沥青性质对超薄层罩面路用性能的影响

摘要：为了确定沥青性质对超薄层罩面路用性能的影响，采用国创SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青和自行研制的高黏改性沥青（加德士90#和SK90#）研究沥青性质对UTFC10混合料的高温性能、低温性能及水稳定性能的影响。结果表明：综合比较各混合料的性能，由优到劣依次为自研高黏改性沥青（SK90#）、自研高黏改性沥青（加德士90#）、TPS高黏改性沥青、国创SBS改性沥青。

关键词：沥青路面；磨耗层；沥青性质；路用性能

中图分类号：U418.4文献标志码：B

Abstract： In order to determine the effect of asphalt properties on the pavement performance of ultrathin friction course， four kinds of asphalt， including the SBS modified asphalt manufactured by Guochuang， TPS modified asphalt with high viscosity and selfdeveloped modified asphalt with high viscosity（Caltex 90# and SK 90#）， were applied to study the effect on the high temperature performance， low temperature performance and water stability of UTFC10 mixture. The results show that after the comprehensive comparison on the performance， SK 90# is considered the best， and TPS beats Guochuang SBS modified asphalt despite being inferior to the Caltex 90#.

Key words： asphalt pavement； wearing course； asphalt property； pavement performance

0引言

r青路面凭借其优良的使用性能在中国得到了广泛的应用，而沥青路面对气温、雨水和日照等自然因素十分敏感，经多年营运后，有相当一部分路面结构虽然完好，但出现抗滑性下降、平整度差、噪声大、轻微坑槽等表面功能问题，直接影响沥青路面的使用性能和耐久性。加铺超薄层罩面是有效修复沥青路面表面缺陷的一种经济且行之有效的好方法[13]。

国内外研究表明，开级配沥青混合料由于其矿料间良好的嵌挤作用，以及高黏改性沥青超强的黏结力，比普通改性沥青混合料具有更强的抵抗高温变形的能力[48]。但对于高性能超薄层罩面UTFC10，其较小的集料粒径使其矿料间的骨架强度小于公称粒径较大的开级配沥青混合料，因此，与普通沥青混合料相比，UTFC10对结合料提出了更高的要求。本文基于沥青性质对UTFC10路用性能的影响开展研究，以期为建设单位合理选择材料提供一定的参考。

1试验用原材料

基质沥青采用加德士90#和SK90#两种，其技术指标与高黏改性沥青指标见表1、2。

2沥青性质对超薄层罩面UTFC10路用性能的影响

2.1沥青性质对UTFC10高温性能的影响

为了探究结合料对UTFC10混合料高温性能的影响，采用国创SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青（TPS改性剂掺量为15%）和2种自行研制的高黏改性沥青（简称自研高黏改性沥青）作结合料，依照规范要求成型车辙板试件，在试验温度为60 ℃、轮压为07 MPa的条件下进行车辙试验，试验结果见表3、图1。

从表3中可以看出，国创SBS改性沥青混合料动稳定度仅为2 680 次・mm-1，可见，对于UTFC10混合料，采用普通改性沥青结合料不能满足其对

高温性能的要求。采用TPS和自研高黏改性沥青的UTFC10混合料高温性能均能满足要求，其中采用SK90#与加德士90#高黏改性沥青的UTFC10混合料动稳定度分别是采用TPS的178倍和175倍，表明采用自研高黏改性沥青的混合料性能优异，其中SK90#高黏改性沥青混合料的高温性能优于加德士90#。这主要是因为：自研高黏改性沥青中聚合物改性剂形成的空间网络结构赋予了其较好的黏度，使混合料颗粒间的黏聚力增强，从而减小了在荷载作用下产生的剪切变形，残留的永久塑性变形也减小，高温时变形恢复能力得到增强；此外，自研高黏改性沥青的弹性恢复性能好，从而增强了沥青胶浆的内聚力，减少了高温时集料与沥青界面的内聚破坏。在多种因素的作用下，采用自研高黏改性沥青的UTFC10混合料在宏观上表现出更好的抗车辙性能。

2.2沥青性质对UTFC10低温性能的影响

为了研究沥青性质对UTFC10混合料低温性能的影响，依据规范进行-10 ℃下的低温弯曲蠕变试验，研究采用国创SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青、自研高黏改性沥青（SK90#）和自研高黏改性沥青（加德士90#）4种沥青结合料的UTFC10混合料的低温抗裂性能，试验结果见表4、图2。

从图2可以看出，与采用国创SBS改性沥青和自研高黏改性沥青相比，采用TPS的UTFC10混合料弯曲劲度模量更大。弯曲劲度模量越小，低温时混合料发生破坏所需的能量就越大。因此，单从自研高黏改性沥青UTFC10混合料的最大弯拉应变远大于国创SBS改性沥青混合料和TPS高黏改性沥青混合料。这一方面是因为UTFC10集料粒径小，比表面积较大，可以裹附更多的沥青，从而提高了混合料中有效沥青的含量，增大了沥青膜的厚度，因此改善了混合料的低温性能；另一方面，自研高黏改性沥青在低温时的柔韧性较好，劲度模量较低，混合料抵抗弯拉破坏的能力更强。4种UTFC10混合料的最大弯拉应变值从大到小依次为：自研高黏改性沥青（SK90#）、自研高黏改性沥青（加德士90#）、TPS高黏改性沥青和国创SBS改性沥青。

2.3沥青性质对UTFC10水稳定性能的影响

由于UTFC10是表面磨耗层，厚度较薄，雨水浸透后水分很容易进入混合料内部，发生集料剥落、推挤、坑槽等水损害，因此，UTFC10混合料对水稳定性能的要求要高于普通沥青混合料。路面的水稳定性能与沥青性质密切相关，因此本研究采用冻融劈裂试验和浸水马歇尔稳定度试验研究沥青性质对UTFC10混合料水稳定性能的影响。试验结果见表5和图3、4。

从图3、4可以看出，冻融后4种UTFC10混合料劈裂抗拉强度均比冻融前下降，采用TPS高黏改性沥青和自研高黏改性沥青的UTFC10混合料劈裂抗拉强度均大于国创SBS改性沥青混合料的劈裂

抗拉强度。这说明，采用高黏改性沥青能够显著增大UTFC10混合料的强度，提高其稳定性。因为高黏改性沥青的黏度、黏韧性和韧性较大，与集料的黏结能力强，抗剥离性能强。采用TPS高黏改性沥青的UTFC10混合料劈裂抗拉强度大于采用自研高黏改性沥青混合料，但冻融后采用TPS的UTFC10混合料劈裂抗拉强度的下降幅度大于采用自研高黏改性沥青混合料，造成自研高黏改性沥青混合料的浸水残留稳定度反而大于采用TPS的混合料。可见，采用自研高黏改性沥青的UTFC10混合料的水稳定性能优于采用TPS高黏改性沥青的混合料。

4种UTFC10混合料浸水留稳定度从大到小依次为：自研高黏改性沥青（SK90#）、自研高黏改性沥青（加德士90#）、TPS高黏改性沥青国创SBS改性沥青。

3结语

（1）对于超薄磨耗层混合料而言，采用普通改性沥青结合料不能满足其对高温性能的要求。

（2）分析沥青性质对超薄磨耗层混合料路用性能的影响发现，沥青的黏度对超薄磨耗层混合料路用性能的影响较大。

（3）综合考虑各UTFC10混合料的性能，对其由优到劣排序为：自研高黏改性沥青（SK90#）、自研高黏改性沥青（加德士90#）、TPS高黏改性沥青、国创SBS改性沥青。

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