改性沥青混合料路用性能的对比研究

倪浩然 蔡波 刘孟娇

摘要：高模量沥青混凝料作为一种新型路面材料，具有优良的抗车辙性能。为了研究掺加不同改性剂高模量沥青混合料综合性能，以AC-25C高模量沥青混合料为研究对象，通过对70#普通、SBS、RA和PR.M四种沥青混合料的高温性能、变形性能、水稳定性和低温性能等试验研究，对比试验和分析了不同改性剂下高模量沥青混合料的路用性能，从而比较出掺加改性剂的高模量沥青混合料的优越性。

关键词：高模量，AC-25C，沥青混合料，路用性能，改性剂

1 高温性能试验

1.1车辙试验

车辙试验的试验温度与轮压可根据有关规定和需要选用。本试验法依照我国绝大多数地区的温度条件，试验温度及轮压分别采用规范规定的60℃，0.7MPa和具有代表性的70℃，1.0MPa。根据需要，计算动稳定度的时间原则上为试验开始后45min～60min之间。试验步骤参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）的T0719-1993试验方法进行。

不同改性剂下高模量沥青混凝土车辙试验结果见表1。

从表1中数据可以看出，各种改性剂沥青混合料符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTJF40-2004）热拌沥青混合料车辙试验技术标准。掺加改性剂后的高模量沥青混合料的高温抗车辙性能远高于普通70号沥青混合料高温抗车辙性能。

车辙试验结果表明：在基质沥青的基础上掺加各种改性剂后，改性沥青混合料的动稳定度均有大幅度的提升。60℃，0.7MPa下，PR.M的动稳定度提高最多，后依次为RA、SBS；而70℃，1.0MPa下表现RA与PR.M的动稳定度相差不大。

考虑到上述车辙试验中RA和PR.M的掺量不同导致试验结果的不同，根据交通运输部公路科学研究院的规定，在相同掺量（均为0.3%）下的RA和PR.M高模量沥青混合料进行车辙试验，其结果如下表2所示。

从表2中数据可以看出：同等掺量下，添加RA高模量剂的沥青混合料的抗车辙性能优于添加PR.M高模量剂的沥青混合料。

2水稳定性试验

2.1浸水马歇尔试验

浸水马歇尔试验方法与标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均与标准马歇尔试验方法相同。

由表3中试验结果可以看出：

掺加各种沥青改性剂的沥青混合料残留稳定度均有明显的提升， PR.M的沥青混合料的残留稳定度最大，其抗车辙性能得到改善。

2.2冻融劈裂试验

冻融劈裂试验方法适用于在规定条件下对沥青混合料进行冻融循环，测定混合料试件在受到水损害前后的强度比，以评价沥青混合料水稳定性。按本规程T0702方法制作圆柱体试件。用马歇尔击实仪双面击实各50次，试验温度为25℃，加载速率为50mm/min。试件尺寸应符合直径101.6mm±0.25mm，63.5mm±1.3mm的要求。集料公称最大粒径不得大于26.5mm。

由表4中试验结果可以看出：掺加各种沥青改性剂的沥青混合料冻融劈裂强度比均有明显的提升，PR.M的沥青混合料的冻融劈裂强度比最大，水稳定性最好。

3低温性能试验

3.1低温小梁弯曲试验

试验温度和加载速率根据有关规定和需要选用，用于评价沥青混合料低温拉伸性能时采用试验温度-10℃±0.5℃，加载速率宜为50mm/min。适用于由轮碾成型后切制的长250mm±2.0mm，宽30mm±2.0mm，高35mm±2.0mm的棱柱体小梁，其跨径为200mm±0.5mm。一块300mm×300mm×50mm的板块最多可切制8根试件。

图1 不同沥青混合料的抗弯拉强度

图2 不同沥青混合料的最大弯拉应变

从图1、图2试验结果可以看出：在低温小梁试验中，70#普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料的抗弯拉强度、最大弯拉应变和弯曲劲度模量的指标具有明显的优越性，具有较好的低温抗裂性。

在基质沥青混合料中分别掺加RA和PR.M改性剂后，其低温抗裂性能明显下降，但RA沥青混合料的劲度模量接近于70#普通沥青混合料。

4结论

（1）通过车辙试验较好地评价了70#普通沥青、SBS成品改性沥青、PR.M、RA四类改性沥青混合料的高温抗车辙能力。

（2）通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验较好地评价了70#普通沥青、SBS成品改性沥青、PR.M、RA五类改性沥青混合料的水稳定性，掺加各种沥青改性剂的沥青混合料残留稳定度比及冻融劈裂强度比均高于基质沥青。

（3）通过低温小梁弯曲试验较好地评价了70#普通沥青、SBS成品改性沥青、PR.M、RA四类改性沥青混合料的低温抗裂性能。

参考文献

[1] Jean-Francois Corte. Development and uses of hard-grade asphalt and of high-modulus asphalt mixes in france [C]. Washington DC： Transportation Research Board， 2001： 12～31

[2] 周慶华，沙爱民，杨琴.高模量沥青混凝土力学性能试验研究[J].郑州大学学报（工学版），2008，3.128～131

[3] 敖清文. 高模量沥青混合料路用性能研究[D].长沙：长沙理工大学，2009，3