外掺剂类高模量沥青混合料研究与性能分析

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1、外掺剂类高模量沥青混合料研究与性能分析【摘要】本文通过沥青混合料车辙、动态模量、冻融劈裂、低温弯曲等常规性能试验，并结合NCHRP最新研究成果-重复加载永久变形试验，即流动次数试验，证明了高模量外掺剂能够提高沥青混合料的高低温性能，且不会损失抗水损坏性能。同时，与SBS改性沥青混合料相比，外掺剂类高模量沥青混合料具更好的高温抗变形能力。【关键词】高模量沥青混凝土外掺剂流动次数动态模量1绪论随着国民经济的发展，道路交通量不断增大，车辙己成为我国公路沥青路面早期破损的主要形式之一。国内外研究表明，提高沥青混合料的模量是解决路面车辙

2、问题的重要手段。近年来，在采用界面改性原理的“高强度结构沥青料”提高沥青混合料的模量得到人们的广泛重视。本文选择SBS改性沥青以及国内外具有代表性的四类高模量沥青混合料外掺剂PRModule高模量沥青混合料添加剂、德国DUROFLEX辽宁路宝高模量外掺剂和SHRD高模量沥青混合料添加剂进行沥青混合料性能试验，对比五种浙青混合料的各项路用性能2试验准备2.1沥青本次试验采用韩国双龙70#机制沥青和SBS改性沥青，沥青各项指标均满足规范要求。2.2集料试验用集料采用山东曹范10〜20mm石灰岩，山东长清5〜10mm、3〜5mm和0

3、〜3mm石灰岩，矿粉采用长清石灰岩质矿粉，且集料各项指标均满足规范要求。2.3高模量外掺剂本次高模量沥青混合料性能评价采用四种高模量外摻剂，其物理指标如表1所示。表1高模量沥青混合料外摻剂名称产地样品编号外观粒径(mm)密度(g/cm3)软化点(°C)熔融指数（g/10min）SHRD高模量沥青混合料添加剂济南SHRD黑色颗粒3〜50.92〜0.98120〜160>1PRModule高模量沥青混合料添加剂法国PR-M黑色颗粒2〜40.93〜0.965170DUROFLEX德国D黑色颗粒4.75〜0.751.042120〜150

4、路宝沈阳LB灰色颗粒3〜50.92〜0.98140>12.4级配为了减小由于集料差别造成的沥青混合料性能的误差，本次试验对集料进行精筛，采用AC-20级配进行混合料试验，级配曲线尽量靠近中值。采用马歇尔试验方法确定基质沥青、SBS改性沥青和基质沥青加外掺剂沥青混合料的最佳沥青用量分别为4.2%、4.2%和4.3%。3性能研宄SBS改性沥青和推荐掺量的四种高模量外掺剂沥青混合料试验结果如表2所示。表2高模量外掺剂和SBS改性沥青混合料试验结名称外掺剂摻量（％）动稳定度（次/mm）冻融劈裂抗拉强度比（％）低温弯曲破坏最大弯拉应变（

5、Ue）动态模量（15°C，10Hz）（MPa）流变次数（60°C,138KPa,400KPa）（次）SBS0386586.74046115603276SHRD0.31328588.34376179237890PR-M0.71165982.33769173566585D0.3394384.93135148974036LB0.31066781.527671477959943.1高温抗车辙性能图1不同外掺剂混合料车辙试验对比由表2和图1可以看出，除德国DUROFLE与SBS改性沥青混合料动稳定度相当外，其他三种高模量外掺剂的高温抗车

6、辙性能均明显优于SBS改性沥青混合料。SHRD、PR-M和LB动稳定度分别为SBS改性沥青混合料的3.44、3.01、和2.76倍。3.2动态模量图2不同外掺剂混合料动态模量(15°C，10Hz)由图2可知，高模量外摻剂混合料的动态模量(15°C，10Hz)明显优于SBS改性沥青混合料。由表2动态模量数据可知，SHRD和PR-M动态模量(15°C，10Hz)相当，分别为SBS改性沥青混合料的1.55和1.50倍，均大于17000MPaoD和LB动态模量(15°C，10Hz)低于上述两种外掺剂，分别是SBS改性沥青混合料的1.2

7、9和1.28倍，均大于14000MPa。3.3流动次数图3流变次数与各种摻加剂的关系从上述试验结果可以看出，外摻剂类高模量沥青混合料的流动次数均高于SBS改性沥青混合料，其中SHRD沥青混合料的流变次数为7890次，为SBS改性沥青混合料的2倍以上，同时也高于其他类型的掺加剂。3.4冻融劈裂和低温弯曲由表2数据可知，五种混合料冻融劈裂残留强度比TSR和低温弯曲破坏最大弯拉应变相差不大，都满足规范要求。与SBS改性沥青混合料相比，SHRD高模量沥青混合料添加剂的TSR和低温弯曲破坏最大弯拉应变均略好于SBS改性沥青，而其他高模量

8、外掺剂的相应性能略差于SBS改性沥青。4结语本文采用包括流动次数试验在内的系统的沥青混合料性能试验对SBS改性沥青和多种高模量外掺剂混合料性能的对比，可以看出外掺剂类高模量沥青混凝土更好的高温抗车辙性能。(1)添加高模量沥青混合料外掺剂不会改变沥青用量，能够提高沥青混合料的动