖維摻量為2%、3%、4%，每組纖維摻量下變化4%、6%、8%、10%共4種BRA摻量，利用BRA和聚酯各自的路用性能改善效果側(cè)重點(diǎn)來對瀝青混合料起到綜合改性的作用。

2.2 確定混合料級配及最佳油石比

室內(nèi)試驗(yàn)采用實(shí)體工程中選用的AC — 13C礦料級配，選用的級配曲線走向由下往上穿越級配中值的“S”型曲線，合成級配見圖1。

圖1 AC — 13C合成級配Figure 1 AC — 13C Synthesis gradation

按照現(xiàn)行施工規(guī)范JTG F40 — 2004“馬歇爾法”確定聚酯纖維BRA改性瀝青混合料的最佳油石比。試驗(yàn)時聚酯纖維與布頓巖瀝青(BRA)的摻加方式均采用“干法”改性工藝，BRA巖瀝青對瀝青混合料增粘、改性作用主要發(fā)生在混合料拌合過程中，集料的加熱溫度、混合料拌合溫度以及混合料拌合時間對巖瀝青改性效果的發(fā)揮起著決定性作用[10,11]，確定集料加熱溫度為195～200 ℃，BRA與集料的干拌時間為90 s，混合料拌合時先將預(yù)定質(zhì)量的聚酯纖維、BRA巖瀝青和集料一起干拌90 s，使BRA在礦料中充分融化、分散均勻，肉眼觀察聚酯纖維的分散情況，無明顯接團(tuán)，待其分散均勻后再加入基質(zhì)瀝青，拌合60 s，最后加入礦粉，拌合60 s，總拌合時間為3.5 min。試驗(yàn)過程中“干法”工藝的溫度控制如表3所示，馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 聚酯纖維/BRA改性瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)溫度控制Table3 Polyesterfiber/BRAmodifiedasphaltmixturemarshalltesttemperaturecontro試驗(yàn)工序控制標(biāo)準(zhǔn)/℃集料加熱溫度190～200基質(zhì)瀝青加熱溫度155～160瀝青混合料拌合溫度165～170試件擊實(shí)溫度165

表4 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果Table4 Marshalltestresults聚酯纖維/%BRA摻量/%瀝青用量/%礦料間隙率/%空隙率/%瀝青飽和度/%馬歇爾穩(wěn)定度/kN0045114684073561015454214774074441106265291487407451114085121472407454118210493146740748712044563147640746012133654314984074631223852614574074671245105131498407472126745741476407487125146551146740740112298533144840744612461052114824074511269SBS改性瀝青47714664073901254

表4馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果表明: ①相比基質(zhì)瀝青混合料，摻加纖維/BRA巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料的最佳瀝青用量可增大0.5%～1.0%，相同BRA摻量情況下，隨著纖維摻量增大，復(fù)合改性瀝青混合料最佳瀝青用量增大，這主要與纖維的吸油特性有關(guān)，而相同纖維摻量情況下，隨著BRA摻量增大，復(fù)合改性瀝青混合料最佳油石比減小，這主要與BRA中含有25.3%瀝青，在加熱、攪拌后析出瀝青有關(guān)。②相比SBS改性瀝青混合料，聚酯纖維/BRA巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料的各項(xiàng)體積指標(biāo)與力學(xué)性能均與SBS改性瀝青混合料差別不大。

3 聚酯纖維/BRA巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料路用性能

3.1 高溫穩(wěn)定性

采用車轍試驗(yàn)評價(jià)BRA與聚酯纖維復(fù)合改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，為了針對我國部分地區(qū)夏季高溫持續(xù)時間長，特增加了70 ℃車轍試驗(yàn)。車轍試驗(yàn)試件制備和試驗(yàn)加載方式嚴(yán)格按照J(rèn)TG E20—2011的要求執(zhí)行，輪壓為0.7±0.05 MPa，行走速度為42±1次/min，試驗(yàn)輪的行走方向要與成型車轍板時的碾壓方向一致，車轍試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 車轍試驗(yàn)結(jié)果Table5 Ruttingtestresults聚酯纖維/%BRA摻量/%車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度/(次·mm-1)60℃70℃衰減率/%001844 63265730208410094460837622467344429891717425263592281234584456292034510492930973454318419763793641943621303853193712302105471381730243587290546846561840262838576141192851059004209287SBS改性瀝青48962250397

車轍試驗(yàn)結(jié)果表明: ①相同聚酯纖維摻量情況下，60 ℃、70 ℃車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度隨BRA摻量的增大呈二次函數(shù)關(guān)系增大，3%纖維摻量，BRA摻量由4%增加到10%，車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度分別增大了31.7%、67.1%、71.8%， BRA摻量對復(fù)合改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性有顯著的影響。此外，相同BRA摻量情況下，復(fù)合改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度隨著聚酯纖維摻量增大呈線性關(guān)系增大，但聚酯纖維對復(fù)合改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度的改善效果沒有BRA明顯。②3%聚酯纖維摻量情況下，相比聚酯纖維改性瀝青混合料，6%BRA摻量可使復(fù)合改性瀝青混合料的DS提高35.8%，10%BRA摻量可使DS提高106.5%，BRA顯著改善了復(fù)合改性瀝青混合料的高溫抗永久變形能力，以DS大于3000次/mm為控制指標(biāo)，確保復(fù)合改性瀝青混合料具有足夠的抗永久變形能力，BRA摻量不宜小于6%； ③相同BRA摻量下，車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度隨聚酯纖維摻量的增大呈線性關(guān)系增大，聚酯纖維超過3%后車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度增長區(qū)域平緩，相比普通瀝青混合料，摻加聚酯纖維雖然對復(fù)合改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度有一定影響，但其對混合料高溫性能改善效果有限； ④采用復(fù)合改性方案，可以使瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度提高到3000次/mm以上，10% BRA與3%聚酯復(fù)合改性方案下的車轍試驗(yàn)結(jié)果可與4%SBS改性瀝青混合料相媲美，摻加BRA巖瀝青后，混合料的動穩(wěn)定度有了大幅度的提高。這些數(shù)據(jù)充分說明了BRA添加劑能提高瀝青混合料的抗永久變形能力，從而使高溫穩(wěn)定性得以改善。當(dāng)試驗(yàn)溫度從60 ℃上升到70 ℃時，添加BRA巖瀝青后，其動穩(wěn)定度衰減率大幅度降低，相比于SBS改性瀝青，對于兩種級配類型的瀝青混合料而言，雖然摻加6%、8%、10%BRA的60 ℃動穩(wěn)定度與SBS瀝青混合料的動穩(wěn)定度相當(dāng)，但其動穩(wěn)定度衰減率要明顯低于SBS改性瀝青，表明其溫度敏感性更低。

3.2 低溫抗裂性

采用小梁低溫彎曲試驗(yàn)來研究BRA巖瀝青/聚酯纖維復(fù)合改性瀝青混合料的低溫抗裂性能，測定混合料的破壞強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和破壞勁度模量，同時計(jì)算混合料的單位體積低溫破壞能。試驗(yàn)方法嚴(yán)格按照J(rèn)TG E20—2011執(zhí)行，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果Table6 Lowtemperaturebendingtestresults聚酯纖維/%BRA摻量/%抗彎拉強(qiáng)度/MPa最大彎拉應(yīng)變/με彎曲勁度模量/MPa單位破壞應(yīng)變能/(kJ·m-3)3104327637327637324922443010352457562457392290224510992778．744032．4525．9625．45211．572900．614067．4628．2327．6811．842908．604152．8728．7028．1410．542798．123840．9226．9926．4611．393391．063427．0331．7631．14312．273506．993568．8732．9932．3412．363583．723518．5933．8133．1511．243475．303299．0632．6131．97 4 11．613443．733186．3032．414 6 11．973512．423224．3133．23 8 12．323653．683282．1134．4210 11．233456．253157．8232．14基質(zhì)瀝青混合料 93023441940476421404%SBS改性瀝青混合料12．063435．873504．4432．30

低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明： ①相同BRA摻量，隨著聚酯纖維摻量的增大，復(fù)合改性瀝青混合料抗彎拉強(qiáng)度增大，各BRA摻量下，彎拉伸應(yīng)變隨聚酯摻量的增大呈線性關(guān)系增大，對于單位體積破壞應(yīng)變能也有類似變化趨勢，可見增大聚酯摻量可提高復(fù)合改性瀝青混合料的柔性，聚酯摻量大于3%后復(fù)合改性瀝青混合料最大彎拉應(yīng)變均大于3300 με，可見聚酯纖維對復(fù)合改性瀝青混合料低溫抗裂性貢獻(xiàn)較為顯著； ②相同聚酯摻量，隨著BRA摻量增大，復(fù)合改性瀝青混合料彎拉應(yīng)變呈先增大后減小的變化趨勢，可見低溫抗裂性是制約BRA摻量增大的主要因素； ③相比4%SBS改性瀝青混合料，采用BRA與聚酯纖維復(fù)合改性方案可達(dá)到甚至超過SBS改性瀝青混合料，復(fù)合改性方案顯著降低了瀝青混合料的勁度模量，提高了混合料柔性，這主要與聚酯纖維增大了復(fù)合改性瀝青混合料的柔韌性，而BRA增大了瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度有關(guān)。

3.3 水穩(wěn)定性

采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)探討了聚酯和BRA摻量對復(fù)合改性瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響，試驗(yàn)方法嚴(yán)格參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011)的要求進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果Table7 Waterstabilitytestresults聚酯纖維/%BRA摻量/%浸水馬歇爾試驗(yàn)凍融劈裂試驗(yàn)MS/kNMS1/kNMS0/%RT1/MPaRT2/MPaTSR/%31071 9599139 10430906088886801091 9598956 10980969095088311．28 9．8989．66 1．1321．0120．99289．4311．6310．4091．09 1．1341．0301．01090．812．0610．6189．35 1．1521．0040．98487．212．2810．5187．52 1．1541．0371．01789．912．3711．0290．68 1．1621．0261．00688．3412．4711．3292．31 1．2031．0811．06089．912．7011．3291．19 1．2401．1641．14193．812．9211．4290．27 1．2891．2271．20395．212．7611．5392．51 1．3051．2111．18792．8512．5411．7395．17 1．3171．1501．12787．312．7112．0496．29 1．3351．2071．18390．412．9412．4498．23 1．3371．2531．22893．7基質(zhì)瀝青混合料 989 796828 099808018034%SBS改性12．3011．4295．061．2251．11490．9

浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果表明，所有BRA/聚酯纖維復(fù)配方案改性瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留強(qiáng)度比和凍融劈裂強(qiáng)度均可達(dá)到85%以上，滿足規(guī)范要求。BRA/聚酯纖維復(fù)配方案改性瀝青混合料具有優(yōu)良的抗水損害能力，這與已有研究成果相吻合。分析其原因，BRA巖瀝青中所含礦物質(zhì)粉末經(jīng)過多年天然瀝青浸潤，具有很強(qiáng)的表面活性，表現(xiàn)出極強(qiáng)的憎水性、親油性，可以有效的提高瀝青與集料之間的粘附性，從而提高了瀝青混合料的抗水損害能力，此外纖維的吸附穩(wěn)定作用和界面增強(qiáng)作用可改善瀝青砂漿與集料之間的粘附性。

4 聚酯纖維/BRA巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料抗疲勞耐久性

目前評價(jià)瀝青混合料疲勞性能的試驗(yàn)方法有簡支梁法、四點(diǎn)彎曲法、拉壓法和三軸壓力法等，加載方式有控制應(yīng)力和控制應(yīng)變兩種形式[12-15]，每種疲勞試驗(yàn)方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，其中四點(diǎn)彎曲控制應(yīng)變疲勞試驗(yàn)方法過程中瀝青混合料的受力狀態(tài)更接近瀝青路面的實(shí)際情況，瀝青層底拉應(yīng)變也是計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度的重要控制指標(biāo)之一，且試驗(yàn)方法可操作性強(qiáng)，對瀝青結(jié)合料敏感性強(qiáng)。本部分疲勞試驗(yàn)采用中四分點(diǎn)加載彎曲試驗(yàn)法，加載模式為應(yīng)變控制方式，按照現(xiàn)行瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20 — 2011中的要求成型大車轍板試件，室溫放置48 h后切割尺寸為400 mm×300 mm×80 mm小梁試件，在UTM疲勞試驗(yàn)機(jī)上采用三點(diǎn)加載方式，試驗(yàn)選用200、300、400、500 με，共4個應(yīng)變水平，試驗(yàn)溫度為15 ℃，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

試驗(yàn)結(jié)果表明: 相比基質(zhì)瀝青混合料，摻加纖維和BRA后混合料疲勞性能顯著提高，相同應(yīng)變水平下的疲勞壽命至少增大為150%。BRA/聚酯纖維復(fù)合改性瀝青混合料的抗疲勞性能優(yōu)于單一纖維、BRA改性瀝青及SBS改性瀝青混合料，且BRA/聚酯纖維復(fù)合改性瀝青混合料對應(yīng)變水平變化的敏感程度相對較低。綜合考慮K、n值的變化規(guī)律，4%聚酯+8%BRA、3%聚酯+8%BRA、3%聚酯+10%BRA共3種復(fù)合改性方案下的抗疲勞性能優(yōu)于SBS改性瀝青混合料，聚酯纖維與BRA復(fù)合改性劑可作提高瀝青混合料疲勞性能的添加劑使用。

表8 疲勞試驗(yàn)擬合結(jié)果Table8 Fatiguetestfittingresults聚酯纖維摻量/%BRA摻量/%擬合方程：Nf=K(1ε0)n相關(guān)系數(shù)R230Nf=55693×106×(1ε0)43098098608Nf=55509×106×(1ε0)43264097928Nf=56093×106×(1ε0)4279909946Nf=56758×106×(1ε0)42703096938Nf=56902×106×(1ε0)42494099710Nf=56890×106×(1ε0)42487097548Nf=56609×106×(1ε0)425540987基質(zhì)瀝青混合料Nf=54108×106×(1ε0)4429109934%SBS改性瀝青混合料Nf=56423×106×(1ε0)426570996

5 試驗(yàn)路鋪筑

本課題結(jié)合2013年重慶萬開高速公路改擴(kuò)建工程，修筑時間為2009年9月份，考慮南半幅運(yùn)送貨物的重車多一些，路面采用聚酯纖維/BRA巖瀝青改性鋪筑了試驗(yàn)路段,試驗(yàn)段采用AC — 13C改性瀝青混凝土，厚度為4 cm,中面層采用6 cmAC — 20 聚酯纖維/BRA巖瀝青改性瀝青混合料，鋪設(shè)長度2 km。工程實(shí)踐證明，采用聚酯纖維和BRA巖瀝青復(fù)合改性瀝青混合料的生產(chǎn)不需要對傳統(tǒng)的拌合樓進(jìn)行改造，僅需要增加聚酯纖維、BRA巖瀝青與集料的干拌時間，相比SBS改性瀝青混合料每t復(fù)合改性瀝青混合料可節(jié)省工程造價(jià)46元，經(jīng)濟(jì)效益較好(見圖2)，現(xiàn)場檢測壓實(shí)度、平整度等各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，通過長達(dá)6 a的試驗(yàn)路檢測，聚酯纖維/BRA巖瀝青路段的路況均較好，SBS改性瀝青路段出現(xiàn)的車轍要比巖瀝青改性瀝青路段深，一定程度上證明了巖瀝青有良好的抗車轍能力。

圖2 BRA與SBS改性瀝青混合料成本對比Figure 2 The cost comparison of the polyester fiber and BRA composite modified asphalt SBS modified asphalt mixture

6 結(jié)論

研究了BRA與聚酯纖維摻量對重載交通瀝青混合料路用性能的影響，室內(nèi)試驗(yàn)和實(shí)體工程實(shí)踐表明：相同聚酯纖維摻量條件下，車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度隨BRA摻量的增大呈二次函數(shù)關(guān)系增大，采用聚酯與BRA復(fù)合改性方案，可顯著改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，10% BRA+3%聚酯纖維復(fù)合改性方案下的車轍試驗(yàn)結(jié)果可與4%SBS改性瀝青混合料相媲美。相同BRA摻量，隨著聚酯纖維摻量的增大，復(fù)合改性瀝青混合料抗彎拉強(qiáng)度增大，聚酯摻量大于3%后復(fù)合改性瀝青混合料最大彎拉應(yīng)變均大于3300 με，聚酯纖維對復(fù)合改性瀝青混合料低溫抗裂性貢獻(xiàn)較為顯著。采用BRA與聚酯纖維復(fù)合改性方案可達(dá)到甚至超過SBS改性瀝青的低溫抗裂性。采用聚酯與BRA復(fù)配方案可顯著改善瀝青混合料的抗疲勞耐久性，4%聚酯+8%BRA、3%聚酯+8%BRA、3%聚酯+10%BRA共3種復(fù)合改性方案下的抗疲勞性能優(yōu)于SBS改性瀝青混合料。綜合考慮BRA和聚酯纖維摻量對瀝青混合料高低溫性能、水穩(wěn)定性和抗疲勞耐久性的影響，結(jié)合工程的經(jīng)濟(jì)性，推薦復(fù)合改性瀝青適宜的聚酯纖維摻配比例為3%～4%，BRA摻量為8%～10%。

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Study on Road Performance of Asphalt Mixture in Wide Temperature Range Based on BRA and Fiber Composite Modified Technology

YUAN Jingxiang1, TIAN Songming2

(1.Chongqing Radio and Television University, Chongqing 400052, China; 2.CCFED the Third Construction & Engineering Co.,Zunyi, Guizhou 563003, China)

To solve the heavy traffic asphalt pavement rutting wide operating temperature range, low temperature cracking and fatigue cracking Disease outstanding issues, the BRA rock asphalt and polyester fibers in different proportions incorporated asphalt mixture formulated wide operating temperature range of asphalt mixture, the use of polyester fiber and BRA their road performance improvement effect to focus on the modified asphalt mixture has played the role of a comprehensive, systematic review of the composite modified asphalt pavement performance. The results showed that, BRA and Polyester compound can greatly improve BRA rock asphalt and integrated way polyester fiber modified asphalt mixture performance, dry process after mixing with the polyester BRA modifier, asphalt mixing compound material both excellent high temperature performance, compared to SBS modified asphalt mixture, 45% of high-temperature performance, low temperature performance increase of up to 82%, 4% polyester + 8% BRA, 3% polyester + 8% BRA,3% polyester + 10% BRA three anti-fatigue properties of composite modified under the program better than SBS modified asphalt mixture, recommended for heavy traffic asphalt mixture of polyester fibers mixed with a ratio of 3%～4%, BRA content of 8% to 10%.Engineering practice shows, Buton rock asphalt polyester fiber composite modified asphalt mixture can improve the overall road asphalt pavement performance and can replace SBS modified asphalt.

road engineering； burton rock asphalt； polyester fiber； Composite modified asphalt mixture； road performance

2016 — 09 — 05

重慶市交通科技項(xiàng)目(2013JT02019)

袁景翔(1963-)，男，重慶人，高級工程師，研究方向：建筑施工及建設(shè)管理。

U 414.1

A

1674 — 0610(2016)06 — 0276 — 07