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95NO.3/JUNE.2023交通建设与管理 影响有影响的人 冻融循环作用下沥青混合料低温性能研究李 芬（石家庄市三环路管护中心，河北 石家庄 050000）摘要：为研究沥青混合料在冻融循环作用下的低温抗裂性能，通过对原材料检测，并设计三种不同沥青混合料级配，对其进行高温性能、水稳定性检测，所得结果符合施工要求。通过小梁弯曲试验得出，在冻融循环作用下橡胶改性沥青具有更好的抗冻性能，通过间接拉伸试验得出，在冻融循环作用下 SBS 改性沥青具有更好的低温抗冻性能，可用于路面施工当中。关键词：高温稳定性；SBS；低温性能；沥青路面中图分类号：U414 文献标识码：B 文章编号：1673-8098（2023）03-095-030 引言相对于水泥混凝土路面，沥青路面因具有行车舒适、噪音低、施工养护方便等优点，被广泛应用于高速公路建设中。不过，由于车辆逐渐增加、路面长期使用，使得沥青路面材料性能降低，路面易出现车辙、裂缝、推移等路面病害。我国东北地区具有夏季高温、冬季降雪的天气特征，导致该地区沥青路面常年伴随着冻融循环、低温等环境条件，影响沥青路面使用性能，缩短道路使用寿命1,2。低温情况下引起路面裂缝主要原因是冻融循环现象频繁交替，国内外研究人员对冻融循环所引起的病害已经进行相关研究，但对低温引起开裂的研究还不够深入。本文从实际工程出发，研究冻融循环下沥青混合料低温性能，为道路建设提供技术指导。1 原材料性能检测1.1 沥青本文采用 90#基质沥青、SBS 改性沥青、橡胶改性沥青三种沥青进行混合料性能检测及低温性能评价，检测结果见表13。由上述实验结果可知，所选沥青性能均满足规范要求，可用于施工。1.2 粗集料性能检测粗集料在沥青混合料中起骨架作用，本文根据公路路面基层施工技术细则（JTG/T F202015）对其物理性质进行检测，检测其各项物理指标是否满足施工规范。经检测，所选用表 1 90#基质沥青技术指标试验项目检验结果技术要求试验方法针入度（25,5s，100g）/mm67.260 80T 0604软化点/48.1 46T 0606延度 10/cm4420T 0605延度 15/cm141100T 0605闪点/337260T 0611密度（15）/（g cm-3）1.024实测结果T 0603溶解度/%99.7 99.5T 0607RTFOT 后残留物质量变化/%-0.230.8T 0610残留针入度比（25）/%23 61T 0604残留延度（10）/cm11 6T 0605残留延度（15）/cm3215T 0605表 2 SBS 改性沥青技术指标检测项目检测结果技术要求试验方法180旋转黏度（Pas）3.12.0 5.0T 062525针入度（0.1mm）47.330 60T 0604软化点（）75 60T 0606弹性恢复（%）69 60T 06625延度（cm）325T 0605表 3 橡胶改性沥青技术指标指标试验数值试验方法规范要求针入度（25，100g，5s）65.1针入度试验25软化点82环与球软化点法57177黏度（Pas）2.3黏度试验1.54.025弹性恢复（%）80延度试验 605延度（cm）325T 060596 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 的粗集料满足施工要求。1.3 细集料性能检测细集料在沥青混合料中起填充作用，保证沥青混合料强度，本文根据公路路面基层施工技术细则（JTG/T F202015）对其物理性质进行检测。经检测，所选用的细集料满足施工要求。2 沥青混合料配合比性能验证本文为验证所设计配合比是否满足施工要求，能否用于实际工程中，对 90#基质沥青混合料、SBS 改性沥青混合料和橡胶沥青混合料分别进行高温稳定性、水稳定性及渗水性等路用性能检测，分析不同沥青混合料对路用性能的影响。2.1 高温稳定性高温稳定性是沥青混合料在高温下及车辆荷载反复作用下抵抗永久变形的能力3，本文通过车辙试验研究沥青混合料高温性能，以动稳定度为评价指标。对 90#基质沥青、橡胶改性沥青及 SBS 改性沥青三种沥青混合料制作 300mm300mm50mm车辙板进行车辙试验，碾压速度为 45 次/min，对三种类型试件进行三组平行试验，试验结果见表 4。由表 4 可知，90#基质沥青混合料动稳定度为 1924 次/mm，橡胶改性沥青混合料动稳定度为 3958 次/mm，SBS 改性沥青混合料动稳定度为 4231 次/mm，三种沥青混合料动稳定度均满足试验规范要求，在高温情况下具有较好的抗车辙能力。在动稳定度数据来看，SBS 改性沥青混合料最高，说明三者中，其高温性能最强，在东部地区施工时可采用 SBS 改性沥青混合料来提高路面高温性能及路用寿命。2.2 水稳定性检测按照实验规范，对 90#基质沥青、橡胶改性沥青及 SBS 改性沥青混合料制作直径为 100mm、高为 64mm 的标准试件进行浸水马歇尔试验，验证沥青混合料水稳定性能，试验结果见表 5。由表 5 可知，90#基质沥青混合料残留稳定度为 85.5%，橡胶改性沥青混合料残留稳定度为 95.4%，SBS 改性沥青混合料残留稳定度为 90.5%，三种沥青混合料残留稳定度均满足规范要求。其中橡胶改性沥青混合料水稳定性最好，其次 SBS 改性沥青混合料，最后是 90#基质沥青混合料。这说明在实际工程应用中，可选用改性沥青提高路面抗水性能。3 冻融循环作用下沥青混合料低温性能研究沥青混合料低温性能是指沥青混合料在低温情况下抵抗路面开裂的重要性能，也是中国东北地区路面设计时需考虑的重要因素。本文采取小梁弯曲试验和间接拉伸试验对经过多次冻融循环的三种沥青混合料试件进行低温性能检测。3.1 小梁弯曲试验对多次冻融后的 90#基质沥青、橡胶改性沥青和 SBS 改性沥青三种沥青混合料进行小梁弯曲试验，试验结果见表 6。表 6 小梁弯曲试验数据表冻融次数弯拉应变（）90#基质沥青橡胶改性沥青SBS 改性沥青028123351320442657318730758257331722964122431301229581624283009287720239130002869由上述数据可以看出，随着循环次数增加，三种沥青混合料弯拉应变随之降低。在前 12 次循环中，三种沥青混合料弯拉应变降低明显，12 20 次循环过程中降低趋势逐渐平稳。在相表 4 车辙试验数据表沥青混合料类型）动稳定度（次/mm）实测结果 1实测结果 2实测结果 3平均结果 2规范要求90#基质沥青19011953191819241000橡胶改性沥青40213875397839583000SBS 改性沥青41224305426642313000表 5 浸水马歇尔试验结果混合料类型标准稳定度（kN）浸水后稳定度（kN）残留稳定度（%）规范要求90#基质沥青9.718.5385.580橡胶改性沥青11.7711.2395.485SBS 改性沥青14.3112.9590.58597NO.3/JUNE.2023交通建设与管理 影响有影响的人 同循环次数中橡胶改性沥青混合料弯拉应变最大，20 次循环次数之后，90#基质沥青混合料弯拉应变降比为 14.97%，橡胶改性沥青混合料弯拉应变降比为 10.4%，SBS 改性沥青混合料弯拉应变降比为 10.5%。说明橡胶改性沥青在多次循环后性能降幅最小，在季节性冰冻区域可用橡胶改性沥青混合料用于施工，可提高路面抗冻性能，减少路面裂缝产生。3.2 间接拉伸试验对多次冻融后的 90#基质沥青、橡胶改性沥青和 SBS 改性沥青三种沥青混合料进行间接拉伸试验，试验结果见表 7。表 7 间接拉伸试验数据表冻融次数间接拉伸强度（MPa）90#基质沥青橡胶改性沥青SBS 改性沥青01.761.982.2341.531.872.1781.511.762.09121.321.691.85161.291.601.69201.221.561.58由上述数据可知，随着循环次数增加，三种沥青混合料间接拉伸强度逐渐降低，在前 12 次循环中，三种沥青混合料间接拉伸强度明显降低，12 20 次循环过程中降低趋势逐渐平稳。在相同循环次数中，SBS 改性沥青混合料间接拉伸强度最大。20 次循环次数之后 90#基质沥青混合料间接拉伸强度降比为30.7%，橡胶改性沥青混合料间接拉伸强度降比为 29.1%，SBS改性沥青混合料间接拉伸强度降比为 21.2%。这说明，改性沥青可提高路面低温性能，其中 SBS 改性沥青在多次循环后性能降幅最小，在季节性冰冻区域可用 SBS 改性沥青混合料用于施工，可提高路面抗冻性能，减少路面裂缝产生。4 结论本文研究冻融循环下不同沥青混合料低温性能，通过室内试验得出以下结果：（1）通过设计90#基质沥青混合料、橡胶改性沥青混合料、SBS 改性沥青混合料三种沥青级配，对其分别进行高温稳定性试验及水稳定性试验，得出所设计级配均满足施工规范。（2）通过小梁弯曲试验得出，在冻融循环作用下橡胶改性沥青具有更好的抗冻性能，在施工中可减少裂缝。（3）通过间接拉伸试验得出，在冻融循环作用下 SBS 改性沥青具有更好的低温抗冻性能，可用于路面施工当中。参考文献1张一奔，徐飞，郑山锁.冻融损伤混凝土研究综述J.混凝土，2021（3）：10-14.2 赵军林.冻融循环作用下沥青混合料低温性能及力学特性研究 D.兰州：兰州理工大学，2021.3 许西淼.季冻区再生沥青混合料低温性能研究 D.长春：吉林建筑大学，2019.改善路面各项使用性能。目前，该工程的 SMC 改性沥青超薄罩面施工已经顺利完成，经检查确认，各项技术指标均能达到规范和设计的要求，说明以上施工技术合理可行，值得类似工程参考借鉴。参考文献1 周丁丁，胡好枝.SMC 改性沥青超薄罩面施工技术要点 J.交通世界，2020，11（33）：10+14-15+154.2 王志国.高粘结改性沥青技术性能及超薄磨耗层罩面技术应用价值研究 J.粘接，2020，41（2）：38-41+129.3 马福强.高速公路养护中 SMC 改性沥青超薄罩面的应用研究 J.交通世界，2019，10（12）：62-63.4 张长福.SMC 超薄罩面技术在青海柳格高速万丈盐桥的应用 J.青海交通科技，2018，11（4）：55-60.5 龚小波,张波,高成伦.SMC 改性沥青超薄罩面在达陕高速公路养护中的应用 J.低碳世界，2017，10（13）：176-177.（上接第 133 页）