AC‐20 SBS改性瀝青推移研究

(濰坊市公路工程監理處， 山東 濰坊 261000)

1 路面推移病害分析

經過實地調查濰坊地區的公路，發現推移過程都是發生在高溫季節，與車輛重載，混合料材料有關。

（1)高溫穩定性

每年的7～8月份，在一些重載交通路段，停車場，收費站，長大縱坡等會出現很多路面推移病害。車輛瞬時的剪切0.6mpa～0.8mpa，車輛的反復沖擊力的疊加形成變形累積,路面就會產生較大的剪切變形而形成推移。

（2）荷載的影響

交通條件對瀝青路面高溫的性能的影響可以歸結為荷載、渠化交通等。路面車轍或者推移擁抱的最主要的因素就是超載，如果正好是高溫天幾天之內就會形成較大的變形累積，因為路面材料受力是服從冪級數增長。

（3）混合料高溫性能的影響

現在的路面材料密集配瀝青混合料AC類占了絕大部分。本文選取AC-20密集配瀝青混合料。AC-20級配4.75 mm篩孔的細集料占38%-58%，明顯偏多，并將瀝青用量控制在4.0% -6.0%，瀝青混合料呈懸浮密實型結構，在高溫季節或重載車作用下易出現車轍。

濰坊地區推移病害分析

2 SBS改性瀝青混合料組成

2.1 改性劑的選擇

將SBS、PE, EVA等常用的改性劑制作瀝青混合料，他們的實用效果如下圖

不同改性劑對瀝青的改性效果

上述四種改性劑的效果結論如下

高溫穩定性:SBS使軟化點提高最多，即 SBS>SBR>EVA>PE;

低溫抗裂性:SBS使5℃延度大幅度增大，SBR增加幅度比SBS小，而PE使延度降低，EVA使延度略有增大;

SBS改性瀝青抗變形能力最佳，SBR比SBS效果差，PE沒有效果，EVA效果太差。

60℃粘度:SBS增加最大，其次是PE, EVA, SBR;

對比得出，PI: SBS使PI效果明顯，接下來是EVA, PE, SBR

SBS具有無可比擬的性能優勢，無論是高溫性，抗變形，具有很好的改變瀝青延展性的效果。現在世界范圍內廣泛采用SBS改性劑。

2.2 SBS改性瀝青混合料的作用機理

星型SBS的結構為:

SBS改性聚合物是以微粒狀態存在，大部分的SBS改性物溶解于瀝青質之中，改性瀝青混合物，總共有三種狀態，他們的相互作用如圖所示

2.3 混合料目標配合比設計

實驗室進行配合比設計，采用馬歇爾實驗，進行馬歇爾實驗得出瀝青混合料的技術指標有，穩定度，流值。馬歇爾實驗具有操作簡單，廣泛使用便于操作等優點。

初擬4個AC-20級配，如表。在油石比為4..8%條件下，制備馬歇爾試件，根據控制空隙率在4.0%-4.5%范圍內確定試驗的最佳級配，試驗結果見表 按照確定的設計級配，分別采用4.0%, 4.4%, 4.8%, 5.2%5.6%五個油石比成型馬歇爾試件。試件的穩定度，密度，等相關實驗如下圖所示

油石比—穩定度關系 油石比—VMA關系

油石比—VFA關系 溫度—動穩定度關系

路用實驗，測出的實驗結果如下

混凝土合料路用性能檢驗結果

S-YS溫度和動穩定度實驗數據回歸分析數據

主要結論:

本文通過重復單軸貫入試驗對AC-20 SBS瀝青混合料材料的剪切疲勞特性進行了研究，分析了瀝青混合料試件在半正弦動態荷載作用下的剪切疲勞過程，針對瀝青混合料剪切疲勞壽命的不同影響因素設計并進行了室內試驗。通過上述試驗、分析和研究，主要得出以下結一論:

通過對參照組及試驗組試件進行重復單軸貫入試驗，發現重載超載現象對一瀝青混合料及瀝青路面的抗剪疲勞壽命具有十分顯著的影響。

AC-20 SBS改性瀝青混合料相對AC基質瀝青混合料，其剪切疲勞壽命具有顯著提高，提高了接近兩倍，改性瀝青混合料在剪切疲勞性能方面遠遠優于基質瀝青混合料。

剪切疲勞性能與改性瀝青混合物的孔隙率呈現負相關關系，瀝青混合料的孔隙率越高，疲勞壽命越低，可能孔隙率增大僅僅1%但是剪切疲勞壽命的降低甚至達到幾千次。

兩種不同形式的瀝青路面在剪應力最大處的剪切疲勞變形量存在不同，普通AC-20瀝青路面的變形量相對較大，AC-20 SBS瀝青路面的剪切變形較小，適用于對剪切疲勞性能要求較高的瀝青路面結構設計。