不同品種改性劑對(duì)基質(zhì)瀝青的改性效果研究

江建坤，許明雪

（1.浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310006；2.蒼南縣交通規(guī)劃設(shè)計(jì)所，浙江 溫州 325800）

0 引言

不同的改性劑對(duì)同一種基質(zhì)瀝青的改性效果不同，有的改善其高溫性能，有的改善其低溫性能，有的對(duì)高、低溫性能均有所改善。本文通過一定的加工工藝對(duì)三種改性瀝青及其混合料進(jìn)行研究，尋找不同改性劑對(duì)基質(zhì)瀝青的適用性。

1 不同改性劑對(duì)基質(zhì)瀝青改性效果比較

選用日本進(jìn)口重交通瀝青和三種常用的改性劑（SBS、PE、CRM），采用高速剪切設(shè)備，在一定的攪拌時(shí)間、攪拌溫度下制備改性瀝青，試驗(yàn)結(jié)果見表1?？煽闯?，三種改性劑均可明顯提高基質(zhì)瀝青的稠度，使瀝青的針入度級(jí)由原來的90＃變?yōu)?0＃或50＃。

表1 不同品種改性劑對(duì)基質(zhì)瀝青的改性效果比較

表1（續(xù)）

1.1 高溫性能改善情況

在改善高溫穩(wěn)定性方面，幾種改性瀝青都能滿足七月平均最高氣溫大于30℃區(qū)域的要求值。由于當(dāng)量軟化點(diǎn)T800與路面的實(shí)際抗車轍能力之間的相關(guān)性顯著（保證率達(dá)95%以上），更能反映瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，所以以T800作為評(píng)價(jià)瀝青高溫穩(wěn)定性的指標(biāo)。結(jié)果顯示，在改善高溫穩(wěn)定性方面，PE最優(yōu)，SBS稍差，CRM明顯最差。這說明相同劑量的SBS及PE在改善基質(zhì)瀝青高溫性能方面顯著優(yōu)于CRM。

1.2 低溫性能改善情況

分析低溫性能指標(biāo)可發(fā)現(xiàn)，SBS改性瀝青的當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2明顯低于基質(zhì)瀝青，其10℃延度比基質(zhì)瀝青稍大，而5℃延度則比基質(zhì)瀝青大得多，因此可以認(rèn)為SBS對(duì)基質(zhì)瀝青的低溫性能改善明顯；CRM改性瀝青的T1.2要低于基質(zhì)瀝青，而其10℃延度卻比基質(zhì)瀝青小，5℃延度與基質(zhì)瀝青接近，所以CRM對(duì)基質(zhì)瀝青的低溫性能有一定程度的改善。

1.3 感溫性能改善情況

三種改性劑均可明顯改善RB瀝青的感溫性，從PI值變化程度來看，PE對(duì)基質(zhì)瀝青感溫性能改善程度最大，SBS次之，CRM最小。

1.4 不同改性劑對(duì)基質(zhì)瀝青改性效果比較小結(jié)

通過以上的分析可知，在改性劑劑量相等的情況下，PE對(duì)基質(zhì)瀝青的感溫性能及高溫性能改善最明顯，SBS對(duì)基質(zhì)瀝青的低溫性能改善最明顯。

2 改性瀝青混合料的路用性能研究

為了進(jìn)一步分析研究基質(zhì)瀝青經(jīng)改性后的路用性能，選用AC—16礦料級(jí)配類型，由基質(zhì)瀝青及上述三種改性瀝青組成瀝青混合料，對(duì)其進(jìn)行路用性能指標(biāo)的測(cè)定

2.1 高溫性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)及試驗(yàn)結(jié)果

本文采用車轍試驗(yàn)結(jié)果對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)定。各類瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出：從動(dòng)穩(wěn)定度值提高幅度來看，PE改性瀝青混合料提高幅度最大，為基質(zhì)瀝青混合料的3.33倍；CRM改性瀝青混合料增幅最小，僅為1.11倍。

在輪碾初期，車轍變形量較大，隨著碾壓次數(shù)的增加，改性瀝青混合料的變形增量逐漸減小或不再增強(qiáng)，抗車轍性能增強(qiáng)。從試驗(yàn)結(jié)束后試板的外觀看，基質(zhì)瀝青混合料的車轍深，隆起現(xiàn)象嚴(yán)重，而改性瀝青混合料的這些現(xiàn)象明顯較輕，特別是PE改性瀝青混合料在經(jīng)過60min的輪碾壓作用后，試件表面幾乎看不到車轍。

2.2 低溫性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)及試驗(yàn)結(jié)果

采用單軸壓縮試驗(yàn)確定的應(yīng)變能密度這一指標(biāo)來分析瀝青混合料的低溫性能，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 瀝青混合料低溫壓縮試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可看出：改性瀝青混合料的壓縮破壞應(yīng)變與基質(zhì)瀝青混合料相比有不同程度的增大，說明瀝青混合料的低溫柔性可以得到不同程度的改善，其中SBS、CRM改性瀝青混合料的低溫壓縮破壞應(yīng)變提高幅度較大，而PE改性瀝青混合料提高幅度較?。桓男詾r青混合料的壓縮破壞應(yīng)力相比基質(zhì)瀝青混合料均有不同程度的提高，這說明低溫下改性瀝青混合料的承載能力得到了提高，其中SBS與PE改性瀝青混合料的提高幅度較大，而CRM改性瀝青提高幅度較小。

從以上分析可知，基質(zhì)瀝青經(jīng)SBS及CRM改性后，瀝青混合料的低溫性能得到明顯提高，而經(jīng)PE改性后的瀝青混合料低溫性能提高不明顯。這個(gè)結(jié)果與相應(yīng)的瀝青性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果是一致的。

2.3 疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果與分析

各種瀝青混合料的疲勞壽命及疲勞曲線方程匯總于表4。

表4 瀝青混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果

從表4可以看出，RB瀝青經(jīng)改性后，在各個(gè)應(yīng)力比下，疲勞壽命均有所增加，這說明改性后瀝青混合料的抗疲勞性能有所改善，其中PE改性瀝青混合料改善程度最大，SBS次之，CRM最小。

2.4 水穩(wěn)性能試驗(yàn)結(jié)果與分析

表5為瀝青混合料馬歇爾殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果。從表5可看出，基質(zhì)瀝青經(jīng)改性后，其混合料的水穩(wěn)性均有不同程度的提高，其中以SBS改性瀝青混合料提高幅度最大，PE 改性瀝青混合料次之，CRM改性瀝青混合料提高最少，且有提高幅度隨劑量增加而增大的趨勢(shì)。

表5 馬歇爾殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

3.1 聚合物改性劑可擴(kuò)大基質(zhì)瀝青的彈塑性范圍，降低瀝青的感溫性。

3.2 聚合物改性劑可以提高瀝青混合料路用性能，具有基質(zhì)瀝青無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 不同類型的改性劑具有不同的改性效果，改性側(cè)重點(diǎn)不同。橡膠類改性劑（如CRM）對(duì)瀝青的低溫抗裂性有一定的改善，塑料類改性劑（如PE）以改善瀝青的高溫穩(wěn)定性見長(zhǎng)，熱塑性彈性體（如SBS）對(duì)瀝青的高溫、低溫性能均有明顯的改善作用。

[1]JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTJ 052—2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]陳建，許永明.聚乙烯改性瀝青路用性能的室內(nèi)研究[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，（2）：18-23.

[4]張爭(zhēng)奇.改性瀝青機(jī)理及應(yīng)用研究[D].西安：西安公路交通大學(xué)，1997.

[5]趙晶.SBS改性瀝青技術(shù)與效果評(píng)價(jià)[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，1997，（4）：18-24.

[6]江建坤.高聚物改性瀝青性能與工藝研究[D].西安：西安公路交通大學(xué)，1999.