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SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

宣布日期：

2024-11-15

摘要

要害词：蹊径工程 | 大修 | 中面层 | 路用性能

为了阻止在蹊径大修中因中面层质料选择不当而导致的路面病害，通过接纳中面层常用的SBS改性沥青、橡胶改性沥青AC-20型混淆料，测试其体积指标及路用性能指标，综合评价其路用性能优劣，推荐合适的蹊径大修中面层质料。中面层作为面层结构中承上启下的一层，需要足够的高温稳固性以对抗车辙，优异的低温抗裂及抗疲劳性能以避免裂痕爆发。研究效果批注，当原路段车辙及开裂等病害严重时，应优先使用橡胶改性沥青混淆料；当路段有较多水损害时，可思量使用SBS改性沥青混淆料。

质料选择是影响沥青混凝土路面中面层性能的zui主要因素，为阻止因质料选择不当导致路面病害，本文选择中面层常用的SBS改性沥青、橡胶改性沥青AC-20型混淆料。SBS改性沥青是以基质沥青为质料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等要领使SBS匀称地疏散于沥青中，同时加入一定比例的专属稳固剂后形成的SBS共混质料，它使用SBS优异的物理性能对沥青做改性处置惩罚[1-6]；橡胶改性沥青是先将废旧轮胎加工成为橡胶颗粒，再按一定的粗细级配比例举行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在高温条件下(180℃以上)充分拌杂，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结质料。2种质料相较于基质沥青均具有高温稳固性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等优势，在主干路面层中应用普遍[7-10]。

路况视察及现场取芯发明，沥青混凝土路面的主要病害仍集中于车辙及裂痕，并且中面层芯样普遍有开裂征象。本文针对该征象，并且针对海内外学者的研究zui终选择SBS改性沥青及橡胶改性沥青AC-20沥青混淆料[11-14]，测试其体积指标，并通过车辙试验、低温小梁试验、冻融劈裂试验、四点弯曲试验划分测试其高温性能、低温性能、水温性能、疲劳性能，综合评价其路用性能优劣，为蹊径大修及养护工程推荐合适的中面层质料。

原质料

SBS改性沥青

本文使用的SBS改性沥青的手艺指标见表1。

SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

橡胶改性沥青

本文使用的橡胶改性沥青的手艺指标见表2。

SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

矿粉

本文使用集料所有为石灰岩，矿粉由石灰岩磨制而成，手艺指标见表3。

SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

集料

本文接纳石灰岩矿料举行试验，并且凭证规范要求对矿料的性能指标举行检测，集料的手艺指标见表4。

级配

本次试验接纳的级配为中面层常用的AC-20型，调解通过率和中值以知足规范要求，并参考现实生产常用级配。级配曲线如图1所示。

SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

体积指标及路用性能测试

连系工程现实履历，本次试验选取油石比为6.0%，检测该油石比下SBS改性沥青、橡胶沥青AC-20型混淆料的各项体积指标，并测试其高温性能、低温性能、水温性能及疲劳性能。

马歇尔体积指标测试

对油石比为6.0%的2种沥青混淆料的体积指标举行磨练，相关试验效果见表5、6。

SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

SBS改性沥青与橡胶改性沥青作中面层质料的较量与选择

路用性能指标测试

对油石比为6.0%的2种沥青混淆料的各项路用性能指标举行磨练，相关试验效果见表7、8。

由体积指标及路用性能测试效果可看出，在该级配及油石比下，2种沥青混淆料的体积指标及路用性能知足规范要求，需连系工程现实需求剖析各项性能的优劣。

质料比选

高温性能比选

从表7、8中可以看到，橡胶改性沥青混淆料的动稳固度稍高于SBS改性沥青混淆料。橡胶颗粒在高温状态下与沥青充分混淆后，使沥青软化点提高，黏度增添，从而使高温性能体现更优；另一方面，橡胶颗粒体积会显著转变，橡胶颗粒间的距离缩短，爆发黏聚，形成交联网络。橡胶网络间的相互作用限制了沥青的流动，提高了沥青的内聚力，使沥青的性能获得quan面改善[15-16]。因此，SBS橡胶粉复合改性沥青能够在高温条件下对抗行车荷载的重复作用爆发的变形，使沥青的高温性能获得了很大的提高，增强了沥青混淆料的抗车辙能力。

低温性能比选

从表7、8中可以看出，橡胶改性沥青混淆料的zui大弯曲应变高于SBS改性沥青混淆料，拥有更好的低温抗开裂能力。由于橡胶改性沥青中含有橡胶因素，这是苯乙烯和丁二烯的共聚物，其内部分子之间的作用力相对较小，分子链毗连较量松散，分子间容易爆发流动变形[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，内部分子链毗连细密，沥青就体现为相对较硬。橡胶的可塑性使橡胶改性沥青混淆料的低温抗裂性能更优。别的，橡胶粉来自轮胎，其设计低温性能要显著优于SBS改性剂。因此，在低温条件下添加橡胶后的改性沥青相对SBS改性沥青具有越发优异的低温变形能力。

水稳固性能比选

SBS改性沥青混淆料冻融劈裂强度比大于橡胶改性沥青混淆料，其水稳固性更优。这主要是由于加入SBS后结构比橡胶沥青更稳固，从而增添了沥青与集料之间的黏附力，提高了沥青胶浆的破损强度。

疲劳性能比选

橡胶改性沥青混淆料的疲劳性能显着优于SBS改性沥青混淆料，这在一定水平上也由于橡胶沥青胶结结构比SBS沥青的立体网状结构更具弹性，能够遭受较多次数的循环荷载。

结语

通过上述指标比照剖析，效果如下：

(1)对用作中面层质料的SBS改性沥青及橡胶改性沥青AC-20混淆料举行体积指标及路用性能测试，效果均知足相关规范要求。

(2)橡胶改性沥青AC-20混淆料在高温稳固性、低温抗裂性、抗疲劳性能方面均强于SBS改性沥青混淆料，当原路段车辙及开裂等病害严重时，应优先使用橡胶改性沥青混淆料。橡胶颗粒在高温状态下与沥青充分混淆后，体积显著转变，使其间距缩短，爆发黏聚，形成交联网络，提高了沥青的内聚力，使沥青的性能获得quan面改善；且橡胶改性沥青中含有橡胶因素，是苯乙烯和丁二烯的共聚物，与SBS改性沥青相较量软，其可塑性使橡胶改性沥青混淆料的低温抗裂性能更优。

(3)SBS改性沥青混淆料的水稳固性优于橡胶改性沥青混淆料，当路段有较多水损害，对水稳固性有较高要求时，可思量使用SBS改性沥青混淆料。

参考文献：

[1]雷强,张映雪,何纯,等.基于高温稳固性能的沥青路面中面层级配设计研究[J].湖南交通科技,2017,43(4):69-72,80.

[2]宋家楠,黄治冶,徐向辉.胶粉/SBS 复合改性沥青与 SBS 改性沥青、橡胶沥青的基天性能较量研究[J].北方交通,2012(7):3-5.

[3]刘斌,胡省.废橡胶粉/SBS 复合改性沥青手艺性能研究[J].公路工程,2019,44(6):257-260.

[4]王忠锋,左连滨,穆岩.高模量沥青混凝土的路用性能指标及应用[J].筑路机械与施工机械化,2017,34(8):62-66.

[5]王勤芳,曾海,杨耀.基于沥青 SARA 组成的 SBS 改性沥青高温性能研究[J].石油科学转达,2019,4(4):440-449.

[6]孔令车.高速公路建设中的 SBS 改性沥青混凝土路面施工手艺[J].四川水泥,2019(11):27.

[7]刘吉睿.橡胶沥青路面施工手艺[J].交通天下,2019(33):52-53.

[8]于丽梅,陈志国.废旧胶粉与 SBS 复合改性沥青稳固性剖析[J].公路,2019,64(7):267-270.

[9]黄卫东,钟皓白,李本亮,等.差别疲劳试验中改性沥青混淆料疲劳性能比照[J].修建质料学报,2019,22(1):149-153.

[10]张红春.橡胶/塑料复合改性沥青及混淆料的流变性能[J].筑路机械与施工机械化,2017,34(3):58-62.

[11]王笑风,吕小武,禇付克,等.差别类型橡胶粉与 SBS 复合改性沥青的性能特征剖析[J].硅酸盐转达,2019,38(11):3695-3702.

[12]姚欢,曾迪,宋小金.聚合物改性沥青高温路用性能剖析[J].山东交通科技,2019(5):64-67.

[13]梁志豪,邢明亮,李祖仲,等.短期老化要领对沥青性能评价的适用性[J].筑路机械与施工机械化,2019,36(9):23-29.

[14]王任翔,叶亚丽,江志远,等.废橡胶粉细度对胶粉干法微表处混淆料性能的影响[J].筑路机械与施工机械化,2017,34(6):58-61.

[15]黄卫东,郑茂,唐乃膨,等.SBS 改性沥青高温性能评价指标的较量[J].修建质料学报,2017,20(1):139-144.

[16]曾三海,曾立,梁称.SBS 改性沥青胶料性能的影响因素及缘故原由剖析[J].新型修建质料,2019,46(5):134-136.

[17]黄卫东,傅星恺,李彦伟,等.SBS 类改性沥青低温性能评价及指标相关性剖析[J].修建质料学报,2017,20(3):456-463.

全文完宣布于《筑路机械与施工机械化》2020年第37卷

通讯作者：徐世法(1963-)，男，北京人，教授，博士研究生导师，主要从事蹊径工程研究

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