孟本文，于遠建，張建男，陳劍漢，江乾河，王光明

（中國建筑第七工程有限公司，河南鄭州 450000）

隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展，使大型化車輛、重載以及超載車輛日益增長，該現(xiàn)象造成以往的路面質(zhì)量不足以支撐現(xiàn)有交通的實際需求。為解決交通量過多引發(fā)的多種問題，市政道路對路面的要求越來越高。如何加強路面的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性以及低溫抗裂性等問題，成為市政道路施工者重點關(guān)注的焦點之一。SBS改性劑具有耐高溫、抗低溫的優(yōu)勢，粘結(jié)能力強且韌性較好。因此，利用SBS的優(yōu)勢對瀝青混合料的級配進行研究與設(shè)計，濁試不同含量的SBS改性劑對混合料穩(wěn)定性的影響程度，以期為道路施工建設(shè)提供更具穩(wěn)定性的解決方案。

1 SBS改性瀝青混合料的級配選擇與設(shè)計

為保證市政路面的性能穩(wěn)定性，通過對瀝青混合料進行級配設(shè)計進行實現(xiàn)。通常情況下，瀝青混合料按照級配的不同可分為兩大類：連續(xù)級配和間斷級配。我國在市政道路施工建設(shè)中通常選擇瀝青作為主要路面，而對瀝青路面的上面層進行選擇時，大多采用密集配AC-16、AC-13或者間斷級配SMA的瀝青混合料類型，結(jié)合實際情況選用AC-16級配類型作為瀝青路面的上面層［1］。

1.1 粗集料、細集料

SBS改性瀝青混合料的內(nèi)摩擦角可直接影響其高溫穩(wěn)定性，其原因為：隨著SBS改性瀝青混合料的內(nèi)摩擦角不斷增大，可使集料間各分子聚集在一起，并產(chǎn)生較強的嵌擠作用，從而提升SBS改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。市政道路選用SBS改性材料作為上面層時，要求集料需要具有較強的抗壓碎能力。因此，對粗集料進行級配選擇時，主要采用堅硬的、粗糙的、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料。對于碎石進行處理時，可采用錘擊式或者錐式碎石機進行破碎，通過該方式有利于提升改性材料的抗壓碎能力。而花崗巖、石英巖等酸性巖石的各方面性質(zhì)皆符合市政道路的施工要求，但是該巖石與瀝青之間的粘附性較差，需要進行石灰、水泥等材料的添加。對細集料進行級配選擇時，由于細集料的機制砂主要選用堅硬巖石經(jīng)過反復破碎等程序而成，故該材料的性能更符合市政道路的施工建設(shè)［2］。

1.2 礦粉

為提升瀝青混合料的吸附作用，可在瀝青混合料的制作過程中添加礦粉，而粗集料與細集料可通過瀝青與礦粉的結(jié)合料形成一個整體。礦粉添加過程中應(yīng)注意控制含量，若礦粉含量過少，可造成瀝青混合料的粘稠度較低；若礦粉的含量過多，可使瀝青混合料出現(xiàn)膠泥成團現(xiàn)象，最終導致路面出現(xiàn)膠泥離析等嚴重后果。因此，精準控制礦粉的含量對于SBS改性瀝青混合料的配比至關(guān)重要［3］。

為了強化瀝青混合料的粘附性，要求礦粉的親水系數(shù)應(yīng)小于1、細度小于0.075mm的礦粉含量控制在75%左右。由于礦粉經(jīng)過拌合機攪拌后可產(chǎn)生大量粉塵，不利于市政道路的施工建設(shè)，對路面的性能可產(chǎn)生較大影響，為此該粉塵不可回收利用。通過試驗表明，將粉塵回收利用可使車轍試驗的動穩(wěn)定度以及馬歇爾試驗的穩(wěn)定度均出現(xiàn)不同程度的降低。為解決大量礦粉粉塵的產(chǎn)生，而使市政道路建設(shè)成本上漲的問題，應(yīng)嚴格控制粗集料以及細集料的含泥量，并將礦粉放置于干燥、潔凈的地方進行儲存，該方式有利于最大限度地降低粉塵對改性材料質(zhì)量的影響。

1.3 礦料級配設(shè)計

對SBS改性瀝青混合料進行礦料級配設(shè)計時，選用密級配AC-16C型瀝青混合料作為市政道路的上層面，并將最大理論密度線標準級配赫爾多級嵌擠密級配理論作為該設(shè)計的核心。最終將SBS改性瀝青混合料礦料配比設(shè)計為：10～20 mm碎石：5～10 mm碎石：石屑：砂：礦粉=40：10：26：18：6。上層面AC-16C型瀝青混合料礦料級配組成見表1［4］。

表1 上層面AC-16C型瀝青混合料礦料級配組成表Table 1 Mineral gradation composition of AC-16C asphalt mixture in upper layer

2 市政道路施工中SBS改性瀝青混合料 配合比設(shè)計

由于瀝青的含量對于SBS對瀝青混合料的性能具有重要影響。因此，采用馬歇爾試驗法對瀝青的最佳用量OAC進行確定，與基質(zhì)瀝青的相對密度相比，摻加5% SBS的改性瀝青混合料的相對密度為0.990，而基質(zhì)瀝青的相對密度為0.995。馬歇爾試驗進行過程中，分別采用不同的油石比對瀝青混合料進行配制，SBS改性瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗數(shù)據(jù)見表2［5-6］。

表2 SBS改性瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗數(shù)據(jù)Table 2 Machiel stability test data of SBS modified asphalt mixture

3 SBS對瀝青混合料路用性能的影響

3.1 高溫穩(wěn)定性

為了驗證SBS改性劑對瀝青混合料性能的影響，分別選用殼牌90以及殼牌90+5%SBS類型的瀝青進行AC-16C型混合料車轍試驗。其試驗結(jié)果表明，隨著不同含量的SBS改性劑逐漸摻入，使該材料的車轍動穩(wěn)定度達到3997次/mm，使混合料的動穩(wěn)定度提升了3.6倍，并且經(jīng)過改性的混合料在高溫狀態(tài)下的抗流動變形性以及穩(wěn)定性得到明顯提高，可在溫度高達20～30 ℃的環(huán)境下保證自身穩(wěn)定性。試驗結(jié)果表明，改性SBS使混合料的高溫穩(wěn)定性得到明顯改善，滿足不同氣候條件下市政道路的實際需求［7-8］。

3.2 低溫抗裂性

市政道路施工過程中主要采用瀝青作為主要路面，但氣候過于寒冷時，可使混合料的溫度應(yīng)力超過該材料的極限強度、溫度應(yīng)變超過極限拉伸，此時路面出現(xiàn)低溫開裂現(xiàn)象。為驗證SBS改性瀝青混合料的低溫抗裂性，采用低溫彎曲試驗進行評價。試驗結(jié)果顯示，經(jīng)過改性后的混合料在極限抗彎拉強度、應(yīng)變較之前分別提高了51%、47%，但勁度模量只增加了5.5%。對試驗結(jié)果進行分析可知，瀝青混合料的低溫抗裂性在SBS改性劑的支持下得到明顯提高［9］。

3.3 水穩(wěn)定性

由于夏季屬于雨水高發(fā)期，對于市政道路的影響較大，為驗證瀝青混合料水穩(wěn)定性，采用殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比兩種方式對SBS改性瀝青混合料的性能進行驗證。試驗結(jié)果顯示，經(jīng)過改性后的混合料在殘留穩(wěn)定度方面提高了37.6%，凍融劈裂強度比提高了9.8%。該結(jié)果說明SBS改性劑對于瀝青混合料的水穩(wěn)定性具有提升作用，適用于市政道路瀝青路面的上面層施工［10］。

4 結(jié)束語

為驗證SBS改性劑對瀝青混合料路用性能存在的影響，對SBS改性瀝青混合料的各項組成材料進行級配選擇與配合比設(shè)計，選用殼牌90以及殼牌90+5%SBS類型的瀝青進行AC-16C型混合料車轍試驗。研究表明，經(jīng)過改性的瀝青混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及水穩(wěn)定性，將SBS改性瀝青混合料應(yīng)用于市政道路的施工建設(shè)中，可提高市政道路的抗疲勞能力以及應(yīng)變能力，并最大限度地減少路面永久變形，有利于延長市政道路的使用壽命。