RCA改性剂对SMA-13沥青混合料路用性能的影响研究

张宏敏

摘要：文章为评价复配双改性剂RCA对沥青混合料路用性能的影响，对RCA-SMA-13改性沥青混合料的高温性能、水稳定性及低温性能进行试验，并与SBS-SMA-13混合料进行对比分析。研究结果表明RCA改性剂对沥青混合料的高温性能有一定提升，但在水稳定性及低温性能方面，与SBS改性沥青混合料处于同一水平。由于RCA改性剂造价较SBS更低，因此有一定的应用研究价值。

关键词：道路工程;复配双改性剂;RCA-SMA-13;路用性能

中图分类号：U416.217文献标识码：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.023

文章编号：1673-4874（2021）01-0081-03

0引言

當前我国高等级公路路面用沥青多为改性沥青，即在基质沥青中加入改性剂，提升了沥青在高、低温等方面的性能。改性沥青的应用在大大改善我国沥青路面使用质量的同时，也丰富了我国沥青路面的设计及施工工艺。

我国路面目前使用的聚合物改性剂主要有SBS、SBR、EVA、PE等，SBS属热塑性橡胶类，SBR属橡胶类，EVA、PE属热塑性树脂类。而复配双改性剂RCA主要是以天然沥青和纳米高分子材料进行精加工而成。其中天然沥青性质极其稳定，耐老化性能好，与基质沥青相容性好;而纳米高分子材料的比表面积极大，表面活性更高，使得沥青路面更适用于高温、重载等较为严苛的交通条件。拌和沥青混合料时，与SBS改性剂直接加入沥青进行“湿拌”不同，RCA改性剂先与集料进行“干拌”，之后再向拌缸中投入沥青。本文主要研究RCA改性剂对SMA沥青混合料路用性能的影响。

1原材料及配合比设计

1.1原材料

本文试验采用的沥青有两种，70^#基质沥青用来和RCA改性剂一同制备沥青混合料，同级配下，用SBS改性沥青制备混合料作为对比研究对象。RCA改性剂由路冠科技公司提供，掺量为沥青混合料的1%。上述各种材料的性能指标分别见下页表1～4。

1.2确定最佳油石比

粗、细集料均使用四川峨边玄武岩，合成级配曲线见图1。

对于SBS-SMA-13，颗粒纤维掺加量为沥青混合料的64%;对于RCA-SMA-13，RCA掺加量为沥青混合料的1%，颗粒纤维掺加量降为0.3%。马歇尔试验结果见表5。

根据表5的试验结果，确定SBS-SMA-13和RCA-SMA-13的最佳油石比分别为5.9%和5.7%。可以发现，当掺加RCA改性剂时，在一定程度上可以降低油石比，减少沥青的使用。

2路用性能

2.1高温性能

采用动稳定度指标来评价沥青混合料的高温稳定性。试验温度为60℃，轮压为0.7MPa，碾压速度为42次/min。试验结果见表6。

由表6可以看出，两种SMA-13混合料均能满足要求，且远大于《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中对SMA改性沥青混合料动稳定度的技术要求。同时可知，相比于SBS改性沥青混合料，RCA改性沥青混合料的动稳定度得到了较大的提升，说明其抗车辙能力优于SBS改性沥青混合料。主要是因为RCA由天然沥青和纳米高分子材料组成，在拌和过程中，RCA因为温度变化发生反应，增强了沥青稠度，提高了沥青的粘聚力。

2.2水稳定性

采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价SMA-13沥青混合料的水稳定性。试验结果见表7。

由表7可知，两种SMA-13沥青混合料的残留马歇尔稳定度和冻融劈裂残留强度比相差不大，且均能满足规范设计要求，二者均有良好的水稳定性。

2.3低温性能

破坏弯拉应变仅能单一地反映沥青混合料在低温荷载作用下抵抗变形的能力，而无法反映温度荷载的作用。近年来，已有研究采用弯曲应变能评价低温性能，这种评价方法充分考虑了材料的温度荷载和变形，更能贴切地表达混合料的抵抗低温的能力，弯曲应变能密度函数为。在实际进行混合料的低温弯曲试验时，获得的曲线为荷载-位移曲线，对该曲线进行拟合并积分，可获得荷载达到最大值以前曲线下方的包络面积，此面积即为混合料完全开裂破坏所需要的弯曲应变能（见图2）。两种混合料的低温弯曲试验结果见表8。

由表8中的试验结果可知，在级配相同的情况下，两种混合料的抗低温性能处于同一水平。同时，普通沥青混合料的低温弯曲破坏应变较小，RCA改性剂的加入对基质沥青在混合料中的性能表现有明显提升。

3结语

（1）在保持同样级配，并满足沥青混合料设计要求的前提下，RCA改性剂的加入可在一定程度上降低油石比。

（2）RCA改性剂对沥青混合料的高温性能有较大改进，可使其动稳定度值提高约22%，在夏季炎热地区有广阔的应用前景。在水稳定性及低温性能方面，RCA改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料处于同一水平。

（3）由于RCA改性剂价格较SBS更加低廉，拌和工艺简单，且在级配良好的情况下可以降低沥青用量，因此，RCA改性剂在路面材料领域有一定的应用价值。

参考文献

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