RCA改性劑對SMA-13瀝青混合料路用性能的影響研究

張宏敏

摘要：文章為評價復配雙改性劑RCA對瀝青混合料路用性能的影響，對RCA-SMA-13改性瀝青混合料的高溫性能、水穩定性及低溫性能進行試驗，并與SBS-SMA-13混合料進行對比分析。研究結果表明RCA改性劑對瀝青混合料的高溫性能有一定提升，但在水穩定性及低溫性能方面，與SBS改性瀝青混合料處于同一水平。由于RCA改性劑造價較SBS更低，因此有一定的應用研究價值。

關鍵詞：道路工程;復配雙改性劑;RCA-SMA-13;路用性能

中圖分類號：U416.217文獻標識碼：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.023

文章編號：1673-4874（2021）01-0081-03

0引言

當前我國高等級公路路面用瀝青多為改性瀝青，即在基質瀝青中加入改性劑，提升了瀝青在高、低溫等方面的性能。改性瀝青的應用在大大改善我國瀝青路面使用質量的同時，也豐富了我國瀝青路面的設計及施工工藝。

我國路面目前使用的聚合物改性劑主要有SBS、SBR、EVA、PE等，SBS屬熱塑性橡膠類，SBR屬橡膠類，EVA、PE屬熱塑性樹脂類。而復配雙改性劑RCA主要是以天然瀝青和納米高分子材料進行精加工而成。其中天然瀝青性質極其穩定，耐老化性能好，與基質瀝青相容性好;而納米高分子材料的比表面積極大，表面活性更高，使得瀝青路面更適用于高溫、重載等較為嚴苛的交通條件。拌和瀝青混合料時，與SBS改性劑直接加入瀝青進行“濕拌”不同，RCA改性劑先與集料進行“干拌”，之后再向拌缸中投入瀝青。本文主要研究RCA改性劑對SMA瀝青混合料路用性能的影響。

1原材料及配合比設計

1.1原材料

本文試驗采用的瀝青有兩種，70^#基質瀝青用來和RCA改性劑一同制備瀝青混合料，同級配下，用SBS改性瀝青制備混合料作為對比研究對象。RCA改性劑由路冠科技公司提供，摻量為瀝青混合料的1%。上述各種材料的性能指標分別見下頁表1～4。

1.2確定最佳油石比

粗、細集料均使用四川峨邊玄武巖，合成級配曲線見圖1。

對于SBS-SMA-13，顆粒纖維摻加量為瀝青混合料的64%;對于RCA-SMA-13，RCA摻加量為瀝青混合料的1%，顆粒纖維摻加量降為0.3%。馬歇爾試驗結果見表5。

根據表5的試驗結果，確定SBS-SMA-13和RCA-SMA-13的最佳油石比分別為5.9%和5.7%。可以發現，當摻加RCA改性劑時，在一定程度上可以降低油石比，減少瀝青的使用。

2路用性能

2.1高溫性能

采用動穩定度指標來評價瀝青混合料的高溫穩定性。試驗溫度為60℃，輪壓為0.7MPa，碾壓速度為42次/min。試驗結果見表6。

由表6可以看出，兩種SMA-13混合料均能滿足要求，且遠大于《公路瀝青路面施工技術規范》（JTGF40-2004）中對SMA改性瀝青混合料動穩定度的技術要求。同時可知，相比于SBS改性瀝青混合料，RCA改性瀝青混合料的動穩定度得到了較大的提升，說明其抗車轍能力優于SBS改性瀝青混合料。主要是因為RCA由天然瀝青和納米高分子材料組成，在拌和過程中，RCA因為溫度變化發生反應，增強了瀝青稠度，提高了瀝青的粘聚力。

2.2水穩定性

采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來評價SMA-13瀝青混合料的水穩定性。試驗結果見表7。

由表7可知，兩種SMA-13瀝青混合料的殘留馬歇爾穩定度和凍融劈裂殘留強度比相差不大，且均能滿足規范設計要求，二者均有良好的水穩定性。

2.3低溫性能

破壞彎拉應變僅能單一地反映瀝青混合料在低溫荷載作用下抵抗變形的能力，而無法反映溫度荷載的作用。近年來，已有研究采用彎曲應變能評價低溫性能，這種評價方法充分考慮了材料的溫度荷載和變形，更能貼切地表達混合料的抵抗低溫的能力，彎曲應變能密度函數為。在實際進行混合料的低溫彎曲試驗時，獲得的曲線為荷載-位移曲線，對該曲線進行擬合并積分，可獲得荷載達到最大值以前曲線下方的包絡面積，此面積即為混合料完全開裂破壞所需要的彎曲應變能（見圖2）。兩種混合料的低溫彎曲試驗結果見表8。

由表8中的試驗結果可知，在級配相同的情況下，兩種混合料的抗低溫性能處于同一水平。同時，普通瀝青混合料的低溫彎曲破壞應變較小，RCA改性劑的加入對基質瀝青在混合料中的性能表現有明顯提升。

3結語

（1）在保持同樣級配，并滿足瀝青混合料設計要求的前提下，RCA改性劑的加入可在一定程度上降低油石比。

（2）RCA改性劑對瀝青混合料的高溫性能有較大改進，可使其動穩定度值提高約22%，在夏季炎熱地區有廣闊的應用前景。在水穩定性及低溫性能方面，RCA改性瀝青混合料與SBS改性瀝青混合料處于同一水平。

（3）由于RCA改性劑價格較SBS更加低廉，拌和工藝簡單，且在級配良好的情況下可以降低瀝青用量，因此，RCA改性劑在路面材料領域有一定的應用價值。

參考文獻

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