随着交通量的持续增长和车辆荷载的不断增大,传统普通沥青混合料在高温、低温、雨水侵蚀等复杂环境下,难以长期保持良好的路用性能。车辙、开裂、坑槽等病害频发,不仅增加道路养护成本,还影响行车安全与舒适性。高模量沥青混合料作为一种新型路面材料,近年来在道路工程领域受到广泛关注。为探究其实际路用性能,本文对两种高模量沥青混合料、SBS 改性沥青混合料和普通沥青混合料进行对比分析,旨在明确高模量沥青混合料的性能优势与不足,为道路建设材料选择提供科学依据 。
二、实验材料与方法
(一)实验材料
本次实验选用两种不同配方的高模量沥青混合料(记为高模量混合料 A、高模量混合料 B),以及市场常用的 SBS 改性沥青混合料、普通沥青混合料。所有材料均严格按照相关规范要求,控制集料级配、沥青含量等指标,确保实验准确性。
(二)实验方法
高温稳定性测试:采用车辙试验,将不同混合料制成标准试件,置于 60℃环境箱中,使用轮碾设备以规定压力和速度反复碾压,通过测量试件车辙深度评估抗车辙能力。
低温抗裂性测试:将混合料制成小梁试件,放入 - 20℃低温箱冷却后,施加弯曲荷载,测定试件极限弯拉应变,评估低温抗裂性能。
水稳定性测试:运用冻融劈裂试验,模拟路面受雨水侵蚀与冻融循环作用,测定试件冻融前后的劈裂强度,计算残留强度比,判断抗水损害能力。
动态模量值测试:借助动态剪切流变仪,模拟车辆动态荷载,测定混合料在不同频率和温度下的动态模量,分析其力学性能。
三、实验结果与分析
(一)高温稳定性
实验结果显示,普通沥青混合料在高温荷载下,车辙深度增长迅速,经过规定碾压次数后,车辙深度达 6.5mm;SBS 改性沥青混合料车辙深度为 4.2mm,抗车辙能力有所提升;高模量混合料 A 和 B 车辙深度分别为 2.8mm 和 2.5mm,相较于普通沥青混合料,车辙深度降低超 50% ,表明高模量沥青混合料能有效抵抗高温变形,更适用于重载交通路段。
(二)低温抗裂性
普通沥青混合料在低温下脆性明显,极限弯拉应变仅为 0.002mm/mm,易发生断裂;SBS 改性沥青混合料极限弯拉应变达 0.0038mm/mm,低温性能较好。而高模量混合料 A、B 极限弯拉应变分别为 0.003mm/mm 和 0.0027mm/mm,低于 SBS 改性沥青混合料。分析认为,高模量剂增强混合料刚度的同时,限制了其在低温下的变形能力,导致应力难以释放,降低了低温抗裂性。
(三)水稳定性与动态模量值
在水稳定性方面,高模量沥青混合料残留强度比达 85% 以上,高于普通沥青混合料的 78%,抗水损害能力更强。动态模量值测试中,高模量沥青混合料在各测试条件下的模量值均高于普通混合料,表明其承受动态荷载时结构稳定性更好。
四、结论
高模量沥青混合料在高温稳定性上表现优异,相比 SBS 改性沥青混合料和普通沥青混合料,能更有效抵抗车辙,适合高温、重载交通路段使用。
高模量剂的加入虽提升了沥青混合料高温性能,但降低了其低温抗裂性,在寒冷地区使用时需综合考量。
高模量沥青混合料在水稳定性和动态模量值方面也具有一定优势,整体性能良好。后续研究可针对其低温性能优化改进,进一步提升应用价值。
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