孙泽强 舒 诚

(1.新疆交通投资有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000； 2.长安大学公路学院，陕西 西安 710064)

0 引言

新疆地区克拉玛依沥青的化学组成与我国常用道路石油沥青区别较大，其沥青质、芳香烃等组分含量较低[1,2]，因而具有优异的低温性能、耐疲劳性能，但也正因为其特殊的结构组成，其在SBS等改性剂中溶胀，分散性较差，改性后沥青性能提升不明显[3-5]，若采用橡胶粉对其进行改性又因改性后沥青粘度较大，生产与施工较为困难[6,7]。与克拉玛依沥青不同，新疆塔河沥青的沥青质含量较高，低温性能较差，价格较为低廉，无法单独在公路建设中应用[8]。因此，如何解决新疆沥青改性难题已成为道路工作者的重点研究方向。在此背景下，课题组采用新疆克拉玛依沥青与塔河沥青进行调和，同时考虑SBS与胶粉复合时高、低温性能的互补与施工和易性，制备了SBS/胶粉复合改性新疆沥青，前期已通过室内试验验证其具有良好的使用性能，但其工程适用性尚需进一步验证[9,10]。

鉴于此，以S20五工台至克拉玛依一级改高速公路项目第WKGJ-2标段为依托项目，铺筑SBS/胶粉复合改性沥青混合料上面层试验段，并将其与SBS改性新疆沥青混合料、橡胶改性新疆沥青混合料试验段进行对比，以期为SBS/胶粉复合改性新疆沥青在新疆的推广应用奠定基础。

1 试验段概况

试验段位于S20五工台至克拉玛依一级改高速公路项目第WKGJ-2标段工程，在本试验段上进行SBS/胶粉复合改性沥青混合料上面层铺筑，并将其与SBS改性新疆沥青、橡胶改性新疆沥青混合料对比。根据项目安排，在XK109+000～XK110+000段进行SBS改性沥青上面层施工，在XK110+000～XK111+000段进行橡胶粉改性沥青上面层施工，在XK111+000～XK112+000段进行SSB/胶粉复合改性沥青上面层施工，三种改性沥青形式总长度为3 000 m，上面层设计厚度50 mm，顶面宽度为11 m。

2 试验段铺筑

2.1 原材料检验

沥青原材料进场前需进行现场取样并按照规范要求逐项检测，检测结果如表1所示。经检测合格的原材料放入沥青储存库储存，并采取有效的防护措施。

表1 沥青样品检测结果

由表1可知，沥青样品检测结果中，三种沥青稠度比较接近，标号均在70左右，SBS/胶粉复合改性沥青软化点显著高于其余两者，具备优良的高温性能，SBS/胶粉复合改性沥青与SBS改性沥青的低温延度显著高于橡胶沥青，具备优良的低温性能；此外，复合改性沥青粘度虽高于SBS改性沥青但远低于橡胶沥青，施工时更为便利。

2.2 拌和与运输

三种沥青混合料均采用5000型沥青拌和站拌制，但拌制时间与加热温度不同。SBS改性沥青混合料拌制时间为湿拌30 s，矿料加热温度230 ℃，沥青加热温度180 ℃，最终出料温度为180 ℃；橡胶沥青混合料拌和时将湿拌时间延长至37 s，矿料加热温度为240 ℃，沥青加热温度200 ℃(沥青罐离拌和站较远，橡胶沥青粘度较大，180 ℃难以出料)，最终实际出料温度约为185 ℃；SBS/胶粉复合改性沥青混合料拌制时间为湿拌37 s，矿料加热温度为240 ℃，沥青加热温度为180 ℃(后续调至190 ℃)，最终出料温度为180 ℃。

正式生产前首先进行混合料试拌，以及时调整现场配比。SBS改性沥青混合料试拌结果显示，沥青混合料表面油膜较厚，现场压实时可能会出现泛油情况，因此在正式生产时SBS改性沥青混合料需要下调油石比正式生产；与SBS改性沥青混合料相同，SBS/胶粉复合改性沥青混合料与胶粉改性沥青混合料试拌结果也存在泛油情况，在正式生产时同样需要适当降低油石比。

三种沥青混合料均采用自卸车运输，运输车装料时由前往后装入，为了防止粉尘污染和热量损失，运输车辆覆盖篷布直到运输车准备卸料前打开。生产过程及运输过程如图1所示。

2.3 摊铺与压实

SBS改性沥青混合料摊铺时两台摊铺机前后呈梯队型摊铺，实际间距为5 m左右，摊铺机的摊铺速度控制在1 m/min～2 m/min。混合料摊铺温度为170 ℃左右，后续温度升高至175 ℃左右。压路机紧跟摊铺机进行碾压，初压采用徐工13WD双钢轮压路机紧跟摊铺机后进行，静压2遍～3遍，提高混合料碾压密实性。复压采用双钢轮压路机振动碾压与徐工301型胶轮压路机碾压轮换进行，终压采用双钢轮消除轮迹。

混合料摊铺碾压过程如图2所示。

橡胶沥青混合料与复合改性沥青混合料摊铺方式同SBS沥青混合料，但摊铺温度不同。橡胶沥青较粘，摊铺温度需高于SBS改性沥青，为185 ℃左右；复合改性沥青粘度低于橡胶沥青而高于SSB沥青，摊铺温度为180 ℃左右。

根据现场摊铺碾压施工可以看出，SBS/胶粉复合改性沥青混合料施工温度虽高于SBS改性沥青混合料，但低于胶粉改性沥青混合料，施工时更为便利。此外，在施工过程中，受沥青粘度影响，SBS改性沥青混合料出料速度最快，其次为复合改性沥青混合料，橡胶沥青混合料最为缓慢，并且在橡胶沥青路面摊铺时，由于出料速度较慢还出现了施工间断现象，因此，与橡胶改性沥青混合料相比，SBS/胶粉复合改性沥青混合料在施工便利性方面具有较大优势。

2.4 摊铺后性能检测

沥青路面铺筑后第二日进行现场检测，于铺筑现场路边取降至室温的复合改性沥青混合料团，如图3所示。

经测试发现复合改性沥青混合料集料之间拉丝明显，有助于形成良好的沥青薄膜，保障沥青混合料具备优异的低温性能与水稳定性。为进一步验证SBS/胶粉复合改性沥青路面抗水损坏能力及抗滑能力，对路面进行渗水测试与抗滑测试。在路面施加竖向水压力后，静置60 s后，液面无变化，路面几乎不渗水。此外，SBS/胶粉复合改性沥青路面抗滑摆值与构造深度等抗滑性能均能满足设计要求。因此，SBS/胶粉复合改性沥青路面具有良好的抗水损坏能力与抗滑能力。

3 试验段对比

为更直观体现SBS改性沥青、橡胶改性沥青、SBS/胶粉复合改性沥青混合料之间的差异，将三种路面进行对比分析。

1)试验段路面对比。

三种沥青混合料试验段路面如图4所示。

由图4可知，三种改性沥青试验段路面中橡胶改性沥青混合料路面出现轻微泛油情况，SBS/胶粉复合改性沥青试验段路面整体效果更好，骨料分布均匀，无泛油现象。

2)检测结果对比。

沥青路面铺筑后第二日进行现场取样检测，三种改性沥青路面芯样如图5所示，可以看出SBS改性沥青接近于骨架密实结构，而SBS/胶粉复合改性沥青、橡胶改性沥青混合料更接近悬浮密实结构。造成此差异的原因可能是拌和站矿料批次不同，且复合改性沥青、橡胶改性沥青含有大量橡胶颗粒填充于框架之间所致。SBS改性沥青混合料、橡胶改性沥青混合料离析现象较复合改性沥青明显，复合改性沥青整体呈现效果更好。

取拌和站现场混合料进行马歇尔试件成型并测试其性能，进一步对比三种沥青混合料马歇尔试件、现场芯样检测结果，见表2。

表2 沥青混合料检测结果

由表2可知，马歇尔试件检测结果显示三种改性沥青混合料的毛体积密度与最大理论密度基本相同，SBS改性沥青混合料略大于复合改性沥青混合料与橡胶改性沥青混合料；复合改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料稳定度均显著高于橡胶改性沥青混合；其中以复合改性沥青混合料的稳定度最好，可达12.18 kN，具有良好的力学性能。

现场芯样检测结果显示三种改性沥青混合料的毛体积密度与理论最大密度同样相差较小，施工压实度也基本相同，施工时均能达到良好的压实效果。

4 结语

1)SBS/胶粉复合改性沥青软化点、低温延度均显著高于其余两者，具备优异高低温性能。且复合改性沥青粘度虽高于SBS改性沥青但显著低于橡胶沥青，施工时更为便利。

2)SBS沥青混合料摊铺、碾压所需温度最低，为170 ℃左右；其次为复合改性沥青，为180 ℃左右；橡胶改性沥青所需施工温度最高，为185 ℃左右。

3)SBS/胶粉复合改性沥青混合料路面均具备良好的抗渗水性能与抗滑能力，对比三种改性沥青路表可知，复合改性沥青试验段路面整体效果最好，无泛油现象。

4)检测结果表明，三种改性沥青混合料施工均能达到良好的压实效果，其中SBS/胶粉复合改性沥青混合料马歇尔试件力学性能最高，其次为SBS改性沥青混合料，橡胶沥青混合料最低。