青川天然巖瀝青對基質(zhì)瀝青性能影響分析

楊新春

摘 要：為評價青川天然巖瀝青對基質(zhì)瀝青性能的影響，采用70-A級道路石油瀝青為基質(zhì)瀝青，按照針入度分級和性能分級試驗體系，對不同青川巖瀝青摻量的巖改瀝青性能進行了試驗研究。

關(guān)鍵詞：青川巖瀝青；高溫性能；感溫性；低溫性能；疲勞性能

目前關(guān)于青川天然巖瀝青對基質(zhì)瀝青性能影響及評價鮮有報道，為進一步明確青川天然巖瀝青對基質(zhì)瀝青的改性效果，分析與評價其對基質(zhì)瀝青性能的影響。本文以昆明石化70-A級道路石油瀝青作為基質(zhì)瀝青，通過粘溫試驗、針入度試驗、高低溫性能試驗、儲存穩(wěn)定性及疲勞性能試驗，研究青川天然巖瀝青對基質(zhì)瀝青性能的影響。

1.原材料試驗

基質(zhì)瀝青采用昆明石化產(chǎn)70-A級道路石油瀝青。

天然巖瀝青采用四川廣元青川天然巖，天然巖瀝青組分與軟化點試驗結(jié)果見表1。

2.巖瀝青改性瀝青常規(guī)性能試驗

采用5種摻量青川天然巖瀝青（如表2所示）與基質(zhì)瀝青摻配，除了現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的常規(guī)指標，本實驗增加了135℃和175℃粘度評價瀝青抵抗流動的能力和施工性能，青川天然巖瀝青改性瀝青試驗結(jié)果如表2所示。

表2常規(guī)指標試驗結(jié)果表明，隨著青川巖瀝青摻量的增加，巖瀝青改性瀝青粘度、軟化點提高，說明改性瀝青的凝膠化程度得到加強，因此，10℃延度、15℃延度和RTFOT后10℃延度均逐漸減小。

3.青川天然巖瀝青對基質(zhì)瀝青性能的影響分析

為了更全面評價巖瀝青對基質(zhì)瀝青性能的影響，本文根據(jù)ASTM和AASHTO實驗評價方法，研究巖瀝青改性瀝青的溫度敏感性、高溫性能、低溫性能和老化性能。

（1）高溫性能

通常采用軟化點表征瀝青耐高溫性能。軟化點越高，瀝青的高溫穩(wěn)定性越好。從表2可以看出，隨青川天然巖瀝青摻量的增加，軟化點逐漸升高。巖瀝青的摻加，增加了以鍵能較小的氫鍵為主的分子間力，分子間的極性鍵增強，形成了大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瀝青粘度顯著增大，抗流動變形能力增強。同時，由于巖瀝青改性瀝青中瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量增加，粘性成分降低，其彈性恢復(fù)能力有所增加，抗車轍性能提高。

（3）低溫性能

室內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn)，青川巖瀝青改性瀝青5℃低溫延度為0，在保溫去?；蚣虞d時發(fā)生脆斷。可見，5℃低溫延度不適于評價巖瀝青改性瀝青的低溫性能。本文采用彎曲梁流變試驗，根據(jù)SHRP規(guī)范中瀝青的低溫性能分級，當高于最低路面設(shè)計溫度10℃時，60秒對應(yīng)的蠕變勁度S≤300kPa，蠕變速率m≥0.3，以此評價瀝青的抗低溫收縮開裂性能，試驗結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，不同巖瀝青摻量、不同溫度條件時，巖瀝青改性瀝青的低溫流變性能不同。蠕變勁度與溫度變化（圖a）中，瀝青蠕變勁度模量隨溫度降低而升高，反映了高聚物材料低溫脆化的過程。圖1（b）中也可以看出，在與m=0.3線交點的對應(yīng)溫度上，基質(zhì)瀝青、5%、7.5%、10%、12.5%巖瀝青改性瀝青的脆斷溫度是逐漸升高的，12.5%摻量的巖改性瀝青在0℃試驗條件下已經(jīng)不能滿足SHRP規(guī)定的蠕變速率要求。

（4）疲勞性能

本文采用Malvern公司生產(chǎn)的ADSⅡ型動態(tài)剪切流變儀，對青川巖改瀝青PAV老化后進行試驗，試驗頻率為10rad/s，試驗結(jié)果見表5。