新型瀝青添加劑特性及其混合料性能研究

【摘要】瀝青是工程中經(jīng)常使用的原料，為了提高瀝青的使用性能，相關(guān)人員通過不斷地研究與實(shí)驗(yàn)，開發(fā)出了很多種能夠提高瀝青性能的添加劑。這些添加劑的使用不僅提高了瀝青的性能，還延長(zhǎng)了瀝青的使用年限。本文主要從瀝青結(jié)合料以及瀝青混合料角度來分析，新型瀝青添加劑對(duì)其性能的具體影響，希望為研究新型瀝青添加劑特性的人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】新型瀝青;添加劑;混合料;性能;研究

因?yàn)闉r青道路路面普遍存在著一些問題，相關(guān)人士為了降低這些問題發(fā)生的概率，提高瀝青路面的質(zhì)量，經(jīng)常使用的方法就是在瀝青中加入一些添加劑，其效果十分顯著，傳統(tǒng)的添加劑主要有三種，第一種是樹脂類;第二種是橡膠類;第三種是共聚物類。近些年來，相關(guān)研究學(xué)者有研究出新型添加劑，這種新型添加劑有進(jìn)一步提高了瀝青的使用性能。在此筆者就以這種新型添加劑為出發(fā)點(diǎn)，來探討其對(duì)瀝青混合料性能產(chǎn)生的影響。

一、新型添加劑對(duì)瀝青結(jié)合料性能產(chǎn)生的影響

1、高溫性能方面產(chǎn)生的影響

正是因?yàn)闉r青具有抗高溫的性能，所以才成為道路路面的主要使用材料，但是如何能夠讓這種抗高溫的性能處于持續(xù)穩(wěn)定的狀態(tài)，成為研究的重點(diǎn)。相關(guān)實(shí)踐證明，瀝青結(jié)合料的耐高溫性能，要比瀝青強(qiáng)很多。

評(píng)價(jià)瀝青高溫性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)是軟化點(diǎn)。所謂軟化點(diǎn)就是我們經(jīng)常說說的等粘溫度。軟化點(diǎn)與瀝青結(jié)合料高溫性能成正比，也就是說軟化點(diǎn)低，瀝青結(jié)合料的高溫性能也就低。如果在建設(shè)道路中，使用的瀝青有很高的軟化點(diǎn)，則即使在高溫持續(xù)的狀態(tài)下，瀝青路面也不會(huì)出現(xiàn)太大的變形，保證了瀝青路面正常的使用。通過實(shí)踐證明利用傳統(tǒng)的添加劑，其瀝青結(jié)合料的高溫性能都得到了明顯的提高，而使用新型的添加劑其提高幅度更大，效果更加明顯。

2、感溫性能方面產(chǎn)生的影響

評(píng)價(jià)瀝青結(jié)合料的感溫性能是否達(dá)到一定的要求，其評(píng)價(jià)方法有很多種，其中普遍使用的是針入度指數(shù)，英文縮寫為PI。這主要是由于針入度指數(shù)是由5-30℃之間變化，而道路路面的溫度通常在-30至60℃，所以用針入度指數(shù)能夠明顯的表示出路面在這一區(qū)間的敏感性。我國就將其看作是評(píng)價(jià)瀝青使用性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。瀝青結(jié)合料在摻入一定的新型添加劑之后針入度制度會(huì)發(fā)生一定的變化。如圖所示。

瀝青膠結(jié)料針入度指數(shù)變化（TPS、路孚8000和Sasobit是新型添加劑的代表）。

從圖可知，隨著這三種新型的添加劑添加量的增加，針入度指數(shù)隨著增大，但是在摻入量增加的同時(shí)，瀝青結(jié)合料溫度敏感性也發(fā)生了變化，出現(xiàn)了明顯下降的趨勢(shì)，這就說明瀝青結(jié)合料能夠適應(yīng)更大的溫度范圍。而且從圖中可以明顯的看摻入TPS和路孚8000越多，其瀝青結(jié)合料的感溫性能也得到明顯的提高，這就說明這兩種新型添加劑對(duì)瀝青結(jié)合料的感溫性能影響十分顯著，相關(guān)人員可以根據(jù)不同的要求來選擇不同的新型添加劑，這樣才能取得良好的效果。

3、低溫性能方面產(chǎn)生的影響

瀝青質(zhì)量的好壞，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也很多，延度就是其中之一。經(jīng)過多次的實(shí)踐證明，在瀝青結(jié)合料中加入一些添加劑之后，而延度發(fā)生了明顯的變化，主要是加入的越多其延度就越小，但是拉力卻顯著提高了，而加入新型添加劑路孚8000之后，其延度降低更加顯著，但是與新型添加劑TPS相比，無論是延度，還是拉力都沒有TPS大。在低溫的狀態(tài)下，延度與開裂性有著息息相關(guān)，利用新型的添加劑TPS、路孚8000都能時(shí)延度明顯的降低，但是拉力卻得到了明顯的增強(qiáng)，這樣瀝青結(jié)合料抵抗開裂的能力就得到了明顯的提升。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用新型添加劑Sasobit，其瀝青結(jié)合料的延度并沒有出現(xiàn)太大的變化，并且會(huì)出現(xiàn)斷面纖細(xì)的情況。

二、新型添加劑對(duì)瀝青混合料性能的影響

1、瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性

車轍試驗(yàn)是評(píng)價(jià)瀝青混合料在規(guī)定溫度條件下抵抗塑性流動(dòng)變形能力的方法，通過測(cè)定車輪荷載作用次數(shù)與板塊試件變形的關(guān)系，得出瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度（DS）可作為評(píng)價(jià)其抵抗永久變形的指標(biāo)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，加入三種新型添加劑和SBS改性劑的瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度都達(dá)到了規(guī)范要求的大于3000次/mm的要求。三種添加劑對(duì)高溫性能都有較大的改善，都比SBS改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度要高，尤其是路孚8000動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到了7920次/mm，對(duì)高溫性能的改善非常顯著。同時(shí)加入添加劑后變形量有明顯減少，表明抗車轍能力有較大提高。

2、瀝青混合料的抗疲勞性能

瀝青路面在使用期間經(jīng)受車輪荷載的反復(fù)作用，長(zhǎng)期處于應(yīng)力應(yīng)變交迭變化狀態(tài)，致使路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度逐漸下降。經(jīng)過一段時(shí)期在荷載作用下路面內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)超過路面結(jié)構(gòu)的抗力從而產(chǎn)生疲勞破壞。本研究的疲勞試驗(yàn)采用應(yīng)變控制的荷載模式，即在重復(fù)加載的疲勞試驗(yàn)過程中應(yīng)變量保持不變。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)可知，路孚8000、TPS和SBS改性瀝青對(duì)疲勞性能均有較大的改善，但是SBS和TPs改善效果較顯著，尤其是TPS，疲勞壽命達(dá)到了70多萬次，非常顯著的提高了瀝青混合料的疲勞性能，SBS的疲勞壽命與基質(zhì)瀝青相比也增加了3倍以上。

對(duì)于sasobit，由于其獨(dú)特的改性機(jī)理，使得瀝青勁度增大，在本次以應(yīng)變控制模式的疲勞試驗(yàn)中得出的結(jié)果是疲勞壽命減小，在以應(yīng)力控制模式的疲勞試驗(yàn)中，其疲勞壽命應(yīng)該會(huì)比基質(zhì)瀝青的大。路孚8000雖然勁度也增大，但是與sasobit改性機(jī)理不同，在本次試驗(yàn)中疲勞壽命仍然增加。

三、結(jié)語

綜上所述，可知新型添加劑對(duì)瀝青結(jié)合料以及瀝青混合料的性能都有明顯的改善，文中介紹了三種新型添加劑，這三種新型添加劑對(duì)瀝青結(jié)合料以及混合料的性能各有不同的影響，相關(guān)人士應(yīng)該根據(jù)瀝青路面不同的要求，來選擇不同的新型添加劑，或者按照一定的比例將三種結(jié)合以來使用，效果更加明顯。本文是筆者經(jīng)過多年的新型瀝青添加劑研究經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，希望為提高瀝青路面的使用年限提供借鑒，為新型瀝青添加劑的發(fā)展提供參考。

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