■林瑞慧

（福建省公路水路建設(shè)投資有限公司，福州 350001）

半剛性基層瀝青混凝土路面作為我國(guó)主要的路面形式，存在的問(wèn)題日益顯現(xiàn)，如達(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)壽命和早期疲勞破壞等[1]。 深入分析瀝青混合料性能是了解路面病害成因和進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)[2]。 要構(gòu)建和完善更符合實(shí)際施工需求的路面設(shè)計(jì)理論，必須全面評(píng)估瀝青混合料的路用性能[3]?，F(xiàn)有研究指出，SBS 改性瀝青的質(zhì)量對(duì)瀝青混合料的路用性能有著顯著影響，并且SBS 的摻量直接關(guān)系到改性瀝青的性能水平。 因此，探究不同SBS 摻量下混合料的路用性能對(duì)于路面工程領(lǐng)域來(lái)說(shuō)具有重要的研究?jī)r(jià)值[4]。

在我國(guó)，高等級(jí)公路的瀝青路面上面層通常采用較為成熟的AC 型（瀝青混凝土）和SMA 型（瀝青瑪蹄脂碎石混合料）瀝青混合料[5]。 在施工過(guò)程中，為了確保路面的耐用性和性能，面層瀝青混合料需要滿足比底基層和中面層更為嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[6]。因此，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的配合比，并對(duì)這些混合料進(jìn)行了高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗疲勞性能、抗剪性能、抗壓性能、抗磨光耐久性的試驗(yàn)，旨在研究SBS 改性劑摻量對(duì)瀝青混合料性能的影響，以期優(yōu)化瀝青混合料的設(shè)計(jì)，提高路面的整體性能，延長(zhǎng)道路使用壽命，提升行車安全性和舒適性。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 瀝青材料

選用的基質(zhì)瀝青為70# 道路石油瀝青，用于制備含有不同SBS 摻量的聚合物改性瀝青。其基本物理性能包括：針入度6.8 mm、軟化點(diǎn)47.5℃、延度41 cm、黏度198.8 Pa·s。

1.1.2 SBS 改性劑

在制備SBS 改性瀝青時(shí)，選用了燕山石化生產(chǎn)的星型SBS4303 和線型SBS1301，研究了不同種類和摻量的SBS 對(duì)改性瀝青性能的影響規(guī)律。相關(guān)的SBS 性能指標(biāo)已詳細(xì)記錄在表1 中。

表1 SBS 聚合物改性劑的技術(shù)指標(biāo)

1.1.3 其他材料

選用木質(zhì)素纖維作為SMA 型瀝青混合料的加筋纖維。 所選用的骨料為漳平浩元玄武巖，其具備高密度、高強(qiáng)度和優(yōu)異耐久性特點(diǎn)，同時(shí)有較多的天然節(jié)理。 作為填料使用的礦粉來(lái)自經(jīng)過(guò)精細(xì)研磨而成的石灰?guī)r，保證礦粉純凈無(wú)雜質(zhì)。

1.1.4 試件制備

采用φ101.6 mm×63.5 mm 圓柱體試件成型，制備前將模具在烘箱中預(yù)熱1 h，將改性瀝青加熱至熔融狀態(tài)。 礦料烘干至恒重，將其放入拌合機(jī)中充分?jǐn)嚢?，拌和溫度依?jù)瀝青的黏度設(shè)置。 拌和完成的瀝青混合料用小鏟再次拌勻，隨后填充到預(yù)熱的模具和套筒中。 在SBS 改性瀝青的制備工藝中，高速剪切攪拌的轉(zhuǎn)速設(shè)定為5 000 r/min，攪拌時(shí)間為40 min，溫度控制在180℃，在低溫?cái)嚢璋l(fā)育階段，時(shí)間設(shè)定為2.75 h。 在SBS 聚合物改性劑的摻量方面，分別進(jìn)行2%、3%、4%、5%和6%的摻量實(shí)驗(yàn)。通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)，參照J(rèn)TG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》，結(jié)合不同油石比下瀝青混合料的各類性能指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)得出，AC-13 型瀝青混合料的最佳油石比為4.96%，SMA-13 型混合料的最佳油石比為6.0%。

1.2 試驗(yàn)方案

1.2.1 高溫穩(wěn)定性測(cè)試

通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)測(cè)得穩(wěn)定度與流值進(jìn)行初步反映，再使用車轍試驗(yàn)?zāi)M現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，測(cè)試瀝青混合料高溫抵抗車轍能力。

1.2.2 水穩(wěn)定性測(cè)試

通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)測(cè)試其浸水殘留穩(wěn)定度來(lái)表征瀝青混合料抗水損害、 抵抗剝落的能力；通過(guò)在飽水狀態(tài)下凍融劈裂試驗(yàn)測(cè)試其凍融劈裂強(qiáng)度比（TSR），評(píng)價(jià)瀝青混合料水穩(wěn)定性。

1.2.3 低溫抗裂性測(cè)試

試驗(yàn)分別比較不同SBS 摻量改性瀝青混合料的老化前與老化后的兩組低溫性能變化。

1.2.4 抗疲勞性能測(cè)試

采用四點(diǎn)彎曲疲勞壽命試驗(yàn)，在疲勞試驗(yàn)機(jī)上對(duì)待測(cè)混合料進(jìn)行重復(fù)應(yīng)變，測(cè)試其疲勞壽命。 試驗(yàn)選用常應(yīng)變加載模式，設(shè)定加載頻率為（10±0.1）Hz，溫度為（15±0.5）℃，恒定應(yīng)變水平600 με，保持連續(xù)偏正弦波的加載波形，直到樣品的彎曲勁度模量降至初始值的一半結(jié)束試驗(yàn)。

1.2.5 抗剪性能測(cè)試

采用單軸貫入試驗(yàn)測(cè)試不同SBS 含量的AC-13 型瀝青混合料的貫入強(qiáng)度，分析評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗剪性能。

1.2.6 抗壓性能測(cè)試

在瀝青混合料高溫條件下，采用單軸壓縮試驗(yàn)確定具有不同SBS 含量的AC-13 型瀝青混合料的單軸抗壓強(qiáng)度，探究瀝青混合料的抗壓性能。

1.2.7 抗磨光耐久性測(cè)試

開(kāi)發(fā)一套路表功能加速磨光機(jī)， 模擬輪胎-路面磨耗作用下的不同SBS 摻量AC-13 型瀝青路面抗滑性能，如圖1 所示。 利用2 個(gè)真實(shí)充氣輪胎在待測(cè)試件表面施加荷載，根據(jù)試件表面構(gòu)造紋理的不同，通過(guò)調(diào)整載荷大小、更換輪胎類型及尺寸，以及改變測(cè)試環(huán)境溫度，來(lái)模擬不同接地壓力條件下的效果。 同時(shí)，在磨耗測(cè)試過(guò)程中，采用灑水和噴砂技術(shù)來(lái)增強(qiáng)磨耗作用，模擬不利工況。

圖1 路表功能加速磨光機(jī)

（1）試驗(yàn)方法。 ①按照J(rèn)TG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中T 0703 方法制備尺寸為300 mm×300 mm×50 mm 的板塊試件。 ②將試件放置于磨光試驗(yàn)試模中，將試件連同試模置于試驗(yàn)機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)上固定。 調(diào)節(jié)工作臺(tái)位置，使試件位于磨光雙輪組正下方并固定工作臺(tái)。 向試件加載2.0 kN，磨光輪胎組位于試件中央部位，啟動(dòng)磨光輪胎組速度控制，使雙輪組以45±2 r/min 的速度對(duì)試件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磨光，工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)方向與試件碾壓方向相同。 開(kāi)啟移動(dòng)工作臺(tái)系統(tǒng)，使工作臺(tái)以4.5 次/min 的速度前后往返移動(dòng)。 ③加速加載磨耗試驗(yàn)一個(gè)磨光時(shí)段時(shí)間約30 min，磨光試驗(yàn)為5 個(gè)時(shí)段，即5 個(gè)時(shí)段試件被輪胎磨光12 000 次。每個(gè)磨光時(shí)段結(jié)束后，用水清洗試件表面，待試件表面干燥后進(jìn)行抗滑性能檢測(cè)。

（2）BPN 數(shù)據(jù)處理。 ①計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)5 個(gè)擺值的平均值，作為該測(cè)點(diǎn)的擺值BPNT，取整數(shù)。 ②擺值溫度修正：當(dāng)溫度為T(mén)（℃）時(shí)擺值BPNT應(yīng)按式（1）換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃。

式中：BPN20為換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)的擺值；BPNT為溫度T 時(shí)測(cè)得的擺值；BPN0為溫度修正值，見(jiàn)表2。

表2 溫度修正值

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 SBS 摻量對(duì)瀝青高溫穩(wěn)定性能的影響

2.1.1 SBS 摻量對(duì)馬歇爾穩(wěn)定度的影響

如圖2 所示， 隨著SBS 含量的增加，AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定性顯著提高， 這歸因于SBS 改性劑增強(qiáng)了瀝青的黏結(jié)作用，從而提升了混合料在高溫條件下的穩(wěn)定性。 然而，當(dāng)SBS 含量達(dá)到4%時(shí)，AC-13 型瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定性的增長(zhǎng)開(kāi)始放緩，表現(xiàn)為曲線上升的斜率減小； 而SMA-13 型瀝青混合料在SBS 含量達(dá)到4%后，其穩(wěn)定性增速雖然減緩，但隨著SBS 摻量的進(jìn)一步增加，穩(wěn)定性的提升速度再次加快，導(dǎo)致曲線呈現(xiàn)先緩后急的走勢(shì)。

圖2 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度的影響

2.1.2 SBS 摻量對(duì)動(dòng)穩(wěn)定度的影響

如圖3 所示，SBS 的加入顯著提升了AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定性能。當(dāng)SBS 含量達(dá)到2%時(shí)，AC-13 型瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度為2 600 次/mm，SMA-13 型瀝青混合料為3 900次/mm。隨著SBS 含量增至5%， 這2 種混合料的動(dòng)穩(wěn)定度分別提高到了6 600 次/mm 和7 300 次/mm。SBS 摻量從2%增至3%時(shí)，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度增幅較小；從3%增至5%時(shí)，增幅顯著；而從5%增至6%時(shí)，增幅減緩。 從試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，4%的SBS 摻量既能保證瀝青混合料良好的高溫性能， 又兼顧了經(jīng)濟(jì)因素，是較為理想的選擇。

圖3 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度的影響

2.2 SBS 摻量對(duì)瀝青水穩(wěn)定性能的影響

2.2.1 SBS 摻量對(duì)浸水馬歇爾穩(wěn)定度的影響如圖4 所示，隨著SBS 摻量的增加，瀝青混合料浸水馬歇爾穩(wěn)定度和浸水殘留穩(wěn)定度也相應(yīng)的不斷提高，但增幅略有不同。 針對(duì)AC-13 型瀝青混合料，SBS 摻量為2%時(shí)浸水馬歇爾穩(wěn)定度約為8.5 kN，SBS 摻量達(dá)到4%時(shí)浸水馬歇爾穩(wěn)定度約為11.5 kN，此時(shí)增幅出現(xiàn)拐點(diǎn)，開(kāi)始下降；當(dāng)SBS 摻量處于2%～5%時(shí)，浸水殘留穩(wěn)定度從86.5%增加至95.5%，且增幅趨于穩(wěn)定，而當(dāng)SBS 摻量大于5%，浸水殘留穩(wěn)定度受SBS 摻量的影響不大。 針對(duì)SMA-13 型瀝青混合料，當(dāng)SBS 摻量為2%時(shí)，浸水馬歇爾穩(wěn)定度約為8.2 kN，浸水殘留穩(wěn)定度約為89.6%；當(dāng)SBS 摻量達(dá)到5%時(shí)，浸水馬歇爾穩(wěn)定度約為11.5 kN，浸水殘留穩(wěn)定度約為93.0%；當(dāng)SBS 摻量在2%～3%時(shí)，瀝青混合料的浸水殘留穩(wěn)定度伴隨SBS摻量的增加而增大，但增幅較小；SBS 摻量從3%開(kāi)始，殘留穩(wěn)定度增幅較大且趨于穩(wěn)定，SBS 含量在2%～6%的范圍內(nèi)，浸水馬歇爾穩(wěn)定度呈現(xiàn)出近似線性的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

2.2.2 SBS 摻量對(duì)混合料凍融前后的劈裂抗拉強(qiáng)度影響

如圖5 所示，瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著SBS 含量的增加而不斷提高。 SBS 摻量為2%時(shí)，AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到1.14 MPa 和0.92 MPa；SBS 摻量增至5%時(shí)，這一數(shù)值分別上升至1.16 MPa 和1.14 MPa。SBS 摻量在2%～3%之間，瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度雖然隨SBS 含量增加而提升，但增幅相對(duì)較??；隨著SBS 摻量的進(jìn)一步增加，增幅擴(kuò)大；在SBS 摻量達(dá)到4%和5%時(shí)，AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度均出現(xiàn)拐點(diǎn)，之后AC-13 型瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度增長(zhǎng)率放緩，而SMA-13 型瀝青混合料則表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)SBS 摻量達(dá)到6%時(shí)，SMA-13 型瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度大致穩(wěn)定在1.15 MPa 左右。

圖5 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度的影響

如圖6 所示，隨著SBS 摻量的增加，瀝青混合料凍融后劈裂抗拉強(qiáng)度和凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比也不斷提高，但AC-13 型瀝青混合料增幅趨勢(shì)基本相同，SMA-13 型瀝青混合料增幅趨勢(shì)略有不同。從凍融后劈裂抗拉強(qiáng)度分析，SBS 摻量為2%時(shí)，AC-13型和SMA-13 型瀝青混合料凍融后劈裂抗拉強(qiáng)度分別為0.91 MPa 和0.78 MPa，隨著SBS 摻量增加，強(qiáng)度增幅逐漸升高；當(dāng)SBS 摻量增至5%時(shí)，二者凍融后劈裂抗拉強(qiáng)度分別為0.985 MPa 和1.00 MPa，增幅開(kāi)始下降。從凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比值來(lái)看，SBS摻量從2%提升至5%期間，AC-13 型瀝青混合料的比值從80%增至85%，SMA-13 型瀝青混合料的比值從84.3%微增至85%。當(dāng)SBS 摻量達(dá)到6%時(shí)，這一比值進(jìn)一步提高至86.5%和90.2%。

圖6 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料凍融劈裂抗拉強(qiáng)度的影響

2.3 SBS 摻量對(duì)瀝青高溫穩(wěn)定性能低溫抗裂性能的影響

如圖7 所示，隨著SBS 摻量的增加，瀝青混合料的低溫最大彎拉應(yīng)變先增大后減少。在SBS 摻量分別為5%和4.5%時(shí)，AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的最大彎拉應(yīng)變達(dá)到峰值。 對(duì)于AC-13 型瀝青混合料，SBS 摻量由2%增至3%時(shí)， 其抗彎拉強(qiáng)度由10.10 MPa 降至9.97 MPa；當(dāng)摻量增至4%，抗彎拉強(qiáng)度回升至10.30 MPa； 隨著SBS 摻量繼續(xù)增加，抗彎拉強(qiáng)度呈現(xiàn)波動(dòng)，但總體上隨著SBS 摻量增加而上升， 波動(dòng)范圍在9.95～10.35 MPa 之間，變化幅度不超過(guò)5%。 相比之下，SMA-13 型瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度隨著SBS 摻量的增加先是上升，在4.5%摻量時(shí)達(dá)到最大值約11.50 MPa，隨后強(qiáng)度下降。 抗彎拉強(qiáng)度的提升通常伴隨著最大彎拉應(yīng)變的增加，從而改善了瀝青的低溫抗裂性能。 因此，在4.5%的SBS 摻量下，SMA-13 型瀝青混合料展現(xiàn)出最佳的低溫抗裂性。

圖7 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料低溫抗彎拉強(qiáng)度和應(yīng)變的影響

如圖8 所示，在低溫環(huán)境中，SBS 摻量增加對(duì)瀝青混合料彎曲勁度模量產(chǎn)生了顯著影響。當(dāng)SBS 摻量從2%增至3%，彎曲勁度模量下降最快。 隨著SBS摻量繼續(xù)提高，試驗(yàn)曲線開(kāi)始趨于平緩。到達(dá)5%的SBS 摻量時(shí)，AC-13 型和SMA-13 型瀝青混合料的彎曲勁度模量降到了最低點(diǎn)，分別為2 550 MPa 和2 660 MPa。 瀝青彎曲勁度模量越小，抵抗變形的能力越好，瀝青的低溫抗裂性就越好，此時(shí)的低溫抗裂性達(dá)到最佳。然而，當(dāng)SBS 摻量繼續(xù)增加，彎曲勁度模量逐漸變大，低溫抗裂性逐漸降低。

圖8 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料低溫彎曲勁度模量的影響

2.4 SBS 摻量對(duì)瀝青抗疲勞性能的影響

如圖9 所示，AC-13 型瀝青混合料的疲勞壽命隨著SBS 摻量增加逐漸增加，初始階段增加較為緩慢，隨后加速，最終趨于穩(wěn)定。 當(dāng)SBS 摻量達(dá)到6%時(shí)，疲勞壽命達(dá)到峰值，約為23 500 次。 但根據(jù)整體曲線的放緩趨勢(shì)可以判斷出，疲勞性能仍存在可增長(zhǎng)的些許空間，且AC-13 型瀝青混合料的疲勞性能應(yīng)存在一個(gè)臨界點(diǎn)。 對(duì)于SMA-13 型瀝青混合料，SBS 摻量的增加對(duì)其疲勞壽命有一定影響，表現(xiàn)為一條平滑的增減曲線。 隨著SBS 摻量的增加，疲勞壽命先上升后下降， 并在5%的摻量達(dá)到最高值，為24 500 次。 疲勞壽命次數(shù)越高，瀝青的抗疲勞性越好，此時(shí)SMA-13 型瀝青混合料的抗疲勞性達(dá)到最佳。

圖9 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料疲勞壽命的影響

如圖10 所示，瀝青混合料的UTM 初始勁度模量隨著SBS 摻量的增加呈現(xiàn)出中間快兩頭慢的下降趨勢(shì)。 勁度模量越大，抗變形能力越差，抗疲勞性能越差。AC-13 型瀝青混合料的初始勁度模在SBS 摻量為6%達(dá)到最小值，約為5 200 MPa，且整體下降趨勢(shì)表明勁度模量仍有進(jìn)一步降低的空間，這將有利于提高材料的抗疲勞性能。 SMA-13 型瀝青混合料的UTM 初始勁度模量隨著SBS 摻量的增加逐漸降低直至放緩。當(dāng)SBS 摻量從2%增加到3%時(shí)，UTM 初始勁度模量由6 500 MPa 下降至6 300 MPa；當(dāng)SBS摻量增至4%時(shí)，勁度模量大幅下降至5 400 MPa；但隨著SBS 摻量由4%增加至6%時(shí)，勁度模量在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)（5 250～5 400 MPa）波動(dòng)，此時(shí)瀝青的抗疲勞性能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

圖10 SBS 摻量對(duì)瀝青混合料初始勁度模量的影響

2.5 SBS 摻量對(duì)瀝青單軸貫入強(qiáng)度的影響

進(jìn)行5 組不同SBS 改性劑摻量（分別為2%、3%、4%、5%、6%） 的AC-13 瀝青混合料試件在20℃、40℃和60℃3 個(gè)溫度條件下的單軸貫入強(qiáng)度試驗(yàn)。將試驗(yàn)得出的貫入強(qiáng)度作圖擬合，如圖11 所示。

圖11 貫入強(qiáng)度隨摻量變化的關(guān)系

隨著溫度從20℃升高至60℃， 相同SBS 摻量的AC-13 瀝青混合料貫入強(qiáng)度逐漸降低。 在相同溫度條件下，隨著SBS 摻量的增加，混合料的貫入強(qiáng)度普遍上升，例如在20℃時(shí)強(qiáng)度從10.5 MPa 增至12.7 MPa，40℃時(shí)強(qiáng)度從3.9 MPa 增至6.0 MPa，以及60℃時(shí)強(qiáng)度從1.1 MPa 增至2.1 MPa。 但當(dāng)SBS 摻量從4%增至5%時(shí)，混合料貫入強(qiáng)度的增幅變小或甚至不再增長(zhǎng)， 這是因?yàn)镾BS 用量較少時(shí)，增加SBS 用量能增強(qiáng)SBS 改性瀝青的黏結(jié)性能及集料間的黏聚力，但當(dāng)SBS 用量過(guò)多，則吸收過(guò)多的瀝青油分，減少瀝青的輕質(zhì)組分，進(jìn)而降低與集料的黏結(jié)能力。按照密級(jí)配原則構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，瀝青混合料的強(qiáng)度主要依賴于瀝青黏結(jié)料的黏聚力，輔以集料間的嵌擠力和內(nèi)摩擦阻力。混合料中的瀝青膠結(jié)接材料將集料進(jìn)行黏結(jié)，形成有機(jī)整體。 黏結(jié)性較高的瀝青能夠賦予瀝青混合料較大的黏滯阻力和黏聚力，從而增強(qiáng)瀝青混合料的整體強(qiáng)度。

2.6 SBS 摻量對(duì)瀝青單軸抗壓強(qiáng)度的影響

5 種不同的SBS 改性劑摻量下AC-13 型瀝青混合料試件的單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、圖12～13。

圖12 不同溫度、摻量的最大荷載

圖13 不同溫度、摻量的抗壓強(qiáng)度

表3 摻量AC-13 瀝青混合料單軸壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)

相同溫度條件下，SBS 摻量對(duì)混合料抗壓強(qiáng)度影響較為顯著，隨著SBS 摻量的增加，抗壓強(qiáng)度逐漸增大。 如在40℃下，當(dāng)SBS 摻量從2%增加至6%，抗壓強(qiáng)度從1.42 MPa 提升至1.93 MPa，增幅達(dá)到35%；在50℃下，抗壓強(qiáng)度從0.96 MPa 增至1.39 MPa，增幅為45%；而在60℃時(shí)，抗壓強(qiáng)度則從0.75 MPa 顯著提高到1.32 MPa，增幅高達(dá)76%。 產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是，在單軸壓縮試驗(yàn)中，未施加側(cè)限壓力（無(wú)側(cè)限）的瀝青混合料在初始階段會(huì)發(fā)生集料的遷移與壓密，隨著壓實(shí)過(guò)程的完成，繼續(xù)加載時(shí)混合料會(huì)向外膨脹并最終出現(xiàn)開(kāi)裂破壞。而SBS 改性劑結(jié)合了橡膠的彈性特性和樹(shù)脂的熱塑性能，隨著SBS摻量的增加， 瀝青的回彈性能和黏結(jié)性能大大提高，從而使得混合料在向外擠脹的過(guò)程中具有更強(qiáng)的性能。 溫度由40℃升高至50℃時(shí)，相同SBS 摻量瀝青混合料的抗壓強(qiáng)度衰減幅度最大是在摻量2%時(shí)，抗壓強(qiáng)度衰減了32%；衰減幅度最小是在摻量5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度衰減了25%。溫度由50℃升高至60℃時(shí)，抗壓強(qiáng)度衰減幅度達(dá)到最大是在摻量2%時(shí)，抗壓強(qiáng)度衰減了22%；衰減幅度最小是在摻量6%時(shí)，抗壓強(qiáng)度衰減了5%。 因此，可以得出結(jié)論，試驗(yàn)過(guò)程中溫度從40℃升至60℃時(shí)，隨著溫度的升高以及SBS摻量的增加，SBS 摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響愈加顯著。

2.7 SBS 摻量對(duì)瀝青抗磨光耐久性的影響

不同SBS 摻量AC-13C 車轍板試件150 min磨光周期BPN 變化曲線如圖14 所示。 隨著SBS 摻量的增加，AC-13 型瀝青混合料的BPN 值越大，這是由于隨著SBS 摻量的增加，SBS 改性劑的模量遠(yuǎn)比集料的小，瀝青混合料整體剛度降低，從而增大了擺式儀橡膠片與車轍板的接觸面積，接觸面積越大，擺值越大。進(jìn)行了150 min 磨光周期試驗(yàn)后，2%SBS 摻量的車轍試驗(yàn)BPN 值下降最多，這由于SBS的摻量較低對(duì)瀝青性能提高較少， 試驗(yàn)過(guò)程中，水對(duì)瀝青膜有乳化作用，使瀝青膜變薄，瀝青黏聚力降低，同時(shí)混合料受到輪胎壓力、摩擦力和離心力作用，瀝青膜在集料表面分布不均勻，尖角處瀝青膜較薄，在應(yīng)力作用下容易破裂，使瀝青膜從集料表面剝落，黏結(jié)力下降，造成集料容易從混合料中掉落，抗磨光耐久性降低。 當(dāng)SBS 摻量大于2%后，BPN 值下降的趨勢(shì)較為一致，這是因?yàn)楫?dāng)摻量大于2%，SBS 改性劑充分吸收了瀝青中的輕油組分，使非極性的輕油組分轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性較大的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，瀝青的極性分量增加，由極性分量產(chǎn)生的黏附功也更大，因此，使瀝青與集料的黏附性能更好，抗磨光耐久性更強(qiáng)。

圖14 不同SBS 摻量AC-13C 車轍板試件150 min磨光周期BPN 變化曲線

3 結(jié)論

在瀝青路面工程中，穩(wěn)定性和耐久性是關(guān)鍵的性能指標(biāo)，它們受到多種因素的影響，包括原材料特性、混合料設(shè)計(jì)以及改性劑的使用。 本文聚焦于SBS 改性劑對(duì)瀝青混合料性能的影響，并得出以下結(jié)論：（1）SBS 改性劑含量的提升能夠增強(qiáng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫穩(wěn)定性，但這種增強(qiáng)效果在SBS 摻量超過(guò)5%后增長(zhǎng)放緩。 特別是當(dāng)SBS 摻量超過(guò)5%，瀝青混合料的低溫性能反而會(huì)下降，因此推薦的SBS 最佳摻量應(yīng)在4%至5%之間。此外，隨著SBS 摻量的增加，瀝青混合料的初始勁度模量降低，但疲勞壽命延長(zhǎng)，表明耐久性能得到了提高。 （2）溫度對(duì)瀝青混合料的抗壓和抗剪強(qiáng)度有顯著影響。 在相同的SBS 摻量下，隨著溫度升高， 瀝青混合料的抗壓和抗剪強(qiáng)度會(huì)逐漸下降。（3）在相同的溫度條件下，增加SBS 摻量會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料的抗壓和抗剪強(qiáng)度上升。 （4）通過(guò)旋轉(zhuǎn)磨光試驗(yàn)， 在加載2.0 kN 和45±2 轉(zhuǎn)/min 的條件下，SBS 摻量越高，瀝青混合料的抗磨光耐久性越好。