现阶段，沥青混合料路面经常出现松散、沉陷、车辙、裂缝等病害，其中由于高低温性能不足引起的车辙和裂缝对路面损害较大。因而，境内外的研究人员通过加入添加剂来提高沥青的性能，从而提高沥青混合料的路用性能。研究表明，聚合物的加入对沥青混合料改性的效果比较明显，尤其表现在高温稳定性方面,而纤维增强材料在改善沥青混合料的低温抗裂性方面效果明显。因此考虑将两者按照一定比例掺配制得沥青混合料复合改性增强剂，这对沥青混合料的改性具有一定的意义。

  目前，对沥青混合料的改性研究较为普遍，改性剂的种类也较为广泛现阶段，境内外研究人员对于高分子聚合物和纤维材料在沥青混合料中的应用已经有了广泛的研究，而且对沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料也有了一定的探索，但对于这两类改性材料复合使用的影响因素研究较少。

  基于此，研究通过改变矿料粒径、制备方法以及级配类型3个因素，采用高温车辙试验和低温弯曲试验来研究沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料的路用性能，并分析3种因素对沥青混合料复合改性增强剂改性沥青的影响，为沥青混合料复合改性增强剂在道路工程领域的应用提供借鉴。

1试验原材料及试验方法

1.1试验原材料

1.1.1沥青混合料复合改性增强剂

  研究选用的沥青混合料复合改性增强剂是一种由纤维和高分子聚合物等多种辅助成分通过高温挤压得到的，是一种改性沥青混合料的新型添加剂。其外观如图1所示，主要成分以及技术指标如表1及表2所示。

图1沥青混合料复合改性增强剂外观

  表1、表2中沥青混合料复合改性增强剂是从更易成型以及对沥青混合料的高低温性能改性效果更佳两方面，经过数次试验实测，所确定的成分比例。因此，研究的图1沥青混合料复合改性增强剂外观

  表1、表2中沥青混合料复合改性增强剂是从更易成型以及对沥青混合料的高低温性能改性效果更佳两方面，经过数次试验实测，所确定的成分比例。因此，研究的各项试验均应用此比例下的沥青混合料复合改性增强剂。

表1沥青混合料复合改性增强剂主要组成

表2沥青混合料复合改性增强剂主要技术指标

1.1.2沥青

  研究采用中海70号沥青，参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)对所选用的沥青进行基本技术指标测定，结果表明，满足技术要求。测试结果如表3。

表3基质沥青相关技术指标

1.1.3矿料

  矿料由矿粉和集料组成。矿粉选用石灰岩矿粉，集料选用玄武岩。对集料和矿粉参照相关技术要求，进行基本的性能指标测试，结果均满足技术要求。

1.2改性沥青混合料的制备

  研究时采用干拌和湿拌两种制备方法。干拌法制备过程为：首先将烘干、配制好的集料加热到180℃,将其和称量好的外加剂同时加入拌和锅中，并且搅拌90s;然后加入加热到180℃的基质沥青，同时搅拌90s;最后加入加热到180℃的矿粉，搅拌90s。湿拌法制备过程为：首先进行沥青混合料复合改性增强剂改性沥青制备；然后将沥青混合料复合改性增强剂改性沥青和烘干、配制好的集料加热到180℃,同时加入到拌和锅中制备沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料，搅拌90s;最后加入加热到180℃的矿粉，同时搅拌90s。

1.3试验方案

  分别利用干拌法、湿拌法制备沥青混合料复合改性增强剂占总质量比为0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的SMA-13和AC-13、AC-16、AC-20沥青混合料。参考各档矿料级配范围的规范推荐值，选取范围中值作为设计级配。

1.3.1高温车辙试验

  试验采用HYCZ-5自动车辙试验仪对不同沥青混合料复合改性增强剂掺量的SMA-13和AC-13、AC-16、AC-20改性沥青混合料进行车辙测试，来测定改性沥青混合料的高温性能。

1.3.2低温弯曲试验

  试验采用MTS机对不同沥青混合料复合改性增强剂掺量的SMA-13和AC-13、AC-16、AC-20改性沥青混合料进行弯曲疲劳测试，来测定改性沥青混合料的低温抗裂性能。

2试验结果及分析

2.1矿料粒径对沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料的影响

  矿料颗粒间的嵌挤力和混合料的密实程度由集料级配决定，并且直接影响混合料的高温稳定性能。对3种粒径不同的AC-13、AC-16、AC-20沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料进行高、低温性能测试，结果如图2所示。

图2AC级配下不同矿料粒径对沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料高低温性能影响

  由图2可见，基质沥青混合料随着矿料粒径的增大，其动稳定度和弯曲破坏应变均降低，说明基质沥青混合料高低温性能随矿料粒径的增大而降低。分析原因为，与AC型沥青混合料相比，骨架密实型沥青混合料的路用性能更为良好。选取的AC型沥青混合料为悬浮密实结构，粗集料悬浮在细集料中，随着集料最大公称粒径的增大，不但没有形成骨架型结构，反而由于矿料粒径的增大，比表面积减小，导致与沥青之间的黏结力降低，应力集中现象更加明显。因而降低了混合料的高温稳定性，更加容易产生较大的车辙深度。

  对于沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料来说，沥青混合料复合改性增强剂的掺量在0.6%~1.0%时，随着矿料粒径的增大，改性沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性能均呈现出先增大后减少的趋势，高、低温性能排序为AC-16>AC-13>AC-20。分析原因为，沥青混合料复合改性增强剂对沥青混合料的改性作用体现在两方面。首先，沥青混合料复合改性增强剂在高温拌和过程中作用于沥青，显著改善了高温性能；其次，沥青混合料复合改性增强剂中的聚合物在挤压和高温的条件下与矿粉和细集料相互作用形成胶团，对混合料起到强化作用。并且，随着胶团的形成，沥青混合料复合改性增强剂中的木质素纤维能够有效地分散在混合料中，提升了混合料的抗拉伸性能，最终使得其高低温性能同时得到改善。

  AC型沥青混合料是悬浮密实型结构，较少的粗集料悬浮于细集料中，并没有直接接触，没有形成骨架的支撑，沥青混合料复合改性增强剂的两方面改性作用得不到力的支点，改性达不到理想效果。随着矿料粒径的增大，虽然粗集料还是没有直接接触而形成骨架支撑，但是随着细集料的减少，缩短了粗集料之间的距离。在沥青混合料复合改性增强剂的双重改性作用下，形成了类似于骨架支撑的作用。随着矿料粒径的进一步增大，带来的应力集中现象比较明显。而相比应力集中带来的危害，沥青混合料复合改性增强剂的改性并不占优势，从而导致高低温性能的降低。所以，随着矿料粒径的增大，沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料的高低温性能出现先增大后减小的现象。

2.2制备方法对沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料的影响

  对干、湿拌条件下制备的沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料进行高温车辙试验，结果如图3所示。

  由图3可见，当沥青混合料复合改性增强剂掺量为0.4%、0.6%时，干拌法制备的各类沥青混合料的高温性能均明显优于湿拌法。当沥青混合料复合改性增强剂的掺量为0.8%时，除AC-20型沥青混合料，干拌法已经开始劣于湿拌法。当沥青混合料复合改性增强剂的掺量进一步增大到1.0%、1.2%时，湿拌法制备的AC-13型沥青混合料具有较好的高温性能，但AC-16、AC-20型沥青混合料的干拌法高温性能要明显优于湿拌法。利用湿拌法制备的混合料除0.6%沥青混合料复合改性增强剂掺量外，高温稳定性随着集料粒径的增大而降低，即呈AC-13>AC-16>AC-20变化。变化规律与基质沥青相同。而在干拌法制备下的变化规律在2.1节已经表述，高温稳定性随集料粒径的增大先升高后降低，体现出沥青混合料复合改性增强剂在沥青混合料内部的双重改性作用。

  对干、湿拌制备方法下的沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料，进行低温弯曲试验，将两种制备方法下的试验结果进行对比分析，如图4所示。

图3两种制备方法下沥青混合料高温车辙试验结果

  由图4可见，当沥青混合料复合改性增强剂掺量为0.4%时，干拌法制备的各类沥青混合料的低温抗裂性能均明显优于湿拌法。当沥青混合料复合改性增强剂的掺量为0.6%、0.8%、1.2%时，AC-16、AC-20级配下干拌法的低温抗裂性能仍然优于湿拌法。当沥青混合料复合改性增强剂的掺

图4两种制备方法下沥青混合料低温弯曲试验结果

量为1.0%时，相比干拌法制备的沥青混合料，湿拌法具有较好的低温性能，但是差异并不明显。除1.0%沥青混合料复合改性增强剂掺量外，湿拌条件下制备的其余掺量沥青混合料，其弯曲破坏应变均随粒径增大而递减，变化规律相同于基质沥青，即低温抗裂性呈AC-13>AC-16>AC-20变化；而干拌条件下制备的各掺量的改性沥青混合料的低温抗裂性能随掺量的变化规律在前文2.1已有表述，即低温抗裂性呈AC-16>AC-13>AC-20变化，验证了沥青混合料复合改性增强剂在沥青混合料内部的双重改性作用。

  综上所述，制备方法可显著影响沥青混合料复合改性增强剂的改性效果。沥青混合料复合改性增强剂在湿拌法制备下的沥青混合料中，双重改性效果没有得到完全发挥。分析原因为，沥青混合料复合改性增强剂仅对湿拌法制备的改性沥青混合料中的沥青部分具有改性效果。而在干拌条件下，沥青混合料复合改性增强剂的改性效果可达到最佳。

2.3沥青混合料级配类型对沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料的影响

  分别对SMA-13与AC-13沥青混合料采用不同沥青混合料复合改性增强剂掺量进行高低温试验，研究级配类型对沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料的影响。SMA采用SMA-13型级配范围中值，油石比确定为6.2%。两种混合料的高低温性能试验结果如图5所示。

图5AC-13与SMA-13沥青混合料在不同掺量下高低温性能

  由图5分析可得，沥青混合料复合改性增强剂对SMA沥青混合料和AC沥青混合料的高低温性能影响均随掺量的增加呈现递增现象。当沥青混合料复合改性增强剂的掺量为0.6%时，AC-13沥青混合料和SMA沥青混合料的低温性能分别增长了23.1%和40.6%,说明沥青混合料复合改性增强剂对SMA低温性能的改善要明显优于AC。当沥青混合料复合改性增强剂的掺量为0.6%时，AC-13沥青混合料和SMA沥青混合料的高温性能分别增长了2.05倍和8.73倍。因此，沥青混合料复合改性增强剂对SMA高温性能的改善要优于AC。综合分析得出，沥青混合料复合改性增强剂在SMA中的表现要优于在AC型沥青混合料中的表现。分析其原因为，相比AC型沥青混合料，SMA沥青混合料中存在具有加筋作用的木质纤维，纤维呈不同方向分布在混合料中，增强了混合料的抗拉性能；较大的沥青用量增强了混合料的韧性，从而提高了混合料的低温抗裂性。

3结语

  文中采用高温车辙试验和低温弯曲试验研究沥青混合料复合改性增强剂沥青混合料的高低温性能，并分别分析矿料粒径、制备方法以及级配类型3种因素对沥青混合料复合改性增强剂改性效果的影响，得出以下结论。

(1)加入沥青混合料复合改性增强剂，能够有效提高沥青混合料的高温稳定性以及低温抗裂性，并且矿料粒径也会影响其改善效果。沥青混合料复合改性增强剂改性沥青混合料的高低温性能随粒径的增大而先增长后减小，当沥青混合料的最大公称粒径为16mm时，改善效果最佳。

(2)制备方法对沥青混合料复合改性增强剂的改性效果具有显著影响。在湿拌法制备下的沥青混合料中，沥青混合料复合改性增强剂只作用于沥青。而在干拌条件下，混合料的高温性能和低温性能都得到了显著增长，双重改性效果得到完全发挥，沥青混合料复合改性增强剂的改性效果达到最佳。

(3)沥青混合料复合改性增强剂对不同级配类型的沥青混合料路用性能均有明显改性效果，并且在不同级配类型混合料中的改性效果具有明显的差异。沥青混合料复合改性增强剂对SMA型沥青混合料高低温性能的改善效果明显优于AC型沥青混合料，尤其是在低温抗裂方面改善更为突出。