高粘改性瀝青制備和性能測試的研究進展

陳竟濤

(重慶交通大學材料學院 重慶 400070)

瀝青路面以其行車舒適、施工期短、平整度好、適于分期修建、養護維修簡單等優點得到大規模使用。目前隨著國家經濟發展，行車舒適性，安全性等要求也在逐漸出現，對于道路的性能要求越來越高。所以排水路面、超薄磨耗層等新型路面技術也在不斷出現。排水路面和超薄磨耗層均對施工中的瀝青有著極高的技術性能要求，要求瀝青具有較高的粘結強度和對集料的裹附性[1]，所以對瀝青的粘度提出更高的要求。

一、高粘改性瀝青的制備

李學坤，陳國順[2]對SBS進行側鏈羥基官能化改性，得到新的產物SBS-g-COOH，根據實驗結果，低接枝度的SBS-g-COOH能明顯提高相容性及熱存儲穩定性。鄭仰才[3]采用多種原材料為官能化封端劑制備了多種官能化SBS，結果表明新型氨基官能化SBS改性瀝青相較于普通SBS改性瀝青，熱儲存穩定性與相容性都有明顯提高。

二、高粘改性瀝青的性能測試

(一)高溫性能。王志軍[4]采用對不同老化狀態下瀝青配合動態剪切流變試驗和彎曲蠕變勁度試驗,分析了瀝青老化前后的動態流變性能。瀝青在老化后,瀝青膠漿的復數剪切模量G*增大,相位角δ變小,瀝青向固態轉化。因此認為老化可以提高瀝青混合料的高溫抗車轍能力。

邢明亮，李祖仲等[5]分析材料組成、粉膠比、溫度等因素對高粘改性瀝青膠漿動態剪切流變特性的影響。結果顯示瀝青粘度高、礦粉比表面積大,形成的高粘瀝青膠漿相位角相對較小，抗車轍因子較大，高溫性能明顯提高。瀝青性質相較于礦粉類型，對膠漿抗車轍因子影響顯著，對改善膠漿抗高溫變形能力起主導作用。同時提高改性瀝青粘度或增大礦粉比表面積,均可有效降低高粘瀝青膠漿抗車轍因子的溫度敏感性，改善高粘瀝青膠漿高溫抗變形性能。

(二)低溫性能。曹麗萍，譚憶秋[6]等認為玻璃化轉變溫度Tg物理意義明確,適合于評價SBS改性瀝青的低溫性能。黃優，劉朝暉[7]等利用水平移位因子lg(αT)計算了SBS改性瀝青材料的Tg,并使用對應的瀝青混合料進行了低溫彎曲試驗驗證。結果玻璃態轉變溫度Tg可以有效評價瀝青材料的低溫性能。

韓凌，金吉海等[8]采用常規和SHRP等檢測手段研究SBS摻量對改性瀝青性能影響,結果表明:隨著SBS摻量增加,改性瀝青常規性能、高溫性能、低溫性能均得以提高，其中5℃延度、烘后延度和低溫臨界溫度在表征改性瀝青低溫性能方面具呈線性相關。

(三)粘度測試。祝爭艷，江瑞齡[9]等采用動態剪切流變儀對不同SBS高粘改性瀝青進行動態頻率掃描試驗,并采用Carreau模型進行多項式擬合得到不同樣品的60℃ZSV。結果表明,儲存溫度越高、儲存時間越長,其改性瀝青的ZSV降低的幅度越大,說明養護工程中,改性瀝青高溫下不能長期儲存。

李立寒，耿韓等對高黏度改性瀝青、SBS改性瀝青以及A-70基質瀝青進行真空減壓毛細管試驗和動態剪切速率掃描試驗，首先得到瀝青的毛細管黏度和零剪切黏度，并對比2種黏度試驗中瀝青所受的剪切速率水平及其與路面結構中瀝青所受剪切速率水平之間的關系，認為零剪切黏度可以較為合理地表征高黏度瀝青在路面結構中的黏結特性，而毛細管黏度不宜用于評價高黏度瀝青材料的黏度特性。

三、高粘改性瀝青的應用

(一)排水路面。譚瑞梅[10]采用四種改性劑復合方案，研究了OGFC瀝青混合料在不同改性劑條件下的路用性能對比，認為改性劑的選用，對排水路面的性能有著極大的影響。黃慧光制作了不同空隙率的OGFC-13的試件并進行滲水系數和水穩定性，認為空隙率越大，滲水系數越大，但是強度等也會越來越低?？障堵蕿?4%時，為OGFC-13瀝青混合料的空隙率上限。黃剛，何兆益[11]等通過謝倫堡瀝青析漏試驗和浸水馬歇爾試驗，得出OGFC-13瀝青混合料的瀝青最小摻量不小于3.6%，并同時建議摻入0.9%-1.2%的纖維。

(二)超薄磨耗層。超薄磨耗層的施工工藝是預處理的路面噴灑一層乳化瀝青，在乳化瀝青上層鋪筑高粘瀝青混合料。由于熱混合料引起乳化瀝青水分蒸發，促使其快速破乳，從而使新舊瀝青層之間快速形成一層粘結性非常強的油膜。

張華通過室內試驗對改性高粘瀝青SMA-13混合料和SBS改性瀝青SMA-13混合料的路用性能進行對比分析。結果表明，改性高粘瀝青SMA-13混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性、抗疲勞性能和抗滑性能均優于SBS改性瀝青SMA-13混合料。黃潔羽[12]通過優化高粘復合改性SMA-13瀝青混合料配比來達到提高SBS改性瀝青材料路用性能的目的，解決市政道路中存在的相關實際問題。

四、總結

通過對于高粘改性瀝青的歸納總結，我們可以認為。(1)高粘改性瀝青在性能方面優于普通基質瀝青。但是高粘改性瀝青的性能受到制備工藝因素的影響較大。(2)在高溫性能測試方面，動態剪切流變儀測得的相位角與車轍因子可以較好的表現高粘改性瀝青的高溫性能。同時粘溫指數、粘溫曲線和零剪切粘度等粘度性質與高溫性能也有著較大的相關性。在低溫性能方面，高粘改性的玻璃化溫度可以比好準確評估瀝青的低溫性能。(3)由于改性劑以及其他添加劑的使用，使得高粘改性瀝青的成本高于普通基質瀝青，使得高粘高粘改性瀝青的推廣受到一定的限制。