３８ 福建建设科技２０１２．Ｎｏ．３ ■建筑材料 沥青改性对粗粒式沥青混凝土的性能影响分析 赵茜（上海市市政工程材料公司［摘上海２０００４１） 要］针对下面层沥青混合料的水稳定性和抗车辙性能进行研究，选择普通沥青、ＳＢＳ改性沥青以及岩沥青改性对粗粒 式沥青混合料ＡＣ２５进行改性，对比其性能的优劣。研究结果表明采用岩沥青改性可以大大提高下面层沥青混合料的性能，是一 种较好的提高长大纵坡以及交叉口区域沥青路面性能的方法。 ［关键词］ 改性沥青 沥青混合料抗车辙性能 水稳定性 Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｍｐａｃｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ Ｃｏａｒｓｅ Ｇｒａｉｎｅｄ Ｔｙｐｅ Ａｓｐｈａｌｔ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｍｏｎ ａｓｐｈａｌｔ，ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ａｎｄ ｒｏｃｋ ｂｉｔｕｍｅｎ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄ ｔｙｐｅ ＡＣ２５ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘ－ ｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｈｏｓｅ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅｉｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ａｓｐｈａｌｔ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｄｏｗｎｈｉｌｌ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ ａｒｅａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ；Ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ；Ａｎｔｉ—ｒｕｔｔｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；Ｗａｔｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ １前言 目前，国内的高速公路基本采用半刚性基层，沥青路面的 车辙的产生绝大部分来源于沥青面层混合料本身，控制了沥 青面层的车辙变形，就可以控制整个路面的车辙变形。 根据路面的结构计算分析，下面层的沥青混凝土处在剪 力区，容易出现剪应力不足的情况而导致车辙的发生。因此， 在研究具有高抗车辙性能的沥青面层混合料时，不仅需要对 沥青上面层混合料进行研究，同时需要对下面层的沥青混合 料在抗高温性能上的特性进行研究，寻求经济合理的方法提 高下面层沥青混合料的抗高温性能。鉴于此，在沥青路面中 下面层的材料选择和配合比设计中，越来越重视沥青的选择、 级配的优化，目的在于减小路面车辙。很多地区在高速公路 中，中面层也开始采用改性沥青，但是对于下面层仍然采用普 通沥青。通常，粗粒式沥青混凝土多用于下面层，其抗车辙性 能以及其它路用性能将会直接影响到沥青路面的整体性能以 及使用耐久性。 ８ｔ３８改性沥青是目前最为常用的沥青改性材料，具有良 好的路面综合性能。近些年来，天然沥青作为改性剂在道路 建设中的应用渐渐进入专家的研究视野。作为沥青的一种， 天然沥青具有得天独厚的性质：与沥青相容性好，性质稳定， 价格低廉。主要包括天然岩沥青、湖沥青等。本文将对用于 下面层的粗粒式沥青混凝土进行不同设计，比较其各项性能， 尤其是高温性能的差异。设计中，除了优选级配以外，更加重 下面层采用ＡＣ一２５混合料，沥青采用韩国ＳＫＴ０号沥 青作为基质沥青，石料均采用石灰岩，填料采用磨细矿粉。对 其各项性能指标的测试结果列于表１至表５。 表１ ＳＫ基质沥青技术指标试验结果 检测项目 针入度（２５℃，５ｓ，１００ｇ） 单位 检测结果 规范要求 ０．１ｍｍ ６１．８ ６Ｏ～７０ 软化点（Ｒ＆Ｂ） １Ｏ℃延度（５ｃｍ／ｍｉｎ） １５℃延度（５ｃｍ／ｍｉｎ） ℃ Ｃｍ Ｃｍ ４７．７ ２７ ＞１００ 《４６ 哎２Ｏ 《ｉ００ ６Ｏ℃动力粘度 闪点 ’ 溶解度（三氯乙烯） 相对密度２５￣Ｃ／２５℃ Ｐａ．Ｓ ℃ ％ ２６４ ２７８ ９９．９ １．Ｏ３ 哎１８０ 哎２６０ ９９．５ ｝ 蜡含量 １．８ ≯２．０ 旋转薄膜 加热试验 １６３℃，质量损失 残留针入度比 ｌＯ℃残留延度 （５ｃｍ／ｍｉｎ） ％ ％ ｍ ０．１８ ８９．５ ８ ≯±０．６ 哎６５ 《６ ５ｈ 表２ ＳＢＳ改性沥青技术指标试验结果 检测项目 软化点（环球法） 延度，５ｃｍ／ｍｉｎ，５℃针入度１００ｇ， （℃） （ｃｍ） ５ｓ，２５￣Ｃ（１／１０ｍｍ） 技术要求 检测结果 ≥６Ｏ ≥２０ ３０￣６０ ７４ ３３．４ ５７．２ 视沥青的改性，选择普通沥青、８ｔ３８改性沥青以及岩沥青改性 沥青等三种材料进行粗粒式沥青混合料ＡＣ２５的性能对比。 ２试验用原材料与级配 ２．１原材料 Ｉ延度５ｃｍ／ｍｉｎ，５℃（ｍ） ≥１５ ㈤”２Ｏ．７ ７３．６ ０ ［一：一Ｉ…Ｉ 人Ｌ 比 ｕ … ）≥６５ … ’…… １损失量 相对密度 静放离析软化点差 运动粘度 １３５０Ｃ溶解度 闪点（开口式） 弹性恢复 ２５￣Ｃ （ ） ≤Ｏ．６ 实测 ≤２．５ ≤３ Ｏ．１ １．０３６ １．８ ２．１７ ９９．７ ３１７ ９５ 采用了普通沥青、ＳＢＳ改性沥青以及岩沥青改性沥青三 种技术方案进行混合料设计与性能验证，从而比较不同改性 方案在性能上的改善，为相关工程提供依据。 １６３￣Ｃ ４８ｈ （℃） （Ｐａ．Ｓ） 作者简介：赵茜（１９７５一），女，上海人，大学本科，工程师，主要从事道路 工程相关研究工作。 （ ） ≥９９．０ （℃） ≥２３０ （ ） ≥７５ 一建筑材料 福建建设科技２０１２．Ｎｏ．３ ３９ 表３岩沥青改性沥青技术指标试验结果（掺量８ ） 取原材料实际筛分结果进行级配设计，计算结果见表５，级配 指标 单位 试验结果 技术要求 曲线如图１所示。可以看出，级配在规范范围内，并且更加接 针入度２５℃，１００ｏ，５ｓ Ｏ．１ ｔｏｎｉ ５１．７ ４０—６Ｏ 近于下限，目的在于提供较好的抗车辙能力。 软化点ＴＲ＆Ｂ，不小于 ℃ ５６．４ ５２．Ｏ 运动粘度１３５℃ Ｐａ．Ｓ １．１２ Ｏ．７０～３．Ｏ 闪点，不小于 ℃ ３１７ ２６０ 溶锯序（＝氢７ 烯）．不小干 ％ ９９．５ ９８．Ｏ 贮存稳定性 ℃ 无明显沉 无明显沉 淀、凝聚 淀、凝聚 相对密度２５℃／Ｚ５℃ １．０２９ 实测 ＴＦＯＴ（或ＲＴＦＯＴ）后残留量 ２．２混合料组配设计 根据规范提供的范围和每档集料的筛分曲线，对现场所 表４各档集料基本性能测试 指标 单位 ’ 检测结果 技术要求 ２６．６～１９ １９～９．５ ９．５～４．７５ ４．７５～２．３６ ２．３６～Ｏ 石料压碎值 １７．５ ≯２４ 洛杉矶磨耗损失 ％ １９．９ ≯２８ 对沥青的粘附性（基质沥青） 级 ４ 《４ 细长扁平颗粒含量 ３．２ ４．８ ５．１ ７．３ ≯１２～１８ 水洗ｄ０．０７５ｍｍ颗粒含量 Ｏ．１ Ｏ．３ Ｏ．４ ０．６ （６．３） ≯１（１０） 细集料的棱角性（间隙率法） （４６．３） 哎（４５） 砂当量 （８９．９） 《（６０） 注：括号中数据为细集料数据 表５ ＡＣ一２５级配设计计算表 筛孔（ｍｍ） ２６１６ ２４ ２２％ ０％ ３５ ３％ ．５～１９．０ １９．Ｏ～９．５ ９．５～４．７５ ４．７５～２．３６ ２．３６～Ｏ 矿粉 合成级配 ３１．５ １００．ＯＯ １００．００ １００．００ １００．００ １ＯＯ．ＯＯ １００．００ １００．０ ２６．５ ８９．８９ １００．ＯＯ １００．００ １００．００ １００．ＯＯ １００．００ ９８．４ １９ ６．４９ ８２．０７ １００．００ １００．ＯＯ １Ｏ０．ＯＯ １００．００ ８Ｏ．７ １６ １．Ｏ１ ５Ｏ．９７ １００．ＯＯ １ＯＯ．ＯＯ １００．００ １００．００ ７２．４ １３．２ ０．１５ ２１．５５ ９９．５Ｏ １００．ＯＯ １００．００ １００．００ ６５．１ ９．５ Ｏ．１Ｏ ２．７４ ７５．７９ １０Ｏ．ＯＯ １００．ＯＯ １００．００ ５５．３ ４．７５ Ｏ．１０ Ｏ．３５ ５．Ｏ２ ７６．６７ ９９．６２ １００．００ ３９．１ ２．３６ Ｏ．１Ｏ Ｏ．３５ １．４７ １２．８７ ７０．７６ １００．００ ２８．２ １．１８ ０．１Ｏ Ｏ．３５ １．４７ ４．１６ ３５．１８ １００．００ １５．７ ０．６ Ｏ．１Ｏ Ｏ．３５ １．４７ ２．１２ ２Ｏ．７５ １００．００ １Ｏ．７ ０．３ ０．１０ Ｏ．３５ １．４７ １．０５ １２．１Ｏ １００．００ ７．７ ０．１５ Ｏ．１０ Ｏ．３５ １．４７ ０．７８ １Ｏ．１８ １００．ＯＯ ７．０ ０．０７５ Ｏ．１Ｏ ０．３５ １．４７ Ｏ．５８ ６．３３ ９２．２Ｏ ５．４ ３粗粒式沥青混凝土ＡＣ２５的设计与性能 ３．３高温稳定性检验 ３．１马歇尔试验确定最佳油石比 按３．９ 的油石比成型试件进行车辙试验，结果列于表 按５个油石比制备试件进行马歇尔试验，根据计算结果 ７。动稳定度要求不小于１０００次／ｍｍ，试验结果满足要求。 结合现场材料及当地的气候条件，确定在ＡＣ一２５组配条件 表７ ＡＣ一２５基质沥青混合料动稳定度试验结果 下沥青混合料的最佳油石比定为３．９ 。 普通沥青 ＳＢＳ改性沥青 岩沥青改性 ３．２水稳性检验 ＡＣ２５ ＡＣ２５ ＡＣ２５ 按３．９ 的油石比进行试件的残留稳定度和冻融劈裂抗 动稳定度（次／ｍｍ） １５１１ ４２７５ ５２３２ 拉强度比测试，结果如表６。残留稳定度和冻融劈裂抗拉强 ４性能对比与结论 度比分别符合８Ｏ 和７５ 的规范要求。 表６中残留稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的测试结果 表６基质沥青混合料残留稳定度试验结果 均表明，采用ＳＢＳ改性沥青以后，沥青混合料的水稳定性最 普通沥青 ＳＢＳ改性沥青 岩沥青改性 佳。采用岩沥青改性沥青与普通沥青成型的沥青混合料具有 ＡＣ２５ ＡＣ２５ ＡＣ２５ 接近的水稳定性，均稍低于ＳＢＳ改性沥青。 残留稳定度（％） ９２．０ ９５．５ ９２．８ 表７中动稳定度的测试结果表明，采用ＳＢＳ改性沥青以 冻融劈裂抗拉强度比（％） ８６．４ ８７．６ ８５．１ 及岩沥青改性的沥青混合料其动稳定度数据要远远高于普通 沥青混合料。 （下转第５７页）
