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文章来源：微信公众号”沥青路面“
目前，我国普遍采用聚合物改性剂来制备改性沥青，常用的改性剂包括SBS、SBR、PE、EVA等，应用范围从普通的沥青混凝土到SMA、OGFC。但聚合物改性沥青的制备需要专门的生产设备，改性后聚合物容易和基质沥青发生分层与离析，这些缺点在一定程度上限制了聚合物改性沥青的应用。而布敦岩沥青是因石油不断地从地壳中冒出，存在于山体、岩石裂隙中，经长期蒸发凝固而形成的天然沥青。刘树堂等研究发现布敦岩沥青的沥青质含量高，为普通石油沥青的5~10倍，高含量的沥青质使改性后基质沥青的稠度增高、感温性变好。尹应梅等对布敦岩沥青改性沥青胶浆的高温流变特性进行了研究，研究表明随着布敦岩沥青掺量的增加，沥青胶浆弹性成分提高，车辙因子增大，高温流变特性得到明显改善。文龙等对布敦岩沥青进行研究，从纯沥青RA和矿物质BR两方面科学揭示了布敦岩沥青的改性机理。李瑞霞等研究表明，布敦岩沥青改性后的AC-13C混合料具有优良的抵抗高温或低频荷载作用的能力，其动态模量满足法国高模量沥青混凝土的界定标准。与SBS等人工改性沥青相比，布敦岩沥青与基质沥青的相容性非常好，改性后不离析，改性后的沥青性能更稳定。而SMA混合料具有很好的抗车辙能力和较高的低温抗裂性能，与密级配沥青混凝土相比，SMA混合料的高温稳定性、抗疲劳性及抗滑性等路用性能更好。因此考虑将布敦岩沥青这种优良的改性剂应用于SMA中，使两者的优点相结合，从而获得路用性能更好的沥青混合料，减少路面病害的发生，延长道路的使用寿命。
原材料
集料
试验用集料为辽阳产石灰岩，由锤式破碎机生产，根据《公路工程集料试验规程》的要求，对集料进行密度、级配筛分等相关试验。
聚丙烯腈纤维
试验用聚丙烯腈纤维为泰安某公司生产，其三维随机分布，对沥青混合料的开裂起到阻滞作用，纤维的加入增大了结构沥青的比例，使玛蹄脂的黏滞性增强，改善了沥青胶浆的高温性能，从而提高SMA沥青混合料的稳定性。通过不同纤维对SMA混合料路用性能的影响进行研究，发现聚丙烯腈纤维的加入，对混合料抗疲劳性能的改善效果最好，SMA混合料中添加聚丙烯腈纤维的综合路用性能，比添加木质素纤维好。
沥青
试验用岩沥青为江苏某公司生产的布敦岩沥青，呈棕黑色颗粒状。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对布敦岩沥青进行沥青含量(燃烧法)、密度检测，并进行筛分。
试验用基质沥青为盘锦产90号石油沥青，以10%、20%、30%的布敦岩沥青添加比例(质量比)制备岩沥青改性沥青。添加方法为：将基质沥青加热到150℃，按预定添加比例加入布敦岩沥青，并不断搅拌，搅拌时间不低于25min，使岩沥青均匀分布在基质沥青中。搅拌完毕后将沥青放入150℃的恒温烘箱中静置30min，沉淀除去沥青胶浆中大的矿物质颗粒，并按照规范进行沥青的针入度、软化点、延度、密度试验。
试验结果可以看出，随着岩沥青添加量的增加，针入度减小，软化点提高，但是软化点的提高不明显。由于岩沥青改性后的沥青中含有矿物质颗粒，在进行延度试验时，容易出现应力集中现象，延度试验结果并不能完全反映出改性后沥青的低温性能。
SMA配合比设计
根据集料的筛分结果及《公路沥青路面施工技术规范》的要求，经过多次合成级配调试，确定各种规格矿质集料的组成比例为:10~15:5~10:石屑:矿粉=0.43:0.32:0.14:0.11。
为保证改性沥青的质量，根据布敦岩沥青的沥青含量和试验结果，确定岩沥青的试验添加量为沥青混合料质量的3%，这与向90号基质沥青加入30%的岩沥青改性效果相当；为保证SMA混合料的黏滞性和工作性，聚丙烯腈纤维的添加量采用厂商推荐的混合料质量的0.26%。但是在试验时应根据布敦岩沥青的掺量及其中的天然沥青和矿物质的含量来等量替代基质沥青的用量和集料级配中矿粉的用量。
调整计算公式为：油石比＝基质沥青的重量＋岩沥青的重量×岩沥青中天然沥青的含量集料的重量。
分别以5.4%、5.6%、5.8%的油石比，进行马歇尔试件的制作，矿料加热温度为190℃，拌和温度为175℃，击实温度为165℃。每一组试验制作5个试件，并以各项指标的平均值作为该组试验的结果。
考虑混合料用于重载交通，根据期望的设计空隙率4.5%，确定最佳油石比为5.5%。在此油石比下，试件的沥青饱和度为74.5%，矿料间隙率为17.9%，混合料粗集料间隙率VCAmiｘ为38.3%，各项体积参数指标均满足规范要求。
混合料检验
根据确定的最佳油石比拌制沥青混合料，并对混合料进行谢伦堡沥青析漏量、动稳定度、残留稳定度、渗水系数、劈裂强度和构造深度试验，检验混合料的性能。同时以SBS改性沥青制作相同级配的SMA-13沥青混合料，进行同样的试验。
试验结果可以看出，岩沥青改性的沥青混合料各项指标符合规范要求，具有良好的抗滑性。且残留稳定度高，表现出了良好的抗水损坏性能。添加3%布敦岩沥青的混合料动稳定度与SBS改性的沥青混合料动稳定度相当。
结语
本研究对岩沥青改性SMA混合料的配合比及其路用性能进行了系列试验和探讨，结论如下。
(1)通过对岩沥青改性胶浆的试验，可知随着岩沥青掺量的增加，沥青的针入度减小，软化点提高，但是随着岩沥青掺量的增加，沥青软化点的提高并没有发生明显的变化。
(2)在混合料方面，岩沥青改性后SMA混合料的动稳定度有了大幅度的提高，且车辙深度减小，混合料的抗车辙能力和抗滑性与SBS改性SMA混合料的性能相当。岩沥青改性后SMA混合料的抗水损坏性能比SBS改性的要好。
(3)通过试验确定岩沥青的添加量为混合料总质量的3%较为适宜，从试验结果可以看出，岩沥青改性SMA混合料性能稳定。
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