不同沥青类型对混合料抗剪强度的影响因素分析

摘要：文章选用基质沥青、SBR改性沥青、SBS改性沥青三种不同沥青类型，采用单轴贯入试验对比三种沥青混合料的高温抗剪切性能，结果表明，沥青的软化点与高温抗剪指标有一定关联性，SBS改性沥青的高温抗剪性能最好。

关键词：沥青混合料 抗剪强度 SBS

中图分类号：U416.217 文献标识码：A文章编号：

1引言

高温稳定性是指沥青混合料在高温下抗荷载变形能力，对于高等级公路来说，应注重考虑抗车辙能力；对于低等级公路来说，应考虑抗推移、拥包等。高温性能的影响因素包括原材料、级配、混合料等方面，沥青类型是原材料中影响高温稳定性的最为显著的因素之一。剪切破坏是沥青混合料的高温稳定性不足的重要表现，在荷载作用下产生永久变形和剪切推移，致使路面出现车辙和拥包等现象。抗剪性能的评价方法和指标主要有三轴压缩试验、单轴蠕变试验、间接拉伸试验、轮辙试验等方法。

三轴试验是测定混合料的C和内摩阻角两项指标，以此计算混合料的抗剪强度。该方法采用闭式三轴试验，其受力模式模拟路面材料在荷载作用的受力状态。单轴蠕变试验：采用圆柱形试件，施加一定的荷载，则试件将产生压缩变形，以变形速率评价沥青混合料抵抗流动变形的能力；间接拉伸试验是沿圆柱试件的直径方向施加垂直压缩荷载，在垂直压缩荷载作用下，沿垂直于荷载作用方向产生间接拉应力，试件在径向荷载作用下呈二维受力状态，其受力状态与现场路面状态比较符合；轮辙试验则模拟实际路面的受力状态，采用试件变形1mm 车轮行走次数即动稳定度值评价沥青混合料抵抗永久变形的能力。

评价沥青混合料高温性能的试验方法众多，本研究参照同济大学、长安大学等学校的单轴贯入试验方法评价混合料的抗剪强度。

2试验方法及原材料

2.1试验方法

单轴试验方法，其试件内的剪切应力分布与实际路面车辆荷载的剪应力分布相似，能校准确的模拟沥青路面实际的破损状况。压头直径采用25.2mm，试件尺寸为φ100×60mm的沥青混合料试件，沥青混合料试件采用轮碾仪成型板钻心取得，贯入仪加载速率取50mm/min，试验温度采用60℃。采用多功能道路材料贯入强度仪，速率范围1mm/min～50mm/min， 采用循环水浴控制试件温度。

2.2原材料

本文采用同一种石料，不同沥青类型对AC-25M级配进行研究。石料选取石灰岩，沥青结合料选取SBS改性沥青、SBR改性沥青以及改性的埃索90#基质沥青，沥青混合料原材料试验结果见表1所示。

表1混合料指标汇总表

3试验结果分析

几种不同类型沥青材料的抗剪强度试验结果见表2及图1～3所示。

表2 不同沥青类型混合料抗剪强度试验结果

图1最大抗剪强度随软化点的变化图图2粘聚力随当量软化点变化图

图3内摩阻角随当量软化点的趋势图

由表2中试验结果及图1～3中数据分析可知：

（1）软化点的变化规律同剪切强度的变化规律成直线关系，表明沥青的高温性能对混合料的高温性能有明显的影响。

（2）沥青的性能对沥青混合料的内摩阻角影响较小，主要通过改变沥青的粘聚力而影响混合料的抗剪性能。

（3）3中沥青类型对比可知，SBS改性沥青的高温性能最好，基质沥青最差，SBR次之，因此可以通过添加SBS改性剂的方式来高沥青混合料的抗剪强度。

4结论

1沥青软化点的变化规律桶剪切强度的变化规律相同，沥青的性能对沥青混合料的内摩阻角影响较小，主要通过改变沥青的粘聚力而影响混合料的抗剪性能。

2 SBS改性沥青的高温性能最好，基质沥青最差，SBR次之，改性沥青有较好的高温稳定性。

参考文献

1 彭勇，孙立军，石永久等，沥青混合料抗剪强度的影响因素[J].东南大学学报(自然科学版).2007年02期

2肖源杰;蒯海东;都敬丽;;粗集料形状特征对沥青混合料抗剪性能的影响[J];上海公路;2006年03期

3 李娜，韩森，王海峰.沥青混合料抗剪强度参数影响因素分析研究[J].武汉理工大学学报.2010年第01期

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。