目前，中国水泥混凝土路面正处于大中维修期，其中在旧路面上加铺沥青混合料罩面层是最常见的维修措施之一。然而，在车辆荷载和环境因素的综合作用下，旧水泥混凝土路面的接缝和裂缝会逐渐反射至沥青面层形成反射裂缝，反射裂缝的出现不仅降低了路面的服务质量，而且削弱了路面的整体强度，缩短了道路的使用寿命。将橡胶沥青混合料用作应力吸收层能明显吸收裂缝扩展所需的能量，从而阻止反射裂缝的出现中国沥青网sinoasphalt.com。各国道路工作者对橡胶沥青应力吸收层的抗反射裂缝、疲劳性能、设计方法和作用机理等方面进行了大量研究，然而对橡胶沥青应力吸收层混合料本身的抗裂性缺乏量化指标进行评价。基于此，该文采用三点弯曲试验，以最大弯曲力、最大应变和断裂能为主要评价指标，研究橡胶沥青应力吸收层混合料的抗裂性，并对比研究橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青应力吸收层对抗裂性和温度敏感性的改善效果，为橡胶沥青应力吸收层的规范设计和施工提供技术参考。

原材料与试验方法

原材料

橡胶沥青是在SK70#基质沥青中掺入一定比例的橡胶粉制得，橡胶粉细度为200目；SBS改性沥青选用广州某公司生产的星型SBS改性沥青；应力吸收层混合料级配选用常见的Strata应力吸收层混合料级配。

试验方法

在尺寸为300mm×300mm×50mm的水泥混凝凝土板上加铺10mm厚的应力吸收层混合料，再加铺厚度为50mm的普通沥青混合料，切成标准小梁试件，采用万能试验机对小梁进行三点弯曲加载，测定应力随应变的变化规律，并绘制应力-应变曲线，在应力-应变曲线上找出最大弯曲力和最大应变，并由应力-应变曲线积分得到断裂能。断裂能反映了单位面积裂缝扩展单位长度所做的功，即断裂单位面积上所吸收的外力功，断裂能越大，表明材料的抗裂性越好。加载时当试件某处的应力达到该处的抗拉强度时，试件出现微裂缝，并发展成为一个微裂缝区域，试件的力学性能逐渐降低，在外力作用下微裂缝区域不断扩展，并贯穿于整个试件时，裂缝不再传递应力，试件发生断裂。

橡胶粉掺量对抗裂性的影响

测定不同橡胶粉掺量时沥青的部分技术指标、橡胶沥青应力吸收层沥青混合料常温时的最大弯曲力、最大变形量和断裂能，研究橡胶粉掺量对橡胶沥青应力吸收层沥青混合料抗裂性的影响。

可以看出：随着橡胶粉掺量的增多，沥青针入度逐渐降低，软化点和175℃粘度逐渐增大。当橡胶粉掺量小于20%时，随着橡胶粉掺量的增多，应力吸收层混合料的最大弯曲应力、最大变形量和断裂能都逐渐增大，抗裂性逐渐变好，而当橡胶粉掺量大于20%时再增大掺量反而会使抗裂性变差。当橡胶粉掺量由16%增大至20%时，断裂能增大了36.3%，而当橡胶粉掺量由16%增大至24%时，断裂能减小了5.1%。这主要是因为，当橡胶粉掺量小于20%时，随着掺量的增多，沥青粘度逐渐增大，与矿料的粘结能力逐渐增强，另外由于橡胶颗粒优良的变形能力，使混合料整体的变形能力增强，抗裂性能得到改善；而当橡胶粉掺量大于20%时，随着掺量的增多，橡胶颗粒吸附的沥青增多，结构沥青比例上升，自由沥青比例下降，混合料硬度增大，变形能力变差，另外过多的橡胶颗粒容易结团，使混合料内部的薄弱区增多，抗裂性反而变差。因此橡胶沥青应力吸收层混合料的橡胶粉掺量不宜大于20%。

不同应力吸收层混合料抗裂性对比

保持橡胶粉掺量为20%，测定加铺橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青应力吸收层后混合料的最大弯曲力、最大变形量和断裂能随温度的变化规律，研究加铺应力吸收层对原路面抗裂性的改善效果。

可以看出：随着温度的升高，3种路面的最大弯曲力逐渐减小，最大变形量逐渐增大，而断裂能随着温度的升高呈抛物线规律变化，当温度为0℃时，断裂能最大。解释其原因主要为，随着温度的升高，沥青粘度逐渐下降，与矿料的粘结力逐渐降低，混合料整体的强度和硬度下降，因此最大弯曲力减小，最大变形量增大。断裂能主要反映了材料断裂时的韧性，当温度低于0℃时，随着温度的升高，沥青由准脆性逐渐向粘弹性转变，外力作用时沥青可恢复的变形比例逐渐增大，因此破坏时的韧性提高，抗裂性得到改善；而当温度大于0℃时，沥青材料主要表现为粘弹性，随着温度的升高，沥青逐渐软化，粘性比例逐渐增多，沥青与矿料的粘结能力逐渐变差，沥青混合料的模量降低，抵抗弯曲荷载的能力变差，因此抗裂性反而降低。

当温度相同时，应力吸收层的加铺使路面抗裂性得到明显改善，且橡胶沥青应力吸收层对路面抗裂性的改善效果优于SBS改性沥青应力吸收层；其中温度越高，3种路面结构的最大变形量相差越大。例如当温度为0℃时，不加铺应力吸收层时的断裂能为14262N·m，而加铺橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青应力吸收层时断裂能分别为16　114N·m和15156N·m，加铺两种应力吸收层使断裂能分别增大了13.0%和6.3%。这是因为相比于SBS改性沥青，橡胶粉的加入使结构沥青比例增多，沥青与矿料的粘结性增强，沥青混合料的强度增大，因此最大弯曲应力增大；而橡胶颗粒的高弹性提高了沥青混合料的变形恢复能力，因此最大变形量和断裂能增大，路面抗裂性提高。

不同应力吸收层混合料温度敏感性对比

沥青材料是典型的感温性材料，温度升高时变软，温度降低时变硬，从抗裂性能角度考虑，优良的沥青材料应在温度较低时，具有足够的韧性以抵抗脆性断裂，温度较高时应具有足够的粘度以抵抗塑性破坏。该文中应力吸收层沥青混合料对温度的敏感性主要是指断裂能对温度变化的敏感程度，即指由于温度改变而引起的断裂能的变化。然而直接用断裂能变化量与温度变化量的比值作为温度敏感性指标，结果会受模型异方差的影响，为了消除或减少异方差的影响，采用断裂能和温度的对数变化量的比值作为感温性评价指标，而该文所取温度包括正温度和负温度两个区间，为了解决负温度区间不能进行对数计算的问题，将摄氏温度转变为开氏温度，采用不同温度区间时，复合路面的温度敏感性系数VTS，评价复合路面混合料的温度敏感性，其中VTS越大表明断裂能对温度越敏感。

可以看出：所选的温度区间不同，计算得到的VTS不同，其中负温时VTS随着温度区间值的升高逐渐降低，而正温时VTS随着温度区间值的升高逐渐增大。例如对加铺橡胶沥青应力吸收层的路面，当温度区间由-20~-15℃变为-5~0℃时，VTS由41.33减小至7.43，降低了82.7%；当温度区间由0~5℃变为20~25℃时，VTS由0.08增大至30.53。这是因为温度区间不同，沥青材料表现出的主要性质不同，当温度为负温时，沥青虽然具有弹性性质，同时具有脆性材料的性质，在荷载作用下沥青混合料更容易发生断裂，此时温度的升高能明显降低沥青材料的脆性，抗裂性能得到提高，随着脆性比例的下降，沥青弹性对混合料的贡献逐渐增大，再增大温度时，弹性比例的上升幅度明显降低，因此断裂能对温度的敏感性降低。当温度为正温时，沥青同时表现出弹性和粘性性质，随着温度的升高粘性比例逐渐增大，弹性比例逐渐下降，沥青混合料的变形恢复能力逐渐下降，因此抗裂性能逐渐降低，且由于温度变化引起的粘弹性相比比例巨变，因此断裂能发生较大的改变，此时断裂能对温度较敏感。相同条件下，应力吸收层的加铺会使VTS减小，且相比于SBS改性沥青应力吸收层，橡胶沥青应力吸收层能更好地改善原路面的温度敏感性。

结论

(1)橡胶粉掺量越多，沥青针入度越小，软化点和175℃粘度越大；随着橡胶粉掺量的增多，应力吸收层混合料的最大弯曲力、最大变形量和断裂能都呈现抛物线规律变化，当掺量为20%时，抗裂性能最好。

(2)随着温度的升高，最大弯曲力逐渐减小，最大变形量逐渐增大；当温度低于0℃时，断裂能随着温度的升高逐渐增大，而当温度超过0℃时，再增大温度反而会使断裂能减小；相同条件下，加铺应力吸收层能显著改善路面的抗裂性，且橡胶沥青应力吸收层对抗裂性的改善程度大于SBS改性沥青应力吸收层。

(3)选择的温度区间不同，计算得到的VTS不同，当温度为负温时，所选的温度区间值越高，VTS越小，温度敏感性越低，而当温度为正温时，所选的温度区间值越高，VTS越大，温度敏感性越高；加铺橡胶沥青应力吸收层比加铺SBS改性沥青应力吸收层更能降低路面的温度敏感性。