随着改性沥青路面的大量使用，如何更好地提高沥青混合料的路用性能成为道路研究者关注的问题^[1-5]。采用单一改性剂的改性沥青混合料可能对高低温稳定性及水稳定性等各项性能的提高不均衡，达不到理想的目标，因此，对复合改性沥青混合料的研究则显得很有必要。复合改性沥青混合料需要由多种改性剂复合配制而成，而不同改性剂之间的复合会产生不同的效果^[6-8]。国内外大量研究及试验表明，在沥青中加入SBS所制备的沥青混合料可以较好地改善其高温稳定性，但对低温稳定性的改善相对不明显，而SBR及橡胶粉改性沥青混合料在改善低温性能方面有一定优势，因此，对SBS、SBR、橡胶粉等改性剂两两复合改性，可以使沥青混合料的各项性能得到更好的提高^[8-11]。

为探究不同复合改性沥青混合料的路用性能，本研究选取SBS、SBR、橡胶粉等改性剂进行两两复合改性，从而制备试验所需沥青混合料试样(4%SBS/3%SBR、4%SBS/15%橡胶粉、3%SBR/15%橡胶粉3种沥青混合料)^[12-14]。通过高温车辙、冻融劈裂、低温小梁弯曲等试验，对4%SBS/3%SBR、4%SBR/15%橡胶粉、4%SBS/15%橡胶粉等不同复合改性沥青混合料的高低温稳定性、水稳定性进行试验研究^[15-18]。通过几种复合改性沥青混合料各项性能的对比，得出最佳复合改性沥青混合料。研究结果对复合改性沥青混合料的设计与推广应用具有一定的参考价值。

改性剂采用SBS、SBR、橡胶粉，其中SBS改性剂型号为星型LG501，SBR改性剂型号为1502，橡胶粉目数为80目。其性能指标如表 1~3所示。试验用基质沥青为盘锦90^#沥青，其物理性质如表 4所示。

试验用沥青混合料为AC-13，AC-16，AC-20这3种级配，集料级配组成如表 5所示，最佳沥青用量分别为5.6%，5.3%，4.9%, 矿粉占集料比重分别为5%，4%，2%。采用击实法制作高度为63.5 mm, ϕ101.6 mm的马歇尔试件和轮碾法制作300 mm×300 mm×50 mm的车辙板试件。在制作混合料时，改性沥青按照规范要求设置的搅拌和压实温度比基质沥青混合料高10~20 ℃。

首先采用25 ℃针入度、5 ℃延度、软化点、135 ℃旋转黏度等试验对4%SBS/3%SBR、4%SBS/15%橡胶粉、3%SBR/15%橡胶粉3种复合改性沥青的性能进行分析。然后对3种不同复合改性沥青混合料进行高温车辙、冻融劈裂、低温弯曲等沥青混合料试验。通过对试验结果的综合分析，得出最佳的复合改性沥青混合料。沥青及沥青混合料的各项试验依照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)执行。

3种复合改性沥青的性能试验结果如表 6所示。

从表 6的针入度指标可知，3种复合改性沥青②＜③＜①。针入度代表沥青的黏稠性及软硬程度，②与③分别在SBS与SBR基础上加入橡胶粉，而橡胶粉有利于沥青黏稠，所以其黏稠性方面要好于①。SBR为丁苯橡胶，在SBR中加入橡胶粉相当于两种橡胶改性剂材料共同作用，导致少量聚团现象，所以②针入度最小。

从表 6的延度指标可知，3种复合改性沥青①＞③＞②。5 ℃延度代表着沥青的弹性并且在一定程度上表征了沥青的低温稳定性。SBS与SBR两种改性剂都具有改善低温性能的能力，所以当SBS与SBR复合改性时，其沥青低温稳定性最佳。SBR与橡胶粉复合改性时，两种橡胶类改性剂不易溶解导致弹性不佳，所以其延度要小于SBS与橡胶粉复合改性的沥青。

从表 6的软化点指标可知，3种复合改性沥青③＞①＞②。软化点在一定程度表征了沥青的高温稳定性，SBS与橡胶粉均有改善高温稳定性的作用，而SBR在高温性能方面表现不佳。

从表 6的黏度指标可知，3种复合改性沥青③＞②＞①。黏度可以体现施工中的沥青混合料实用性，一般黏度越大，对于混合料的黏结性越强，但是②与③黏度均大于3 Pa·s，其黏度过大在实际拌和中将导致混合料和易性降低，而①黏度适中，在实际施工中的沥青混合料和易性最佳。

采用60 ℃车辙试验的动稳定度作为试验指标对不同复合改性沥青混合料的高温稳定性进行对比研究，试验结果如图 1所示。

图 1 60 ℃车辙试验的结果 Fig. 1 Result of 60 ℃ rutting test

从图 1可知，在动稳定度方面，4%SBS/3%SBR＞4%SBS/15%橡胶粉＞4%SBR/15%橡胶粉，动稳定度代表了高温稳定性，动稳定度越好说明沥青混合料高温稳定性越佳。所以在高温稳定性方面，4%SBS/3%SBR沥青混合料最佳，4%SBS/15%橡胶粉沥青混合料次之，4%SBR/15%橡胶粉沥青混合料最差，同时说明高温抗变形能力4%SBS/3%SBR＞4%SBS/15%橡胶粉＞4%SBR/15%橡胶粉。沥青混合料的黏结程度对高温稳定性起到重要的作用，SBS/SBR复合改性沥青的黏结性要大于SBS/胶粉及SBR/胶粉的黏结性。对于SBS/胶粉及SBR/胶粉来说，SBS改性剂的高温稳定性好于SBR改性剂，同时较大颗粒的橡胶附着到集料上所产生的空隙较大，所以导致黏结性较低。而SBR为丁苯橡胶，在SBR的基础上加入橡胶粉相当于两种橡胶类改性剂共同作用，所以其高温稳定性最差。

动稳定度的对比结果为：AC-20＞AC-16＞AC-13，这说明级配为AC-20的沥青混合料高温稳定性最佳，AC-16沥青混合料次之，AC-13沥青混合料最差。这是由于级配越大的沥青混合料其集料颗粒越大，在高温情况下抵抗外力变形的能力越强，所以在高温抗变形能力方面AC-20＞AC-16＞AC-13。

通过小梁弯曲试验对不同复合改性沥青混合料的低温稳定性进行对比研究，试验结果如图 2所示。

图 2 小梁弯曲试验的结果 Fig. 2 Result of beam bending test

从图 2可知，在弯曲应变方面，4%SBS/3%SBR＞4%SBS/15%橡胶粉＞4%SBR/15%橡胶粉。所以在低温稳定性方面，4%SBS/3%SBR沥青混合料最佳，4%SBS/15%橡胶粉沥青混合料次之，4%SBR/15%橡胶粉沥青混合料最差。弯拉应变代表沥青混合料的低温变形能力，弯拉应变越大低温柔性越好，其应力松弛能力也越强。SBR具有改善低温稳定性的能力，而SBS与SBR可以很好地兼容在一起，有利于发挥其低温特性。而SBR与橡胶粉两种橡胶类改性剂在沥青中兼容性不好，SBR其低温性能发挥不出来，所以沥青混合料低温性能最差。

弯曲应变的对比结果为：AC-13＞AC-16＞AC-20，这说明级配为AC-13的沥青混合料低温稳定性最佳，AC-16沥青混合料次之，AC-20沥青混合料最差。这是由于级配小的沥青混合料细集料相对较多，同时在油石比方面AC-13＞AC-16＞AC-20，所以在低温情况下，级配低的沥青混合料应力松弛能力强，即弯曲应变大。所以在低温稳定性方面，AC-13＞AC-16＞AC-20。

通过冻融劈裂试验对不同复合改性沥青混合料的水稳定性进行对比研究，试验结果如图 3所示。

图 3 冻融劈裂试验的结果 Fig. 3 Result of freezing-thawing split test

从图 3可知，冻融循环后，3种复合改性沥青的劈裂强度皆有不同程度的下降，在TSR值方面4%SBS/3%SBR＞4%SBS/15%橡胶粉＞4%SBR/15%橡胶粉，这说明4%SBS/3%SBR沥青混合料抵抗水侵蚀的能力最佳，4%SBS/15%橡胶粉沥青混合料次之，4%SBR/15%橡胶粉沥青混合料最差。这是由于SBS/SBR复合改性沥青的延度最佳，在冻融循环过程中，其4%SBS/3%SBR混合料不易在冻融过程中而产生裂缝。同理，4%SBR/15%橡胶粉改性沥青的延度过低，在冻融循环过程中，其混合料易产生裂缝。

TSR值的对比结果为：AC-13＞AC-16＞AC-20，这说明级配为AC-13的沥青混合料水稳定性最佳，AC-16沥青混合料次之，AC-20沥青混合料最差。这是由于水稳定性与混合料细集料有关，当细集料比例大时其抵抗水损害的能力越强，所以级配越小其水稳定性越好。

(1) 根据3种复合改性沥青的各项指标综合测评，结果表明，4%SBS/3%SBR复合改性沥青低温稳定性最佳，并具有良好的高温稳定性及黏结性，利用4%SBS/3%SBR复合改性沥青制作沥青混合料最佳。

(2) 3种复合改性沥青混合料的性能试验表明，4%SBS/3%SBR复合改性沥青混合料的高低温稳定性与水稳定性最佳，4%SBS/15%橡胶粉沥青混合料次之，4%SBR/15%橡胶粉沥青混合料最差。

(3) 3种级配的复合改性沥青混合料的性能试验表明，在高温稳定性方面，级配为AC-20的沥青混合料＞AC-16沥青混合料＞AC-13沥青混合料。在低温稳定性及水稳定性方面，级配为AC-13的沥青混合料＞AC-16沥青混合料＞AC-20沥青混合料。

(4) 综合评价结果表明，4%SBS/3%SBR复合改性沥青混合料的各项路用性能最佳，用其铺筑的沥青路面可以有较好的抗车辙性能与抗低温裂缝性能，建议在沥青路面设计与施工中，可为沥青混合料的选择应用提供参考依据。