材料選擇是影響瀝青混凝土路面中面層性能的zui重要因素，為避免因材料選擇不當(dāng)導(dǎo)致路面病害，本文選擇中面層常用的SBS改性瀝青、橡膠改性瀝青AC-20型混合料。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，同時加入一定比例的專屬穩(wěn)定劑后形成的SBS共混材料，它利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理[1-6]；橡膠改性瀝青是先將廢舊輪胎加工成為橡膠顆粒，再按一定的粗細級配比例進行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在高溫條件下(180℃以上)充分拌合，與基質(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。2種材料相較于基質(zhì)瀝青均具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等優(yōu)勢，在主干路面層中應(yīng)用廣泛[7-10]。

路況調(diào)查及現(xiàn)場取芯發(fā)現(xiàn)，瀝青混凝土路面的主要病害仍集中于車轍及裂縫，并且中面層芯樣普遍有開裂現(xiàn)象。本文針對該現(xiàn)象，并且針對國內(nèi)外學(xué)者的研究zui終選擇SBS改性瀝青及橡膠改性瀝青AC-20瀝青混合料[11-14]，測試其體積指標(biāo)，并通過車轍試驗、低溫小梁試驗、凍融劈裂試驗、四點彎曲試驗分別測試其高溫性能、低溫性能、水溫性能、疲勞性能，綜合評價其路用性能優(yōu)劣，為道路大修及養(yǎng)護工程推薦合適的中面層材料。

原材料

SBS改性瀝青

本文使用的SBS改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)見表1。

橡膠改性瀝青

本文使用的橡膠改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)見表2。

礦粉

本文使用集料全部為石灰?guī)r，礦粉由石灰?guī)r磨制而成，技術(shù)指標(biāo)見表3。

集料

本文采用石灰?guī)r礦料進行試驗，并且按照規(guī)范要求對礦料的性能指標(biāo)進行檢測，集料的技術(shù)指標(biāo)見表4。

級配

本次試驗采取的級配為中面層常用的AC-20型，調(diào)整通過率和中值以滿足規(guī)范要求，并參考實際生產(chǎn)常用級配。級配曲線如圖1所示。

體積指標(biāo)及路用性能測試

結(jié)合工程實際經(jīng)驗，本次試驗選取油石比為6.0%，檢測該油石比下SBS改性瀝青、橡膠瀝青AC-20型混合料的各項體積指標(biāo)，并測試其高溫性能、低溫性能、水溫性能及疲勞性能。

馬歇爾體積指標(biāo)測試

對油石比為6.0%的2種瀝青混合料的體積指標(biāo)進行檢驗，相關(guān)試驗結(jié)果見表5、6。

路用性能指標(biāo)測試

對油石比為6.0%的2種瀝青混合料的各項路用性能指標(biāo)進行檢驗，相關(guān)試驗結(jié)果見表7、8。

由體積指標(biāo)及路用性能測試結(jié)果可看出，在該級配及油石比下，2種瀝青混合料的體積指標(biāo)及路用性能滿足規(guī)范要求，需結(jié)合工程實際需求分析各項性能的優(yōu)劣。

材料比選

高溫性能比選

從表7、8中可以看到，橡膠改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度稍高于SBS改性瀝青混合料。橡膠顆粒在高溫狀態(tài)下與瀝青充分混合后，使瀝青軟化點提高，黏度增加，從而使高溫性能表現(xiàn)更優(yōu)；另一方面，橡膠顆粒體積會顯著變化，橡膠顆粒間的距離縮短，發(fā)生黏聚，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。橡膠網(wǎng)絡(luò)間的相互作用限制了瀝青的流動，提高了瀝青的內(nèi)聚力，使瀝青的性能得到quan面改善[15-16]。因此，SBS橡膠粉復(fù)合改性瀝青能夠在高溫條件下抵抗行車荷載的反復(fù)作用產(chǎn)生的變形，使瀝青的高溫性能得到了很大的提高，增強了瀝青混合料的抗車轍能力。

低溫性能比選

從表7、8中可以看出，橡膠改性瀝青混合料的zui大彎曲應(yīng)變高于SBS改性瀝青混合料，擁有更好的低溫抗開裂能力。由于橡膠改性瀝青中含有橡膠成分，這是苯乙烯和丁二烯的共聚物，其內(nèi)部分子之間的作用力相對較小，分子鏈連接比較松散，分子間容易發(fā)生流動變形[17]。而SBS是苯乙烯-丁二烯基的嵌段共聚物，由于苯乙烯段含量高，其硬度大，內(nèi)部分子鏈連接緊密，瀝青就表現(xiàn)為相對較硬。橡膠的可塑性使橡膠改性瀝青混合料的低溫抗裂性能更優(yōu)。此外，橡膠粉來自輪胎，其設(shè)計低溫性能要顯著優(yōu)于SBS改性劑。因此，在低溫條件下添加橡膠后的改性瀝青相對SBS改性瀝青具有更加良好的低溫變形能力。

水穩(wěn)定性能比選

SBS改性瀝青混合料凍融劈裂強度比大于橡膠改性瀝青混合料，其水穩(wěn)定性更優(yōu)。這主要是由于加入SBS后結(jié)構(gòu)比橡膠瀝青更穩(wěn)定，從而增加了瀝青與集料之間的黏附力，提高了瀝青膠漿的破壞強度。

疲勞性能比選

橡膠改性瀝青混合料的疲勞性能明顯優(yōu)于SBS改性瀝青混合料，這在一定程度上也由于橡膠瀝青膠結(jié)結(jié)構(gòu)比SBS瀝青的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更具彈性，能夠承受較多次數(shù)的循環(huán)荷載。

結(jié)語

通過上述指標(biāo)對比分析，結(jié)果如下：

(1)對用作中面層材料的SBS改性瀝青及橡膠改性瀝青AC-20混合料進行體積指標(biāo)及路用性能測試，結(jié)果均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

(2)橡膠改性瀝青AC-20混合料在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗疲勞性能方面均強于SBS改性瀝青混合料，當(dāng)原路段車轍及開裂等病害嚴重時，應(yīng)優(yōu)先使用橡膠改性瀝青混合料。橡膠顆粒在高溫狀態(tài)下與瀝青充分混合后，體積顯著變化，使其間距縮短，發(fā)生黏聚，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提高了瀝青的內(nèi)聚力，使瀝青的性能得到quan面改善；且橡膠改性瀝青中含有橡膠成分，是苯乙烯和丁二烯的共聚物，與SBS改性瀝青相比較軟，其可塑性使橡膠改性瀝青混合料的低溫抗裂性能更優(yōu)。

(3)SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性優(yōu)于橡膠改性瀝青混合料，當(dāng)路段有較多水損害，對水穩(wěn)定性有較高要求時，可考慮使用SBS改性瀝青混合料。

參考文獻：

[1]雷強,張映雪,何 純,等.基于高溫穩(wěn)定性能的瀝青路面中面層級配設(shè)計研究[J].湖南交通科技,2017,43(4):69-72,80.

[2]宋家楠,黃治冶,徐向輝.膠粉/SBS 復(fù)合改性瀝青與 SBS 改性瀝青、橡膠瀝青的基本性能比較研究[J].北方交通,2012(7):3-5.

[3]劉 斌,胡省.廢橡膠粉/SBS 復(fù)合改性瀝青技術(shù)性能研究[J].公路工程,2019,44(6):257-260.

[4]王忠鋒,左連濱,穆 巖.高模量瀝青混凝土的路用性能指標(biāo)及應(yīng)用[J].筑路機械與施工機械化,2017,34(8):62-66.

[5]王勤芳,曾 海,楊 耀.基于瀝青 SARA 組成的 SBS 改性瀝青高溫性能研究[J].石油科學(xué)通報,2019,4(4):440-449.

[6]孔令車.高速公路建設(shè)中的 SBS 改性瀝青混凝土路面施工技術(shù)[J].四川水泥,2019(11):27.

[7]劉吉睿.橡膠瀝青路面施工技術(shù)[J].交通世界,2019(33):52-53.

[8]于麗梅,陳志國.廢舊膠粉與 SBS 復(fù)合改性瀝青穩(wěn)定性分析[J].公路,2019,64(7):267-270.

[9]黃衛(wèi)東,鐘皓白,李本亮,等.不同疲勞試驗中改性瀝青混合料疲勞性能對比[J].建筑材料學(xué)報,2019,22(1):149-153.

[10]張紅春.橡膠/塑料復(fù)合改性瀝青及混合料的流變性能[J].筑路機械與施工機械化,2017,34(3):58-62.

[11]王笑風(fēng),呂小武,禇付克,等.不同類型橡膠粉與 SBS 復(fù)合改性瀝青的性能特征分析[J].硅酸鹽通報,2019,38(11):3695-3702.

[12]姚 歡,曾迪,宋小金.聚合物改性瀝青高溫路用性能分析[J].山東交通科技,2019(5):64-67.

[13]梁志豪,邢明亮,李祖仲,等.短期老化方法對瀝青性能評價的適用性[J].筑路機械與施工機械化,2019,36(9):23-29.

[14]王任翔,葉亞麗,江志遠,等.廢橡膠粉細度對膠粉干法微表處混合料性能的影響[J].筑路機械與施工機械化,2017,34(6):58-61.

[15]黃衛(wèi)東,鄭 茂,唐乃膨,等.SBS 改性瀝青高溫性能評價指標(biāo)的比較[J].建筑材料學(xué)報,2017,20(1):139-144.

[16]曾三海,曾 立,梁 稱.SBS 改性瀝青膠料性能的影響因素及原因分析[J].新型建筑材料,2019,46(5):134-136.

[17]黃衛(wèi)東,傅星愷,李彥偉,等.SBS 類改性瀝青低溫性能評價及指標(biāo)相關(guān)性分析[J].建筑材料學(xué)報,2017,20(3):456-463.

全文完 發(fā)布于《筑路機械與施工機械化》2020年第37卷

通訊作者：徐世法(1963-)，男，北京人，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事道路工程研究

我司部分文章來源于網(wǎng)絡(luò)，未能與原作者取得聯(lián)系，如涉及版權(quán)問題請與我們聯(lián)系，我們會及時處理刪除

我們可以升級您現(xiàn)有的多功能路面材料動態(tài)測試系統(tǒng) （包括其他廠家的 UTM產(chǎn)品）

DTS-30/CTS-30 多功能路面材料動態(tài)測試系統(tǒng)是使用數(shù)字控制高性能伺服閥，并提供頻率高達100Hz 準確加載波形的液壓伺服試驗系統(tǒng)。DTS-30/CTS-30多功能路面材料動態(tài)測試系統(tǒng)可以執(zhí)行拉伸、壓縮、動態(tài)加載，適合于測試各種不同材料，如瀝青、土壤、非粘結(jié)角料、纖維和塑料。DTS-30/CTS-30 配置意大利matest-Pavetest 的 CDAS/CDAS2 數(shù)字式控制器，TestLab2 軟件和全套測試附件，實現(xiàn)硬件和軟件的很好結(jié)合。DTS-30/CTS-30 動態(tài)測試系統(tǒng)是一套緊湊型、全集成、用戶和環(huán)境友好型的試驗系統(tǒng)。

產(chǎn)品特點

▍緊湊、堅固的加載架

▍占地面積?。?0cmx135cm，包括液壓動力單元和環(huán)境箱

▍反力架嵌入到環(huán)境箱體中

▍可移動式溫控單元

▍全套配置適合于廣泛的測試應(yīng)用

▍數(shù)字液壓伺服控制

▍標(biāo)準配置為 4 軸控制和 16 通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（可選用高配 CDAS/CDAS2）

設(shè)備名稱：獨立式氣動伺服四點彎曲小梁試驗系統(tǒng) 4PB

型? ? ? ?號：B210 KIT

制? 造? 商：意大利Matest-澳大利亞Pavetest

棱柱體小梁四點彎曲試驗是 2011 年交通部行業(yè)標(biāo)準《公路工程瀝青及瀝青混合料規(guī)程》增加的評價瀝青混合料疲勞性能和測量勁度模量的非常重要的試驗方法。該方法可以在DTS多功能動態(tài)試驗系統(tǒng)中進行，也可以使用單獨式系統(tǒng)，搭配溫控環(huán)境箱進行試驗。尤其對于試驗任務(wù)量比較大的單位，因為疲勞試驗可能持續(xù)的時間比較長，幾小時到幾天、甚至幾周。 所以配備一套單獨式的瀝青混合料疲勞試驗系統(tǒng)是非常有必要的。

意大利matest-澳大利亞Pavetest氣動伺服四點彎曲疲勞試驗機 (4PB) 是采用數(shù)字控制高性能伺服閥，提供高達60Hz的準確加載波形的氣動伺服試驗儀。四點彎曲疲勞試驗機可加載半正弦波和正弦波，受控應(yīng)變或受控正弦應(yīng)力控制模式，測試多種尺寸瀝青混合料小梁的彎曲勁度/模量。

產(chǎn)品特點

1.試樣通過伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠牢固夾緊，可始終維持預(yù) 定的夾緊力，并保證測試過程中試樣在產(chǎn)生屈服變形時仍能被持續(xù)夾緊，夾緊力可通過調(diào)節(jié)電機電流控制

2.兩個夾緊開關(guān)在儀器前方，用于試樣梁的左右兩側(cè)和中間側(cè)夾緊點的夾緊和放松。四個試樣夾緊框可實現(xiàn)所有加載點和反力點的旋轉(zhuǎn)和橫向移動

3.頂部夾緊塊的標(biāo)志線，可幫助操作者在夾緊前橫向?qū)χ性嚇恿?/p>

4.氣動伺服系統(tǒng)使用底部氣動加載作動器，配備高性 能氣動伺服閥，PID 閉環(huán)控制，運行中的自適應(yīng)控制，可始終維 持測試所需的應(yīng)力/應(yīng)變

5.薄型高性能不銹鋼圓形荷載傳感器，用于實時測量和 控制荷載。主軸位移傳感器可實現(xiàn)中間加載框架的準確定位

6.試樣表面位移傳感器(On-specimen LVDT)可按設(shè)定進行控制并測量試樣梁有效范圍內(nèi)的整體彎曲變形（而不是懸浮式的測量部分變形的方法），符合相關(guān)標(biāo)準的要求

7.基于 Windows 的 TestLab 軟件提供的用戶界面，簡單、效率高并符合有關(guān)國際標(biāo)準

了解更多產(chǎn)品信息，獲取產(chǎn)品資料，歡迎垂詢TIPTOP卓致力天

服務(wù)熱線 | 400-633-0508? ? 郵箱：[email protected]