楊青瑩， 韓　娟

(1.鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院， 河南 鄭州　451191；　2.鄭州科技學(xué)院， 河南 鄭州　450064)

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多聚磷酸與TPS復(fù)合改性瀝青及排水性瀝青混合料耐久性試驗研究

楊青瑩1， 韓娟2

(1.鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院， 河南 鄭州451191；2.鄭州科技學(xué)院， 河南 鄭州450064)

[摘要]排水性瀝青混合料空隙率大，易于產(chǎn)生熱老化和紫外線老化現(xiàn)象，為了提高排水性瀝青混合料的耐久性，提出采用多聚磷酸與TPS復(fù)配方案，研究了TPS和PPA摻量對高粘改性瀝青和排水性瀝青混合料性能的影響，并與14%TPS改性瀝青混合料進(jìn)行了對比。試驗結(jié)果表明，摻加PPA可顯著改善TPS改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗疲勞耐久性，采用PPA對TPS改性劑復(fù)配方案可顯著改善排水性瀝青混合料的抗熱老化和紫外線老化性能，同時降低TPS摻量。采用TPS與PPA復(fù)配方案替代高劑量TPS改性瀝青在技術(shù)上可行，推薦了最佳的TPS與PPA復(fù)配方案為12%TPS+1%PPA。

[關(guān)鍵詞]道路工程； 多聚磷酸改性瀝青； 排水性瀝青混合料； 抗老化性能； 耐久性

0前言

排水性瀝青路面達(dá)到了現(xiàn)有瀝青路面技術(shù)中的“頂端路用性能”，其良好的排水性能可以快速排除路面上的雨水，有效降低道路表面積水引起的雨霧、濺水及眩光，提高雨天行車安全性；較大的空隙率可以顯著降低路面噪聲，減少對周邊環(huán)境的噪聲污染。國內(nèi)外對排水性瀝青混合料進(jìn)行了大量的研究，目前取得的研究成果主要集中在排水性瀝青混合料配合比設(shè)計方法，以及通過摻加纖維等外摻劑改善排水性瀝青混合料的抗疲勞耐久性[1-4]。大量工程實踐表明，要想實現(xiàn)排水瀝青路面在結(jié)構(gòu)、水、聲和熱等方面的耐久性，核心是采用高粘改性瀝青。目前國內(nèi)多使用日本TPS高粘度瀝青生產(chǎn)排水性瀝青混合料，雖取得了良好的使用效果，但也存在不少問題，首先是成本問題，TPS國內(nèi)價格在50 000元/t以上，是普通SBS改性劑的2.5倍多，TPS摻量要達(dá)到15%左右，使用TPS修建排水性瀝青路面，造價要比普通路面高45%以上[5-7]；其次是耐久性問題，由于排水性瀝青路面18%～25%高空隙率，老化進(jìn)程可能會加快，TPS主要成分是熱塑性橡膠，對瀝青的抗熱和光老化性能并沒有明顯的改善作用，這很大程度上制約了排水性瀝青路面的推廣[8，9]。目前鮮見高粘改性瀝青的開發(fā)應(yīng)用方面報道，本文將多聚磷酸與TPS進(jìn)行復(fù)配，利用多聚磷酸對瀝青混合料高溫性能和抗老化性能的改善優(yōu)勢，以實現(xiàn)降低TPS摻量和提高排水性瀝青混合料抗老化性能的目的。

1TPS與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青性能研究

1.1試驗材料

瀝青采用SK90號A級道路石油瀝青，經(jīng)檢測瀝青各項指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。大量研究和工程實踐表明[1，2，6，7]，經(jīng)多聚磷酸改性后瀝青的布式粘度增加，高溫性能有著較為明顯的提高，同時溫度敏感性降低，但PPA對瀝青混合料的低溫抗裂性能改善效果不佳甚至有負(fù)面影響，基于此目前多采用多聚磷酸與聚合物復(fù)配改性瀝青方案。試驗采用濃度為110%的工業(yè)用多聚磷酸，其主要技術(shù)指標(biāo)見表1。采用日本產(chǎn)TPS(全稱TAFPACK-Super)添加劑，外觀為淡黃色顆粒(粒徑2～3 mm)，密度0.989 g/cm3，其主要成分是熱塑性橡膠，再配以相容劑和穩(wěn)定劑等其他成分，TPS改性瀝青最大的特點是60 ℃絕對粘度≥20 000 Pa·s，常用的摻量為13%～15%，本文對照組TPS摻量為14%(瀝青質(zhì)量的百分比)。摻加纖維可增加瀝青膜厚，提高瀝青混合料的耐久性，采用木質(zhì)素纖維，摻量為0.3%(集料質(zhì)量百分比)。

表1 多聚磷酸改性劑物理指標(biāo)檢測結(jié)果Table1 PolyphosphoricacidmodifierphysicalindicatorsP205濃度/%25℃密度/(g·m-3)沸點/℃表面張力/(N·cm-1)比熱容/(J·g-1·℃-1)25℃蒸汽壓/Pa79.51.91245513.11.4962.67

1.2復(fù)合改性瀝青制備及性能檢測

TPS改性瀝青的制備工藝流程一般需要混合溶脹、剪切磨細(xì)和發(fā)育3個階段。先將基質(zhì)瀝青到加熱到170～175 ℃，然后加入預(yù)定質(zhì)量TPS改性劑，為避免一次性加入改性劑過多導(dǎo)致瀝青溫度下降過低，提高加熱裝置的試驗溫度，同時邊加入TPS邊快速攪拌，使加入的TPS能在短時間內(nèi)與基質(zhì)瀝青混合均勻，并快速加熱到所需的試驗溫度，待TPS顆粒全部加入后快速攪拌使其充分溶解，然后加入PPA，以4 800 r/min剪切速率剪切45 min，然后在175 ℃條件下發(fā)育2 h使PPA能與TPS改性瀝青充分反應(yīng)。高黏改性瀝青最顯著的特點是60 ℃黏度≥20 000 Pa，研究表明，影響排水性瀝青混合料路用性能的關(guān)鍵指標(biāo)是瀝青的60 ℃黏度，因此本文采用60 ℃黏度為主要評價指標(biāo)，同時對其進(jìn)行軟化點、延度(5 ℃)和彈性恢復(fù)率(25 ℃)、黏韌性試驗，結(jié)果見圖1。

由圖1可知： ①相同TPS摻量情況下，隨著PPA摻量增大復(fù)合改性瀝青針入度減小，軟化點增大，粘韌性增強，彈性恢復(fù)率增大，可見增大PPA摻量可提高復(fù)合改性瀝青的高溫性能，同時有效提高改性瀝青膠結(jié)料中彈性成分所占的比例，這對提升改性瀝青的自愈性能具有一定的積極意義，此外，隨著PPA摻量增大，復(fù)合改性瀝青延度顯著減小，可見PPA對復(fù)合改性瀝青低溫性能有不利影響，摻量越大對低溫性能影響越顯著。 ②相同PPA摻量情況下，隨著TPS摻量的增大復(fù)合改性瀝青針入度減小，軟化點增大，彈性恢復(fù)率增大，延度增大，TPS摻量對復(fù)合改性瀝青技術(shù)性能指標(biāo)有顯著影響。 ③以14%TPS改性瀝青為對照組，通過減小TPS摻量同時增大PPA摻量，復(fù)配方案下的復(fù)合改性瀝青性能可達(dá)到14%TPS改性瀝青基本性能指標(biāo)要求，可見增大PPA摻量，復(fù)合改性方案可降低TPS摻量，節(jié)省工程造價。 ④參考國內(nèi)外已有研究成果，用于排水性瀝青混合料的改性瀝青材料一般要求[3]：針入度≥40(0.1 mm)，軟化點≥80 ℃，5 ℃延度≥50 cm，60 ℃黏度≥20 000 Pa·s，25 ℃彈性恢復(fù)率≥75%，黏韌性≥15 N·m。將圖1試驗結(jié)果與TPS改性瀝青技術(shù)要求對比可優(yōu)選出五種不同復(fù)配方案：復(fù)配方案I(9%TPS+1.5%PPA)、復(fù)配方案II(10%TPS+1.5%PPA)、復(fù)配方案III(11%TPS+1.25%PPA)、復(fù)配方案IV(12%TPS+1%PPA)，復(fù)配方案V(14%TPS+0%PPA)，5種改性方案瀝青指標(biāo)試驗結(jié)果見表2。

圖1　不同TPS與PPA摻量改性劑摻量復(fù)合改性瀝青性能擬合結(jié)果Figure1　Composite modified asphalt performance fitting results with different TPS and PPA modifier content

續(xù)圖1　不同TPS與PPA摻量改性劑摻量復(fù)合改性瀝青性能擬合結(jié)果

表2 5種不同復(fù)配方案瀝青指標(biāo)試驗結(jié)果Table2 Fivedifferentcompositemodifiedmethodasphaltindextestresults復(fù)配方案針入度/(0.1mm)軟化點/℃5℃延度/cm60℃黏度/(Pa·s)黏韌性/(N·m)I7682.342.72065716.5II7985.147.32134717.4III7385.453.52287119.4IV6986.256.62387921.3V7585.258.32306420.5技術(shù)要求≥40≥80≥40≥20000≥15

2混合料配合比設(shè)計

按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40 —2004)推薦的OGFC瀝青混合料的工程級配范圍，并參考國內(nèi)京港澳高速公路選用的OGFC-13試驗級配，為了增大OGFC混合料瀝青膜厚，提高耐久性，增大了礦粉的摻加比例，試驗級配組成見表3。

表3 OGFC-13混合料合成級配Table3 OGFC-13synthesismixturegradation篩孔尺寸/mm規(guī)范上限/%規(guī)范下限/%合成級配16100100100.013.210090959.5806065.74.75301220.02.36221013.31.1818610.00.61548.70.31236.80.15836.00.075625.0

按照J(rèn)TG E20-2011附錄D試驗流程確定排水性瀝青混合料的最佳油石比，經(jīng)析漏、肯特堡試驗以及馬歇爾試驗驗證，不同復(fù)配方案排水性瀝青混合料配合比設(shè)計結(jié)果見表4。

表4 不同復(fù)配方案排水性瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果Table4 Fivedifferentcompositemodifiedmethodsdrain-ageasphaltmixturemarshalltestresults復(fù)配方案OAC/%VMA/%VFA/%VV/%MS/kNFL/mmI5.8315.6280.52.8238.53.84II5.7515.2381.63.0641.73.15III5.9215.1182.33.1244.53.79IV5.9015.0683.53.1346.73.46V5.9215.6284.73.2642.93.94

3TPS與PPA復(fù)合改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性

排水性瀝青混合料多用于南方濕熱地區(qū)，高溫、多雨及重載的耦合作用對排水性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性提出了更高要求。高溫穩(wěn)定性其定義為在高溫和車輪荷載作用下，瀝青混合料抵抗高溫變形的能力，是指瀝青混合料在高溫荷載作用下抵抗永久變形的能力。通常采用車轍試驗評價瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，為了模擬排水性實際的受力環(huán)境，本文采用浸水車轍試驗評價排水性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，浸水車轍試驗試件尺寸為300 mm×300 mm×50 mm，試驗的水浴溫度為60 ℃，輪壓為0.7±0.05 MPa，試驗輪行走速度為42±1次/min，試驗輪加載過程中試件處于浸水狀態(tài)，試驗結(jié)果見表5。

表5 TPS與PPA復(fù)合改性瀝青混合料浸水車轍試驗結(jié)果Table5TPSandPPAcompositemodifiedasphaltmixtureimmersionruttingtestresults復(fù)合改性方案d45min/mmd60min/mmDS/(次·mm-1)123平均值123平均值123平均值I1.8211.9382.3582.0391.8922.0332.5342.1204684423145804450II2.0602.0571.7331.9502.1262.1341.9942.1184795455949134757III1.9782.1872.1572.1072.1332.3262.2982.1525065553254685357IV2.1461.6811.6761.8342.2841.7991.7921.8786565633964316110V1.8042.1971.9621.9871.9442.1382.0922.0235631543858465634

以浸水車轍試驗動穩(wěn)定度評價排水性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，表5試驗結(jié)果表明：

① 復(fù)配方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4種瀝青混合料的車轍試驗動穩(wěn)定度由大到小依次是：方案ⅣⅢ>方案Ⅱ>方案Ⅰ，其中方案Ⅳ的浸水車轍試驗動穩(wěn)定度達(dá)到了6 110次/mm，大于14%TPS改性瀝青混合料，12% TPS+1.25%PPA復(fù)配方案下排水性瀝青混合料的浸水車轍試驗動穩(wěn)定度可達(dá)到甚至超了14%TPS改性瀝青，可見TPS與PPA復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，TPS與PPA復(fù)配方案可降低TPS摻量節(jié)省工程造價。

② 比較方案I和方案II，相同TPS摻量情況下，隨著PPA摻量增大復(fù)合改性瀝青混合料的60 min車轍變形量減小，浸水車轍試驗動穩(wěn)定度增大，方差分析結(jié)果表明PPA對排水性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性有顯著的改善作用。分析其原因，PPA對復(fù)合改性瀝青的改善屬于化學(xué)改性作用，這不僅是一個共鑲共混的過程，也是瀝青自身性質(zhì)的一個完善，在PPA的作用下，烷基化苯酚發(fā)生了脫烷基反應(yīng)，生成了分子量較低的物質(zhì)，與之對應(yīng)的是酮類物質(zhì)發(fā)生了縮聚合反應(yīng)[7]，生成了分子量較高的新產(chǎn)物瀝青變硬，改變了TPS改性瀝青的組成結(jié)構(gòu)，使得瀝青中的重組分含量增加，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)由原來的溶膠型轉(zhuǎn)化為溶膠-凝膠型，瀝青中的膠團量增加[9]，此外，多聚磷酸與瀝青中輕質(zhì)組分發(fā)生反應(yīng)后可以吸附更多的膠質(zhì)和分散相，使得膠團之間的作用力增強，瀝青黏度增加，瀝青混合料抵抗剪切變形的能力提高，高溫穩(wěn)定性得以改善。

③ 比較方案III和方案IV，相同PPA摻量情況下，排水性瀝青混合料車轍試驗動穩(wěn)定度隨TPS摻量的增大而增大，這與TPS屬于熱塑性彈性體，摻量較小時未形成有效的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)有關(guān)。

4多聚磷酸與TPS復(fù)合改性排水性瀝青混合料老化前后低溫抗裂性能

瀝青材料在紫外老化和熱老化的作用下逐漸變脆，冬季低溫勁度大大增大，破壞應(yīng)變減小，極易誘發(fā)路面開裂，現(xiàn)行瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范并沒有對瀝青混合料抗老化性能提出具體要求。

排水性瀝青混合料空隙率大，連通空隙比例高，瀝青材料在紫外老化和熱老化的作用下逐漸變脆，冬季低溫勁度大大增大，破壞應(yīng)變減小，極易誘發(fā)路面開裂，研究表明，在環(huán)境作用下瀝青易產(chǎn)生靜態(tài)硬化和氧化硬化，使瀝青的流變特性發(fā)生改變，而嚴(yán)重影響瀝青路面的抗低溫開裂性能和抗疲勞耐久性，如何合理評價瀝青混合料的抗老化性能，對確保路面使用壽命具有至關(guān)重要的作用。參考SHRP 提出的瀝青混合料老化試驗方法，將松散混合料在135 ℃、4 h強制通風(fēng)條件下烘箱加熱來模擬短期老化，成型的試件在85 ℃、5 d強制通風(fēng)條件下的延時烘箱加熱來模擬瀝青混合料模擬長期，本文變化不同PPA摻量研究老化前后PPA摻量對排水性瀝青混合料低溫抗裂性性能的影響。

采用低溫彎曲試驗評價PPA與TPS復(fù)合改性瀝青混合料老化前后的低溫抗裂性，試驗時按照上述試驗方法對拌合均勻的復(fù)合改性瀝青混合料分別進(jìn)行短期老化和長期老化處理，按照J(rèn)TG E20—2011中的要求成型車轍板，小梁試件尺寸為30 mm×35 mm×250 mm，試驗前將試件放在恒溫環(huán)境箱中在-10 ℃下保溫6 h，試驗時采用單點加載方式，支點間距200 mm，加載速率為50 mm/min，記錄破壞荷載和破壞應(yīng)變，以破壞應(yīng)變指標(biāo)來評價瀝青混合料的低溫抗裂性能，試驗結(jié)果如表6及圖2～圖4所示。

表6 老化前后復(fù)合改性瀝青混合料低溫彎曲試驗結(jié)果Table6 Compositemodifiedasphaltmixturelowtempera-turebendingtestresults評價指標(biāo)老化程度PPA與TPS復(fù)合改性瀝青方案IIIIIIIVV抗彎拉強度/MPa未老化7.447.657.938.137.83短期老化7.137.327.617.847.26長期老化6.146.356.636.835.43最大彎拉應(yīng)變/uε未老化2916.343009.653476.433654.983413.74短期老化2718.212909.123176.233354.432913.75長期老化2416.122609.232976.133054.232113.62彎曲勁度模量/MPa未老化2551.442542.372281.972224.872293.64短期老化2623.052516.222395.922337.212560.27長期老化2541.392433.882227.822236.412568.89

圖2　不同復(fù)配方案老化前低溫彎曲試驗結(jié)果Figure 2　Different composite modified method low temperature bending test results before aging

圖3　不同復(fù)配方案短期老化后低溫彎曲試驗結(jié)果Figure 3　Different composite modified method low temperature bending test results after short aging

圖4　不同復(fù)配方案短長期老化后低溫彎曲試驗結(jié)果Figure 4　Different composite modified method low temperature bending test results bending test results after long-term aging

老化前后低溫彎曲試驗結(jié)果表明： ①老化前，4種復(fù)合改性瀝青混合料抗彎拉強度均遠(yuǎn)大于3 000 με，滿足規(guī)范要求，可見TPS與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的低溫抗裂性，彎拉強度和彎曲應(yīng)變由大到小依次是方案Ⅳ>14%TPS>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，其中方案Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ彎拉應(yīng)變相差不大，以此看，多聚磷酸對TPS改性瀝青混合料的低溫抗裂性沒有負(fù)面影響，且隨著多聚磷酸摻量的增大復(fù)合改性瀝青混合料低溫抗裂性略有提升，這與國外一些研究成果相吻合，分析其原因，多聚磷酸與TPS改性瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了分子量較高的新產(chǎn)物瀝青變硬，改變了TPS改性瀝青的組成結(jié)構(gòu)，使得瀝青中的重組分含量增加，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)由原來的溶膠型轉(zhuǎn)化為溶膠-凝膠型，從而增大了瀝青的黏度，在低溫條件下，黏度的增大使得瀝青的流動性變差，瀝青的脆性增大； ②短期老化后，摻加PPA后復(fù)合改性瀝青的抗彎拉強度減小了5%，而4%TPS改性瀝青混合料的抗彎拉強度減小了10%，最大彎拉應(yīng)變方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、14%TPS分別減小了14.2%、13.3%、16.1%、16.5%、38.1%，可見多聚磷酸具有優(yōu)良的抗熱老化性能，PPA對復(fù)合改性瀝青老化后低溫性能有改善作用，隨著多聚磷酸摻量的增大，復(fù)合改性瀝青混合料抗老化性能提高； ③相比14%TPS改性瀝青混合料，經(jīng)長期老化后，彎曲應(yīng)變由大到小依次是方案Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>14%TPS，長期老化后TPS與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青混合料的抗老化性能將明顯優(yōu)于14%TPS改性瀝青混合料，可見PPA的摻加可顯著改善復(fù)合改性瀝青混合料長期老化后的低溫抗裂性。

5TPS與多聚磷酸復(fù)合改性排水性瀝青混合料長期使用性能

采用室內(nèi)小型加速加載試驗設(shè)備MMLS3(1/3model mobile load simulator)研究不同種復(fù)合改性瀝青混合料在高溫、水及荷載耦合作用下的長期使用性能。研究表明，加速加載試驗即能真實有效地模擬實際車輛的荷載作用，又能在短時間內(nèi)得到路面實際經(jīng)受長期車輛荷載作用的路用性能，是現(xiàn)場抗疲勞行為的可靠模擬手段[12]，其最大的優(yōu)點就是能夠模擬不同環(huán)境條件下實際車輛荷載對路面的疲勞損傷作用。加速加載試驗采用標(biāo)準(zhǔn)軸載0.7 MPa，輪重為2.7 kN，加載速率采用6 400次/h(相當(dāng)于實際車速8 km/h)，試驗時按照上述試驗方法對拌合均勻的復(fù)合改性瀝青混合料分別進(jìn)行短期老化和長期老化處理，試件由大馬歇爾按照標(biāo)準(zhǔn)試模尺寸切割而成，厚度為5 cm，試驗溫度為50 ℃，試驗過程中試件處于浸水狀態(tài)。試驗過程中分別記錄在不同加載次數(shù)下試件中部橫斷面的車轍深度，進(jìn)而分析瀝青混合料試件在長期荷載作用下車轍的變化規(guī)律。試驗結(jié)果見圖5。

圖5　不同復(fù)配方案加速加載試驗結(jié)果Figure 5　Different composite modified method accelerated loading test results

加速加載試驗結(jié)果表明： ①5種復(fù)合改性瀝青混合料試件在浸水加速加載試驗過程中車轍形成過程可以明顯的分為3個階段，即初始壓密階段、瀝青混合料的側(cè)向流動(蠕變穩(wěn)定階段)、礦質(zhì)集料的重新排列以及礦質(zhì)骨架的破壞(破壞階段)。這與已有實測數(shù)據(jù)和國內(nèi)外研究成果相吻合，可見加速加載試驗可快速準(zhǔn)確評價瀝青混合料長期使用性能優(yōu)劣。 ②以蠕變穩(wěn)定階段車轍變形率評價瀝青混合料的抵抗流動變形能力，老化前Ⅳ>14%TPS>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，短期老化后Ⅳ>Ⅲ>14%TPS>Ⅱ>Ⅰ，長期老化后Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>14%TPS，老化前和老化后方案Ⅳ的蠕變速率均最小，表明其抵抗永久變形能力最強，這與浸水車轍試驗結(jié)果相吻合。 ③以復(fù)合改性瀝青混合料加載過程匯總?cè)渥兎€(wěn)定階段和剪切破壞階段過渡點處的加載次數(shù)作為疲勞壽命，Ⅳ、14%TPS、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ老化前的疲勞壽命依次是138萬、 135萬、 125萬、 118萬、 112萬次，短期老化后的疲勞壽命為104萬、 83萬、 92萬、 90萬、 82萬次，長期老化后疲勞壽命為93萬、 64萬、 82萬、 78萬、 70萬次，可見經(jīng)長期老化作用后14%TPS改性瀝青混合料的抗疲勞耐久性最差，12%TPS+1%PPA 復(fù)配方案下老化前后的抗疲勞耐久性最好，PPA與TPS復(fù)合改性方案可顯著改善排水性瀝青混合料短期老化和長期老化后的抗疲勞耐久性。

6結(jié)論

① 針對排水性瀝青混合料空隙率大，易產(chǎn)生熱老化和紫外線老化的問題，提出采用TPS與多聚磷酸復(fù)配方案，以針入度≥40(0.1 mm)，軟化點≥80 ℃，5 ℃延度≥50 cm，60 ℃黏度≥20 000 Pa·s，25 ℃彈性恢復(fù)率≥75%，黏韌性≥15 N·m技術(shù)指標(biāo)要求優(yōu)化出4種TPS與多聚磷酸復(fù)配方案：復(fù)配方案I(9%TPS+1.5%PPA)、復(fù)配方案II(10%TPS+1.5%PPA)、復(fù)配方案III(11%TPS+1.25%PPA)、復(fù)配方案IV(12%TPS+1%PPA)。

② TPS與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，相同TPS摻量下復(fù)合改性瀝青混合料的浸水車轍試驗動穩(wěn)定度隨PPA摻量的增大而增大，多聚磷酸對TPS改性瀝青混合料低溫性能沒有明顯的改善作用。

③ 摻加PPA可顯著改善TPS改性瀝青混合料的抗熱老化和抗紫外線老化性能，經(jīng)長期老化后復(fù)合改性瀝青混合料的低溫抗裂性和抗疲勞耐久性明顯高于14%TPS改性瀝青混合料。

④ 浸水加速加載試驗可快速、準(zhǔn)確評價排水性瀝青混合料的長期使用性能，綜合考慮TPS和多聚磷酸摻量對復(fù)合改性瀝青混合料低溫抗裂性、抗老化性能和長期使用性能的影響，推薦最佳的復(fù)配方案為12%TPS +1.0%PPA。

[參考文獻(xiàn)]

[1]游金梅.多聚磷酸以及多聚磷酸與SBS復(fù)合改性瀝青混合料路用性能研究[J].公路工程，2014，39(6)：243-248.

[2]王宏.聚酯纖維對TPS改性瀝青及其混合料抗裂性能研究[J].公路，2015(10)：191-196.

[3]Baumgardner G L，Masson J F.“Polyphosphoric Acid Modified Asphalt：Proposed Mechanisms”[C].Proceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists(Long Beach，CA.2005-03-07)：283-305.

[4]Martin J V，Orange G.Asphalt Chemically Modified with Polyphosphoric Acid：Influence on Aggregate-Binder Adhesion and Mix Moisture Resistance [C].Petersen Asphalt Research Conference.

[5]毛三鵬.多聚磷酸在SBS改性瀝青中的應(yīng)用研究[J].石油瀝青，24(5)：28-32.

[6]曹衛(wèi)東，劉樂民.多聚磷酸改性瀝青的試驗研究[J].中外公路，2010，30(3)：252-254.

[7]Edwards Y，Tasdemir Y，Isacsson U.(2005)“Rheological Effects of Commercial Waxes and Polyphosphoric Acid in Bitumen” [J].Fuel ，85(7)：989-997.

[8]魏建明.多聚磷酸對瀝青表面自由能的影響[J].石油學(xué)報，2011，27(2)：280-285.

[9]余文科.多聚磷酸改性瀝青的研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2011.

[10]張恒龍.多聚磷酸對瀝青的改性及改性瀝青機理的研究[J].建筑材料學(xué)報，2013，16(2)：32-37.

[11]Baumgardner G.(2004)“Effect of Polyphosphoric Acid Modification on the Oxidative Aging Characteristics of Asphalt Binder” [C].5th International Symposium on Binder Rheology and Pavement Performance，Baltimore，MD.

[12]Edwards Y，Tasdemir Y，lsacsson U.“Influence of Commercial Waxes and Polyphosphoric Acid on Bitumen and Asphalt Concrete Performance at Low and Medium Temperatures” .Materials and Structures，2010，39(7)：725-737.

[13]趙可，杜月宗.多聚磷酸改性瀝青研究[J].石油瀝青，2010，24(3)：4-10.

[14]Masson J F，Collins P，Woods J R，Bundalo S，Margeson J. Temperatures and Performance Grades ofAsphalts” [J].Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists，78：403-430.

[15]Baumgardner G.Effect of Polyphosphoric Acid Modification on the Oxidative Aging Characteristics of Asphalt Binder [C].5th International Symposium on Binder Rheology and Pavement Performance，Baltimore.

Study on Durability of Polyphosphate Acid and TPS Modified Asphalt and Porous Asphalt Mixture

YANG Qingying1， HAN Juan2

(1.Shengda Trade Economics & Management College of Zhengzhou， Zhengzhou， Henan 451191， China；2.Zhengzhou University of Science & Technology， Zhengzhou， Henan 450064， China)

[Abstract]The drainage asphalt mixture porosity，prone to heat aging and ultraviolet aging，in order to improve durability of drainage asphalt mixture，poly-phosphate and TPS composite modified methods were proposed.The effects of TPS and PPA content on viscosity modified asphalt and road performance of porous asphalt mixture were studied，and with 14% TPS modified asphalt were compared.The results showed that，adding PPA can significantly improve the high temperature stability and fatigue durability of TPS modified asphalt mixture，the use of PPA and TPS composite modified can significantly improve the heat aging and ultraviolet aging properties of drainage asphalt mixture，while reducing the TPS content.TPS and PPA using complex high-dose regimen with TPS modified asphalt is technically feasible，and recommend the best TPS and PPA composite modified solutions is 12% TPS+1% PPA.

[Key words]road engineering； poly-phosphate-modified asphalt； drainage asphalt mixture； anti-aging properties； durability

[收稿日期]2015-11-23

[作者簡介]楊青瑩(1981-)，女，甘肅寧縣人，碩士，講師，研究方向：路基路面工程。

[中圖分類號]U 414.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1674-0610(2016)03-0165-07