第４６卷，第２期２０２１年４月
dem公路工程ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０２１
Ｄｏｉ：１０．１９７８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－０６１０．２０２１．０２．０１５
［收稿日期］２０２０－１２－０１
［基金项目］国家自然科学基金面上项目（ＢＫ２０１８１１１２）
徐僖［作者简介］童 浩（１９８２—），男，江苏南京人，高级工程师，研究方向：道路工程。
［引文格式］童 浩，金光来，豆莹莹．高灰分天然岩沥青与ＳＢＳ复合改性沥青混合料配合比设计及性能研究［Ｊ］．公路工程，２０２１，４６（２）： ８９－９５，１０２．
ＴＯＮＧＨ，ＪＩＮＧＬ，ＤＯＵＹＹ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈａｓｈＢＲＡａｎｄＳＢＳ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ ｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，４６（２）：８９－９５，１０２．
高灰分天然岩沥青与ＳＢＳ复合改性沥青混合料配合
比设计及性能研究
童 浩１，金光来２，豆莹莹２
（１ 江苏宁沪高速公路股份有限公司，江苏南京 ２１００４９；２ 江苏中路工程技术研究院有限公司，江苏南京 ２１１８０６）
［摘 要］为了提高沥青混合料的高温抗变形能力，对高灰分天然岩沥青ＢＲＡ和ＳＢＳ改性沥青复合改性ＢＳＡＣ－２０与ＢＳＳＭＡ－１３混合料的配合比设计及其混合料性能进行了系统的研究，确定了ＢＲＡ和ＳＢＳ复合改性沥青混合料各组分适宜的掺配比例，综合评价了用于不同路面层复合改性沥青混合料的路用性能，并将其与单一Ｓ
ＢＳ改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明：掺加ＢＲＡ后沥青混合料的水稳定有所提高，但提
高幅度并不明显，而ＢＲＡ对混合料的低温抗裂性能影响并不大；７０℃车辙、高温劈裂和单轴压缩动态模量试验均表明高灰分Ｂ ＲＡ的掺入使得沥青混合料的高温性能显著提高，且高温性能等级提高了约１０℃；复合改性混合料的疲劳寿命均得到提升，特别是在６００με条件下，相比ＳＭＡ－１３混合料，ＢＳＳＭＡ－１３混合料的疲劳寿命提升了约４７％。
［关键词］高灰分ＢＲＡ；ＳＢＳ改性沥青；复合改性沥青混合料；路用性能
［中图分类号］Ｕ４１４ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７４—０６１０（２０２１）０２—００８９—０
７ＤｅｓｉｇｎａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＭｏｄｉｆｉｅｄＡｓｐｈａｌｔＭｉｘｔｕｒｅ
ＢａｓｅｄｏｎＨｉｇｈＡｓｈＢＲＡａｎｄＳＢＳ
ＴＯＮＧＨａｏ１；ＪＩＮＧｕａｎｇｌａｉ２，ＤＯＵＹｉｎｇｙｉｎｇ
２（１ ＪｉａｎｇｓｕＥｘｐｒｅｓｓｗａｙＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊ
ｉａｎｇｓｕ２１００４９；２ ＪｉａｎｇｓｕＳｉｎｏＲｏａｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１１８０６） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ｄｅｓｉｇｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｈｉｇｈａｓｈＢＲＡａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄＢＳＡＣ ２０ａｎｄＢＳＳＭＡ １３ｍｉｘｔｕｒｅｓｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄ ＤｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅＢＲＡａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｅｖａｌｕａｔｅｄｔｈｅｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｖｅｍｅｎｔｌａｙｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｗｉｔｈａｓｉｎｇｌｅＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇＢＲＡ，ｂｕｔｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓ ＥｆｆｅｃｔｏｆＢＲＡｏｎｔｈｅｌｏｗ ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅｃｒａｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓ Ｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｒｏｕｇｈ７０℃ｒｕｔｔｉｎｇ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｐｌｉｔｔｉｎｇａｎｄｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｔｅｓｔ Ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｅｖｅｌｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｂｏｕｔ１０℃ Ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄｍｉｘｔｕｒｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｔ６００μεＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＳＭＡ １３，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆＢＳＳＭＡ １３ｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｂｏｕｔ４７％
公路工程４６卷
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｈｉｇｈａｓｈＢＲＡ；ＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍｉｘｔｕｒｅ
１ 概述
车辙病害是沥青路面主要的早期病害形式［１－３］，一直以来如何提升沥青混合料的路用性能是众多研究者重点关注的问题。近年来ＳＢＳ作为沥青改性剂以其优良的性能使得沥青混合料的路用性能得到了显著的改善，但是ＳＢＳ改性沥青存在储存稳定性差，易老化分解和生产加工成本高等问题［４－６］。鉴于目前单一改性方法的局限性，急需探索一种新方法来改善沥青混合料的高温性能。
印尼布敦岩沥青（ＢＲＡ）作为一种性能优越的天然沥青，常用作石油沥青改性剂［７］。与高分子聚合物改性剂相比，ＢＲＡ与道路石油沥青之间具有极好的相容性［８－１０］。目前众多学者在以ＢＲＡ为沥青添加剂做了大量的研究。ＦＩＫＲＩＨ［１１］等人通过车辙与劈裂试验研究了ＢＲＡ掺量对沥青混合料性能的影响，结果表明，２５％ＢＲＡ掺量可大幅提高混合料的高温性能和水稳性。ＡＦＦＡＮＤＩＦ［１２］等人对比验证了混合料在掺入ＢＲＡ后，其高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害性以及耐久性都有明显提升。ＫＥＭＡＳＡＺ［１３］等人的研究结果表明ＢＲＡ的掺入可以使沥青混合料的刚度和抗车辙性能得到更好的提高。杜少文［１４］研究表明采用ＢＲＡ和低剂量ＳＢＳ改性的沥青混合料可作为各种温度分区路面表面层使用。刘黎萍［１５］等人研究表明布敦岩沥青与ＳＢＳ改性沥青混合料在拌和过程中，适当延长拌和时间可有效降低混合料的空隙率，提升混合料的性能。
综上所述，目前研究主要以ＢＲＡ作为单一改性剂的应用研究较多，而在ＢＲＡ和ＳＢＳ复合改性沥青混合料在不同路面结构层的应用及性能方面的研究相对较为欠缺。因此，本文制备了ＢＲＡ和ＳＢ
Ｓ复合改性沥青ＡＣ－２０混合料（简记为ＢＳＡＣ－２０），以及ＢＲＡ和ＳＢＳ复合改性沥青ＳＭＡ－１３混合料（简记为ＢＳＳＭＡ－１３），采用马歇尔浸水试验、冻融劈裂试验、高温车辙试验、高温劈裂试验、单轴压缩动态模量试验和四点弯曲疲劳试验，对掺加ＢＲＡ复合改性后沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性等路用性能研究，以期为ＢＲＡ和ＳＢＳ复合改性沥青混合料在路面应用方面的研究提供参考依据。
２ 原材料及复合改性沥青混合料制备
２ １ 原材料
２ １ １ ＳＢＳ改性沥青
本研究选用ＳＢＳ含量为４％的成品ＳＢＳ改性沥青，按规定的方法对其主要技术指标进行检测，测试结果见表１。
表１ ＳＢＳ改性沥青主要技术指标
Ｔａｂｌｅ１ ＴｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ
指标对比
深圳市地震局针入度（２５℃，
１００ｇ，５ｓ）／０ １ｍｍ
软化点／
℃
延度（５℃）／ｃｍ
ＲＴＦＯＴ后残留物
质量变化／％针入度比（２５℃）／％残留物延度（５℃）／ｃｍ
检测结果６２ １６８ ３４６－０ ０７５８８ １２７技术要求≥５０ ０≥６０ ０≥３０±１ ０００≥６５ ０≥２０
２ １ ２ 高灰分岩沥青ＢＲＡ
本研究选用由印度尼西亚ＢＡＩ公司生产的灰
分含量为７５％的高灰分岩沥青（ＢＲＡ），并依据印
度尼西亚岩沥青的规范要求对其主要技术指标进行
检测，结果见表２和表３。
表２ ＢＲＡ主要技术指标
Ｔａｂｌｅ２ ＭａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆＢＲＡ
指标对比沥青含
量／％
密度／
咸通九年四月十五日（ｇ·ｃｍ－３）
加热损
失／％
含水率／
％
三氯乙烯溶
解度／％
试验结果２６１ ７９０ ７５０ ６４２３ ４
印尼国家规范要求≥１８１ ７～１ ９≤２ ００≤２ ００≥１８ ０
表３ ＢＲＡ筛分试验结果
Ｔａｂｌｅ３ ＧｒａｄｉｎｇｏｆＢＲＡ
不同方孔筛孔径（ｍｍ）的通过百分率／％
美国爆发禽流感２ ３６１ １８０ ６０ ３０ １５０ ０７５
１００ ００９７ ５０９３ ４７１ ５４８ ５０３０ ５００
２ １ ３ 矿粉及集料
本研究所采用的石灰岩矿粉和玄武岩集料均由
江苏省镇江市茅迪实业有限公司提供，其基本性能
指标依据《公路工程集料试验规程ＪＴＧＥ４２－
２００５》检测后均能满足规范要求。
２ ２ ＢＲＡ和ＳＢＳ复合改性沥青混合料制备
本研究采用“干法”进行复合改性沥青混合
０９
第２期童 浩，等：高灰分天然岩沥青与ＳＢＳ复合改性沥青混合料配合比设计及性能研究
料的制备，首先将ＢＲＡ和集料在拌和锅中进行６０ｓ的拌和，其次再加入ＳＢＳ改性沥青后进行９０ｓ的拌和，最后掺入矿粉拌和６０ｓ即可。要求拌和后的沥青混合料应颗粒均匀、无花白料等现象。
３ 复合改性沥青混合料配合比设计
３ １ ＢＳＡＣ－２０沥青混合料配合比设计
依据以往的研究，ＢＲＡ在沥青混合料中的掺量一般为矿物集料质量的３％～５％，因此本研究中采用ＢＲＡ掺量为矿物集料质量的４％，考虑到ＢＲＡ成分组成特点，需对新加沥青用量和矿粉用量适当折减，沥青用量降低１％，矿粉用量降低３％左右。参考ＡＣ－２０沥青混合料的级配范围和设计指标，对ＢＳＡＣ－２０沥青混合料的级配范围、最佳油石比和最佳沥青用量等指标进行设计，确定体积参数要求。
本研究选取油石比４ ５％（含岩沥青中折算的可溶沥青）作为级配设计的油石比，双面各击实７５次成型马歇尔试件，选择的ＢＳＡＣ－２０设计级配组成如表４所示。
表４ ＢＳＡＣ－２０沥青混合料的设计级配组成Ｔａｂｌｅ４ ＤｅｓｉｇｎｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＢＳＡＣ－２０
级配类型
（１＃∶２＃∶３＃∶矿粉）
通过方孔筛经（ｍｍ）质量百分率／％
２６ ５１９ ０１６ ０１３ ２９ ５４ ７５２ ３６１ １８０ ６０ ３０ １５０ ０７５
ＢＳＡＣ－２０
（３７ ５∶３６∶２５ ５∶１）
１００ ０９３ ７８４ １７０ ８５７ ８３１ ６２１ ９１４ ５９ ８６ ７５ ３３ ６
依据选定的设计级配进行马歇尔试验，试验测试结果见表５。
由表５可知，试验测得的马歇尔稳定度远大于要求值８ｋＮ，马歇尔试件密度相差不大，以达到目标空隙率时的沥青用量作为最佳沥青用量，因此根据设计经验取油石比４ ５％为换算总油石比，其中新添加ＳＢＳ改性沥青的设计油石比为３ ７％。
表５ ＢＳＡＣ－２０沥青混合料马歇尔试验结果Ｔａｂｌｅ５ ＭａｒｓｈａｌｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＢＳＡＣ－２０
级配类型换算总油石
比／％
试件毛体积相对密
度／（ｇ·ｃｍ－３）
空隙率ＶＶ／％ＶＭＡ／％ＶＦＡ／％
稳定度／
ｋＮ
流值／
０ １ｍｍ３ ５２ ４００６ ７１３ ２４９ ２１７ ３３２ ８５４ ０２ ４１４５ ６１３ ５５８ ５１９ ７８３ ３５
ＢＳＡＣ－２０４ ５２ ４２８４ ５１３ ８６７ ５２２ ５５３ ７３５ ０２ ４４０３ ４１４ １７５ ９２０ ０１４ ０３
５ ５２ ４５１２ ３１４ ４８４ ０１７ ６６４ ３７要求４ ０～６ ０≥１３ ０６５～７５≥８ ００１５～４０
３ ２ ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料配合比设计
本研究参照间断级配ＳＭＡ－１３沥青混合料的级配范围和设计指标对ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料进行配合比设计及技术指标的确定。
ＢＳＳＭＡ－１３中所采用的ＢＲＡ掺量为集料总质量的４％。
ＢＳＳＭＡ－１３混合料级配设计时选用的油石比为５ ０％（含岩沥青中折算的可溶沥青），双面各击实７５次成型马歇尔试件，选择的ＢＳＳＭＡ－１３设计级配组成如表６所示。
表６ ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料的设计级配组成Ｔａｂｌｅ６ ＤｅｓｉｇｎｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＢＳＳＭＡ－１３
级配类型
（１＃∶２＃∶３＃∶矿粉）
通过方孔筛经（ｍｍ）质量百分率／％
１６ ０１３ ２９ ５４ ７５２ ３６１ １８０ ６０ ３０ １５０ ０７５
ＢＳＳＭＡ－１３
（４２∶３２∶１７∶９）
１００９５ ６６２ ８３２ ７２３ ８１７ ４１３ ８１２ １１１ ２９ ５
ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料的马歇尔试验结果见表７。
由表７可知，混合料的空隙率随着油石比的增大逐渐减小，而稳定度呈现出先增大后减小的变化趋势，因此根据设计经验取油石比５ ０％为换算总油石比，其中新添加ＳＢＳ改性沥青的设计油石比为４ ０％。
本研究对依据马歇尔设计法确定的ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料的最佳设计级配条件下，沥青用量是否存在偏高的情况进行析漏试验验证。表８为混合料在（１８５±２）℃条件下保温１ｈ后的烧杯法析漏试验结果。从表８中可以看出，混合料的平均析漏值小于规范值０ １％，ＢＳＳＭＡ－１３混合料的沥青用量未出现偏高现象。
１
９
公路工程４６卷
表７ ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料马歇尔试验结果
Ｔａｂｌｅ７ ＭａｒｓｈａｌｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＢＳＳＭＡ－１３
级配类型换算总油
石比／％
毛体积相
对密度
实测理论最
大相对密度
空隙率／％稳定度／ｋＮ流值／０ １ｍｍ
粗集料骨架间隙
率ＶＣＡｍｉｘ／％４ ７２ ４８９２ ６３９６ １１７ ４９２８ ７３５ ８
ＢＲＭＡ－１３５ ０２ ４９１２ ６２５５ ２１８ ４６３０ ９４１ ３５ ３２ ５１２２ ６１３３ ８１７ ８２３３ ７４２ ７
要求４～６≥６ ００ ≤ＶＣＡＤＲＣ
表８ ＢＳＳＭＡ－１３析漏试验结果
Ｔａｂｌｅ８ ＬｅａｋａｇｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＢＳＳＭＡ－１３％混合料类型析漏析漏２析漏３平均值规范值ＢＳＳＭＡ－１３０ ０３０ ０４０ ０２０ ０３≤０ １３ ３ ＢＲＡ改性沥青混合料级配设计优化方法研究在进行ＢＳＡＣ－２０和ＢＳＳＭＡ－１３混合料设计时，考虑到ＢＲＡ中的灰分粒径较小并且有一定的填充效果，将其完全替代矿粉使用，并对矿粉的用量进行了折减。后期通过ＢＲＡ试验段的实施发现，若将ＢＲＡ中的灰分完全替代矿粉使用，会导致混合料的空隙率增加，渗水系数增大，因此可以看出ＢＲＡ中的灰分对矿粉不是简单的完全替代关系。对ＢＲＡ抽提后进行筛分，并与矿粉的筛分结果进行比较，如表９所示。
表９ ＢＲＡ和矿粉的筛分结果
Ｔａｂｌｅ９ ＧｒａｄｉｎｇｏｆＢＲＡａｎｄｍｉｎｅｒａｌｐｏｗｄｅｒ
材料类型
通过方孔筛经（ｍｍ）质量百分率／％
９ ５４ ７５２ ３６１ １８０ ６０ ３０ １５０ ０７５
ＢＲＡ中的灰分１００ ０１００ ０１００ ０９７ ５９３ ４７１ ５４８ ５３０ ５矿粉１００ ０１００ ０１００ ０１００ ０１００ ０１００ ０１００ ０８５ ５
从表９中可以看出，ＢＲＡ中的灰分粒径比矿
粉要粗，其０ ０７５ｍｍ筛孔的通过率要低５５％，粒
径的增大造成灰分的比表面积下降，导致其对空隙
的填充效果不如矿粉，就导致了去年设计的ＢＲＡ
改性混合料的空隙率偏大的问题。
针对ＢＲＡ的掺量，从增加０ ０７５ｍｍ筛孔通过
率和提高油石比的角度优化了ＢＲＡ改性沥青混合
料的级配设计，级配优化改进方案如表１０所示。
表１０ ＢＲＡ改性混合料的级配设计优化改进方法
Ｔａｂｌｅ１０ ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒａｄａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆＢＲＡ
ｍｏｄｉｆｉｅｄｍｉｘｔｕｒｅ
混合料类型ＢＲＡ掺量优化改进方法
ＢＳＳＭＡ－１３高（４％）０ ０７５ｍｍ筛孔通过率增加２％；总油石比提高０ ３％
ＢＳＡＣ－２０低（３％）０ ０７５ｍｍ筛孔通过率增加１％４ 复合改性沥青混合料路用性能研究
４ １ 水稳定性
本研究采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对ＡＣ－２０、ＢＳＡＣ－２０、ＳＭＡ－１３和ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料的水稳定性分别进行了分析评价。
４种沥青混合料的浸水马歇尔试验结果和冻融劈裂试验结果分别如图１和图２所示。由图１可知，与仅采用ＳＢＳ改性制得的ＡＣ－２０和ＳＭＡ－１３沥青混合料相比，复合改性的ＢＳＡＣ－２０和ＢＳＳ ＭＡ－１３沥青混合料浸水残留稳定度比有所提高，
图１ 沥青混合料浸水残留稳定度比
Ｆｉｇｕｒｅ１ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎｒｅｓｉｄｕａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｒａｔｉｏｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒ
ｅ
图２ 沥青混合料冻融劈裂抗拉强度比
Ｆｉｇｕｒｅ２ ＴＳＲｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅａｆｔｅｒｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｓｐｌｉｔｔｉｎｇ
２９
第２期童 浩，等：高灰分天然岩沥青与ＳＢＳ复合改性沥青混合料配合比设计及性能研究 且分别提高了２ ０％和４ ５％；由图２可知，ＢＳＡＣ－２０沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比ＡＣ－２０的提高了３
２％，ＢＳＳＭＡ－１３比ＳＭＡ－１３的冻融劈裂抗拉强度比提高了６ ６％。分析结果表明，采用ＢＲＡ和ＳＢＡ复合改性的沥青混合料要比仅采用ＳＢＳ改性的混合料抗水损害能力更好。４ ２ 高温稳定性
本研究采用车辙试验、高温劈裂试验和单轴压缩动态模量试验对ＡＣ－２０、ＢＳＡＣ－２０、ＳＭＡ－１３和ＢＳＳＭＡ－１３沥青混合料的高温稳定性能进行了分析评价。
４种沥青混合料的车辙试验结果如图３所示。由图３可以看出，依据规范标准车辙试验，在６０℃试验温度条件下，Ｂ
ＳＡＣ－２０和ＢＳＳＭＡ－１３混合料的动稳定度分别达到１
１０４３次／ｍｍ和１１９７４次／ｍｍ，在如此高的动稳定度指标下，对仪器的精度要求很高。因此在其余参数不变，将车辙试验温度提高到７０℃的情况下，对４种沥青混合料的高温性能进行评价。从图３可以看出，车辙试验温度提高到７０℃以后，ＢＳＡＣ－２０和ＢＳＳＭＡ－１３混合料仍具有很高的动稳定度指标，均接近或超过７０００次／ｍｍ，比未掺加ＢＲＡ的混合料提高１３０％～２５３％。表明掺入ＢＲＡ以后，混合料的高温性能等级提高了约１０℃，在极端炎热环境下更能发挥ＢＲＡ
改性混合料的高温性能优势。
图３ 不同温度下的车辙试验结果
Ｆｉｇｕｒｅ３ Ｒｕｔｔｉｎｇｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ
常规的劈裂试验温度为１５℃，用于测定混合料在规定的加载速率时劈裂破坏时的力学性质，以评价混合料的强度，同时也能反应混合料的抗车辙性能。但是在夏季高温下，路表温度超过６０℃，此时中面层的温度也超过５０℃，用１５℃劈裂强度
不能反映混合料高温时的强度。因此，本研究对４种沥青混合料在５０℃和６０℃试验条件下分别进行了高温劈裂试验。
图４为４种沥青混合料的高温劈裂试验结果。从图４中分析可知，在５０℃条件下，与ＡＣ－２０和ＳＭＡ－１３混合料相比，ＢＳＡＣ－２０和ＢＳＳＭＡ－１３混合料的劈裂强度提高约６０％，而在６０℃条件下，劈裂强度的提升更为明显，达到９５％以上，因此可以看出，ＢＲＡ改性后，混合料的高温强度大幅提升，从而实现高温高强的效果。此外，ＢＳＡＣ－２０和ＢＳＳＭＡ－１３混合料在６０℃时的劈裂强度超过了Ａ
Ｃ－２０和ＳＭＡ－１３混合料在５０℃时的指标，表明掺入ＢＲＡ以后，混合料的高温性能等级提高了约１
０℃
。图４ 沥青混合料的高温劈裂强度
Ｆｉｇｕｒｅ４ Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｐｌｉｔｔｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ
沥青混合料的模量是影响路面结构最重要的性能因素，在沥青混合料的各种模量中，动态模量（复合模量）Ｅ 更接近路面工作状态，一方面可以用来计算路面的力学响应，另一方面它可以用来反映混合料路用性能的特征指标值，并且它还是影响沥青疲劳寿命主要因素。
本研究采用Ｉ
ＰＣ公司的ＵＴＭ－３０万能试验机对ＡＣ－２０、ＳＭＡ－１３、ＢＳＡＣ－２０和ＢＳＳＭＡ－１３混合料进行单轴压缩动态模量试验，其中试验温度选创新的国度
取５℃、２
０℃、３５℃和５０℃，试验加载频率为０ １、０ ５、１、５、１０和２５Ｈｚ，围压为０。图５为４种沥青混合料分别在不同温度条件下的动态模量试验结果。由图５可知，在同一试验温度条件下，４种沥青混合料的动态模量均随试验加载频率的增加而增大，且掺入ＢＲＡ使沥青混合料的动态模量得到明显的提升；而在同一试验加载频率下，掺加
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