高强度添加剂对SMA混合料路用性能影响的试验研究

吴晓琳

【摘要】本文主要研究掺入高强度添加剂后的沥青玛蹄脂对SMA混合料路用性能的影响，以高强度添加剂替代SBS改性剂应用于SMA为研究重点，分别就SBS改性沥青SMA、基质沥青SMA以及掺入不同剂量垦特莱高强度添加剂的SMA混合料路用性能进行比较研究，发现垦特莱高强度添加剂对于SMA路用性能的改善是显著的，用它替代SBS做SMA路面是可行的，并且施工简单易行，便于在实际工程中推广应用。

【关键词】高强度添加剂；SBS改性沥青；SMA混合料；路用性能

1. 前言

（1）目前，SMA混合料普遍要使用SBS改性沥青，但其中存在一定的弊端，如：SBS改性沥青存储易分离，稳定性差；SBS改性沥青在生产加工和存储过程中性能会发生衰变。这些问题均会导致SMA混合料的路用性能下降。因此，以高强度添加剂替代SBS改性剂应用于SMA的试验研究非常必要。

（2）试验研究方法是对三种类型的SMA混合料的路用性能进行对比试验，一是基质沥青SMA混合料，二是在基质沥青SMA混合料中添加不同剂量的高强度添加剂所形成的混合料即高强度添加剂改性SMA混合料，三是SBS改性沥青SMA混合料。

2. 基质沥青SMA混合料和SBS改性沥青SMA混合料配合比设计

2.1基质沥青SMA混合料配合比的确定。

（1）设计级配的确定。

选用油石比6.2%作为初试油石比，试验测定试件的毛体积相对密度和各项体积指标。通过干捣试验测定粗集料松间隙率VCADRC，对三种SMAl3级配进行VCA的检验。

（2）最佳油石比的确定。

对三种SMA13混合料级配进行VCA和VMA检验后，确定中值设计级配2满足SMAl3混合料设计要求。选择5.9%、6.2%和6.5%做马歇尔试验（见表1）确定最佳沥青用量。据表1试验数据，确定最佳油石比为6.1%。

（3）配合比设计检验。

谢伦堡沥青析漏试验结果见表2。肯塔堡飞散试验结果见表3。经检验，设计的基质沥青SMAl3混合料符合规范要求。

mix均小于粗集料骨架间隙率VCADRC，这说明各混合料的粗集料都已经形成骨架结构。因此，确定中值级配满足SBS改性沥青SMAl3混合料设计要求。

（2）最佳油石比的确定。

分别选择5.9%、6.2%和6.5%进行最佳沥青用量确定，马歇尔试验指标见表4。据表4试验数据，确定最佳油石比为6.3%。

3. 高温稳定性试验

车辙试验（60℃）结果见表7。表7表明高强度添加剂对SMA混合料的高温稳定性有改善作用，并随着剂量的增大越来越明显，当掺量大于6‰时，其动稳定度完全满足规范要求；当剂量达到8‰时，其动稳定度与5%SBS改性沥青SMA混合料的动稳定度相当。

4. 水稳性试验

4.1冻融劈裂试验结果见表8。

4.2表8表明高强添加剂对TSR的改善明显，均满足规范大于80%的要求，并且剂量为8‰时与SBS效果相当。

5. 低温抗裂性能试验

5.1小梁低温（-10℃）弯曲试验结果见表9。

5.2表9表明，高强度添加剂可提高破坏应变并与剂量成正比，当剂量为8‰时满足规范关于冬冷区的最高要求，同时也接近5%改性沥青SMA13混合料。

6. 高强度添加剂的添加方法

高强度添加剂的添加方法有自动添加与人工添加两种。

自动添加是在拌和楼上加一套专用高强度外掺剂添加系统，采用专用的自动添加和计量装置，实现生产过程中添加的自动化和计量的精确化。该法简单易行，同时便于精确科学的掌握用量，以避免高强度添加剂的浪费。人工添加是袋装（定量）投放，用于间歇式拌和。

7. 高强度添加剂发挥作用的机理

本试验采用的是北京天成垦特莱公司生产的垦特莱高强度添加剂（英文简写K），外观为灰黑色颗粒状或片状，并且可在常温下长期保存。它是一种由多种聚合物复合成的沥青混合料添加剂，它通过与集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性等多重作用，从而大幅提高沥青混合料的路用性能。

8. 结语

通过上述研究能够得出如下结论：

（1）高强度添加剂能够改良基质沥青SMA混合料的路用性能，并且能够满足规范要求，可以和SBS改性沥青SMA混合料相媲美。

（2）高强度添加剂的使用是直接对基质沥青SMA混合料进行改性，克服了SBS改性沥青SMA混合料必须先改性存在的弊端——沥青改性难度大、改性沥青不稳定且性能易衰变等，并且施工温度相比较低，能够节能减排，低碳环保。

（3）施工简便，质量易保证，便于推广应用。