多聚磷酸與橡膠粉復(fù)合改性瀝青及其混合料在西藏地區(qū)的應(yīng)用研究

李　鄭

(河南中原高速公路股份有限公司， 河南 鄭州　450000)

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多聚磷酸與橡膠粉復(fù)合改性瀝青及其混合料在西藏地區(qū)的應(yīng)用研究

李鄭

(河南中原高速公路股份有限公司， 河南 鄭州450000)

[摘要]西藏地區(qū)紫外線輻射強(qiáng)烈、晝夜溫差大等氣候條件對(duì)瀝青混合料的抗老化性能和低抗裂性提出了更高要求。為改善西藏地區(qū)瀝青混合料的耐久性，以西藏拉林高速公路為背景提出采用多聚磷酸與橡膠粉進(jìn)行復(fù)配，在優(yōu)選出4種復(fù)配方案的基礎(chǔ)上，采用車轍試驗(yàn)研究了橡膠粉和多聚磷酸(PPA)摻量對(duì)復(fù)合改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響，并基于室內(nèi)模擬老化試驗(yàn)，采用低溫彎曲試驗(yàn)研究了紫外線老化與熱老化前后PPA與橡膠粉摻量瀝青混合料低溫抗裂性能的影響，采用加速加載試驗(yàn)對(duì)優(yōu)選出來(lái)的復(fù)合改性瀝青復(fù)配方案進(jìn)行了篩選，并將其與SBS改性瀝青進(jìn)行了對(duì)比。推薦最佳的復(fù)配方案為20%橡膠粉+1.25%PPA。

[關(guān)鍵詞]道路工程； 多聚磷酸； 橡膠粉； 橡膠粉與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青； 抗老化性能； 低溫抗裂性

0前言

近年來(lái)，以RET和PPA為代表的一類化學(xué)改性劑，其能夠與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化學(xué)鍵或化學(xué)基團(tuán)，由此制備的化學(xué)改性瀝青可彌補(bǔ)SBS等聚合物改性瀝青熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性差、與基質(zhì)瀝青相容性差、加工工藝復(fù)雜、成本較高等問題[1，2]。國(guó)內(nèi)外對(duì)瀝青化學(xué)改性劑進(jìn)行大量研究并取得了一些成果，其中，多聚磷酸(PPA)這種化學(xué)改性劑已得到了廣泛應(yīng)用并取得了良好效果。Baumgardner利用漢堡車轍實(shí)驗(yàn)對(duì)PPA與SBS復(fù)合改性瀝青以及PPA改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行研究[3]，結(jié)果表明多聚磷酸的加入有助于提高混合料的水穩(wěn)定性。John A.D[4，5]采用MSCR試驗(yàn)對(duì)不同油源瀝青進(jìn)行了研究，包括PPA改性、SBS改性、PPA與SBS復(fù)合改性以及PPA與消石灰復(fù)合改性等，結(jié)果表明PPA的加入有助于提高瀝青的高溫性能。趙可等[6]人對(duì)PPA改性瀝青進(jìn)行了流變力學(xué)、組分分析等試驗(yàn)，結(jié)果表明：加入聚磷酸后，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)形態(tài)會(huì)發(fā)生改變，對(duì)于C級(jí)石油瀝青，添加適量的PPA后，其感溫性提升，同時(shí)瀝青高溫性能增加幅度較大。毛三鵬[7]研究了聚磷酸對(duì)SBS改性瀝青性能的影響，結(jié)果表明添加聚磷酸能適當(dāng)降低SBS改性劑用量，改善瀝青高溫性能，防止瀝青的離析，但是PPA會(huì)對(duì)瀝青的低溫性能產(chǎn)生一定的負(fù)面影響?？偨Y(jié)已有研究成果可以發(fā)現(xiàn)，目前對(duì)于PPA改性瀝青及其混合料的研究大部分局限于采用PPA與SBS或SBR進(jìn)行復(fù)配，而且大部分僅僅研究了復(fù)合改性瀝青混合料的高低溫性能和水穩(wěn)定性[8-11]，鮮見PPA與其它改性劑之間的復(fù)配研究，也較少涉及PPA改性瀝青的抗老化性能方面的研究報(bào)道。筆者針對(duì)西藏地區(qū)紫外線輻射強(qiáng)烈、晝夜溫差大等惡劣氣候條件，通過(guò)室內(nèi)模擬老化試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了紫外線老化與熱老化作用下PPA與橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料低溫抗裂性和抗疲勞耐久性，進(jìn)而優(yōu)選出復(fù)合改性瀝青混合料適宜的PPA摻量，為多聚磷酸新型瀝青改性劑在我國(guó)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1原材料配比及復(fù)合改性瀝青制備

1.1試驗(yàn)原材料

瀝青采用SK90號(hào)A級(jí)道路石油瀝青，經(jīng)檢測(cè)瀝青各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。大量研究和工程實(shí)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，高溫性能有較明顯的提高，同時(shí)溫度敏感性降低，但PPA對(duì)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，基于目前多采用多聚磷酸與聚合物復(fù)配改性瀝青方案，本文采用PPA與橡膠粉復(fù)合改性，試驗(yàn)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，表2，參考已有研究成果和河北等地的工程實(shí)踐情況，本文初選的多聚磷酸摻量為0.75%、1% 、1.25%和1.5%。采用長(zhǎng)大泰華40目子午輪胎膠粉，膠粉的篩分試驗(yàn)結(jié)果見表1，表2。經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)初步篩選，初選的橡膠粉摻量為18%、20%、22%、24%(占瀝青質(zhì)量的百分比，下同)。

表1 多聚磷酸改性劑物理指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table1 PolyphosphoricacidmodifierphysicalindicatorsP205濃度/%25℃密度/(g·m-3)沸點(diǎn)/℃79.51.934450表面張力/(N·cm-1)比熱容/(J·g-1℃-1)25℃蒸汽壓/Pa12.81.4972.69

表2 橡膠粉篩分試驗(yàn)結(jié)果Table2 Rubberpowderscreeningtestresults篩孔尺寸/mm通過(guò)百分率/%篩孔尺寸/mm通過(guò)百分率/%2.361000.332.81.181000.1510.10.684.60.0753.2

1.2橡膠粉與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青制備及性能檢測(cè)

多聚磷酸與橡膠粉復(fù)合改性瀝青制備工藝如下： ①將加熱基質(zhì)瀝青到170 ℃后加入預(yù)定質(zhì)量的橡膠粉，邊加入橡膠粉邊快速攪拌，使加入的橡膠粉能在短時(shí)間內(nèi)與基質(zhì)瀝青混合均勻，并快速加熱到所需的試驗(yàn)溫度； ②待膠粉顆粒全部加入后以4 500～5 000 r/min剪切速率剪切45 min，然后175 ℃條件下發(fā)育45 min； ③待橡膠粉改性瀝青發(fā)育完成后，以5 g/s的速率逐漸加入預(yù)定質(zhì)量的多聚磷酸，以500 r/min速攪拌30 min使多聚磷酸能與橡膠粉改性瀝青充分反應(yīng)； ④保持復(fù)合改性瀝青175 ℃溫度不變，溶脹45 min后，繼續(xù)在5 000 r/min高速剪切機(jī)高速剪切45 min，完成復(fù)合改性瀝青制備。制成改性瀝青之后，對(duì)其性能進(jìn)行黏度、錐入度、軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)率試驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

圖1試驗(yàn)結(jié)果表明： ①相同橡膠粉摻量情況下，隨著PPA摻量增大，復(fù)合改性瀝青混合料的針入度減小，軟化點(diǎn)增大，135 ℃運(yùn)動(dòng)粘度顯著增大，軟化點(diǎn)作為瀝青的高溫指標(biāo)，其值越大瀝青的高溫性能越好，可見增大PPA后復(fù)合改性瀝青變硬，高溫性能提高，同時(shí)施工難度增大。此外，復(fù)合改性瀝青5 ℃延度隨PPA摻量的增大而減小，延度作為瀝青的低溫指標(biāo)，其值越小瀝青的低溫性能越差，可見增大PPA摻量將會(huì)對(duì)復(fù)合改性瀝青的低溫抗裂性產(chǎn)生負(fù)面影響，這與已有研究成果相吻合。 ②相同PPA摻量條件下，復(fù)合改性瀝青的135 ℃粘度、針入度、軟化點(diǎn)、延度彈性回復(fù)率均隨著橡膠粉摻量的增大而增大，結(jié)合方差分析，橡膠粉摻量對(duì)復(fù)合改性瀝青的35 ℃粘度、5 ℃延度和彈性恢復(fù)率有顯著影響。 ③以SBS(I-C)技術(shù)指標(biāo)要求：軟化點(diǎn)≥55 ℃，5 ℃延度≥30 cm，135 ℃黏度≤3.0 Pa·s，25 ℃彈性恢復(fù)率≥65%，將圖1，圖2試驗(yàn)結(jié)果與SBS(I-C)改性瀝青技術(shù)要求對(duì)比可優(yōu)選出4種不同復(fù)配方案：復(fù)配方案Ⅰ(20%橡膠粉+0.75%PPA)、復(fù)配方案Ⅱ(20%橡膠粉+1%PPA)、復(fù)配方案Ⅲ(20%橡膠粉+1.25%PPA)、復(fù)配方案Ⅳ(22%橡膠粉+0.75%PPA)，4種橡膠粉與PPA復(fù)合改性方案瀝青指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1　不同改性劑摻量復(fù)合改性瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果Figure 1　Different modifiers dosage composite modified 　asphalt performance test

圖2　不同復(fù)配方案低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果Figure 2　Different complex method temperature bending 　test results

表3 4種復(fù)配方案復(fù)合改性瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果匯總Table3 Fourkindsofcomplexmethodscompositemodi-fiedasphaltperformancetestresults復(fù)配方案試驗(yàn)指標(biāo)135℃粘度/(Pa·s)25℃針入度/(0.1mm)軟化點(diǎn)/℃25℃彈性恢復(fù)率/%5℃延度/%復(fù)配方案Ⅰ2.5868.362.576.635.6復(fù)配方案Ⅱ2.7270.265.878.433.4復(fù)配方案Ⅲ2.9773.166.979.231.9復(fù)配方案Ⅳ2.8774.263.577.338.5技術(shù)指標(biāo)要求≤360～80≥55≥65≥30

2橡膠粉與PPA復(fù)合改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

考慮到西藏地區(qū)鋪筑瀝青路面主要受太陽(yáng)輻射和極端氣溫的影響，SMA混合料雖兼顧高低溫和抗疲勞性能，但其施工難度大，混合料攤鋪碾壓受氣溫變化的影響遠(yuǎn)大于密級(jí)配瀝青混合料，試驗(yàn)段鋪筑時(shí)選用AC-13C混合料，粗細(xì)集料均選用石灰?guī)r，礦粉由石灰?guī)r磨制而成，混合料合成級(jí)配見表4，以馬歇爾法確定復(fù)合改性瀝青混合料最佳油石比，結(jié)果匯總見表5。

表4 AC-13C瀝青混合料礦料級(jí)配組成Table4 AC-13Casphaltmixturegradation篩孔尺寸/mm原材料篩分結(jié)果/%設(shè)計(jì)要求級(jí)配/%10～155～103～50～3礦粉合成級(jí)配上限下限16 10010010010010010010010013.2 79.110010010010095.2100909.57.498.410010010080.885684.750.32.494.798.410050.268382.3600.72.860.510029.750241.180.60.738.710021.338150.60028.610017.128100.315.699.511.22070.1511.295.59.61550.0758.182.47.484摻配比例20316385100

表5 不同復(fù)配方案AC-13C瀝青混合料在最佳油石比下的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果Table5 DifferentcompositemodifiedmarshalltestresultsAC-13Casphaltmixtureattheoptimumratiowhetstone復(fù)配方案OAC/%VV/%VMA/%VFA/%MS/KNFL/mm復(fù)配方案Ⅰ4.844.0115.0673.3711.672.69復(fù)配方案Ⅱ4.864.0615.1073.1111.872.73復(fù)配方案Ⅲ4.894.0015.2173.7011.952.70復(fù)配方案Ⅳ4.984.1015.4273.4112.122.81SBS改性瀝青混合料4.674.0015.0173.3511.932.74

由表5試驗(yàn)結(jié)果可知：4種復(fù)配的各項(xiàng)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果均相差不大，橡膠粉與PPA復(fù)合改性瀝青混合料的各項(xiàng)體積指標(biāo)和馬歇爾強(qiáng)度均滿足現(xiàn)行施工規(guī)范要求，馬歇爾穩(wěn)定度可達(dá)到甚至超過(guò)SBS改性瀝青混合料。

3橡膠粉與PPA復(fù)合改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性

根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中的要求，分別對(duì)SBS改性瀝青混合料和復(fù)配方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ這4種瀝青混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)，驗(yàn)證各種混合料的高溫性能。試件尺寸為300 mm×300 mm×50 mm，輪壓為0.7±0.05 MPa，試驗(yàn)輪速度為42次/min，為試驗(yàn)溫度采用60 ℃，試驗(yàn)前試件在恒溫烘箱中保溫不少于5 h，車轍試驗(yàn)結(jié)果見表6。

車轍試驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)配方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4種瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度由大到小依次是：方案Ⅲ>方案Ⅱ>方案Ⅳ>方案Ⅰ，其中方案Ⅲ的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到了5 110次/mm，大于SBS改性瀝青混合料，可見橡膠粉與PPA復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性。比較方案Ⅰ和Ⅳ可以發(fā)現(xiàn)，相同PPA摻量情況下，增大橡膠粉摻量并不能顯著改善復(fù)合改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，比較復(fù)配方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以發(fā)現(xiàn)：相同橡膠粉摻量下復(fù)合改性瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度隨PPA摻量的增大而增大，PPA摻量由0.75%增大到1.25%，復(fù)合改性瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度

表6 橡膠粉與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果Table6 Rubberpowderandpolyphosphatecompoundmodifiedasphaltmixtureruttingtest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20%橡膠粉+0.75%PPA1.8211.9382.3582.0391.9922.1332.5342.220368432313580345020%橡膠粉+1.0%PPA1.9782.1872.1572.1072.1332.3262.2982.252406545324468435720%橡膠粉+1.25%PPA2.1461.6811.6761.8342.2841.7991.7921.958456553395431511022%橡膠粉+0.75%PPA2.062.0571.7331.9502.2262.2341.8942.1183795355939133757SBS1.8042.1971.9621.9871.942.3382.0922.1234631443848464634

增大了48.1%，分析PPA對(duì)橡膠粉改性瀝青的高溫穩(wěn)定性的改善機(jī)理：從膠體理論的角度來(lái)說(shuō)，PPA的加入改變了橡膠粉改性瀝青的組成結(jié)構(gòu)，使得瀝青組分中的瀝青質(zhì)增加，瀝青質(zhì)的增加，使瀝青中的膠團(tuán)量增加[9-13]，可以吸附更多的膠質(zhì)和分散相，使得膠團(tuán)之間的作用力增強(qiáng)，瀝青黏度增加，PPA與橡膠粉改性劑粒子共同交織形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，復(fù)合改性瀝青膠漿整體性提高使得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。

4多聚磷酸與橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料老化前后抗裂性能

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(duì)瀝青混合料抗老化性能提出具體要求，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(píng)價(jià)瀝青混合料的抗老化性能，對(duì)確保路面使用壽命具有至關(guān)重要的作用[14-16]。參考SHRP提出的瀝青混合料老化試驗(yàn)方法，將松散混合料在135 ℃、4 h強(qiáng)制通風(fēng)條件下烘箱加熱來(lái)模擬短期老化。模擬長(zhǎng)期老化的試驗(yàn)條件：成型小梁的試件在85 ℃、紫外光(波長(zhǎng)350 nm)，光強(qiáng)為60 W/m2，老化時(shí)間1 000 h，研究表明上述老化方法可模擬瀝青路面早期5 a的現(xiàn)場(chǎng)老化效果。本文采用低溫彎曲試驗(yàn)對(duì)優(yōu)化出的4種復(fù)配方案進(jìn)行老化前后低溫抗裂性能研究。

試驗(yàn)時(shí)按照上述試驗(yàn)方法對(duì)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(zhǎng)期老化處理，按照J(rèn)TG E20—2011中的要求成型車轍板，切割尺寸為30 mm×35 mm×250 mm小梁試件，試驗(yàn)前將試件放在恒溫環(huán)境箱中在-10 ℃下保溫6 h，試驗(yàn)時(shí)采用單點(diǎn)加載方式，支點(diǎn)間距200 mm，加載速率為50 mm/min，記錄破壞荷載和破壞應(yīng)變，以老化前后復(fù)合改性瀝青混合料破壞應(yīng)變和抗彎拉強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

老化前后低溫彎曲試驗(yàn)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(qiáng)度均遠(yuǎn)大于3 000 με，滿足規(guī)范要求，可見橡膠粉與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的低溫抗裂性，彎拉強(qiáng)度和彎曲應(yīng)變由大到小依次是方案Ⅳ>SBS>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(duì)橡膠粉改性瀝青混合料的低溫抗裂性沒有負(fù)面影響，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(guó)外一些研究成果相吻合，分析其原因，多聚磷酸與橡膠粉改性瀝青發(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，改變了橡膠粉改性瀝青的組成結(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(lái)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(dòng)性變差，瀝青的脆性增大，但同時(shí)增強(qiáng)了橡膠粉改性瀝青的抗破壞強(qiáng)度，低溫開裂不僅與材料抗變形能力有關(guān)，還取決于材料的強(qiáng)度； ②短期老化后，比較方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以發(fā)現(xiàn)，相同橡膠粉摻量下，0.75%、1%、1.25%PPA摻量的復(fù)合改性瀝青混合料經(jīng)短期老化后彎曲應(yīng)變減小量依次是27.4%、23.1%、13.2%，破話彎曲應(yīng)變由大到小依次：方案Ⅲ>方案Ⅱ>方案Ⅰ，其中方案Ⅱ和Ⅲ的彎曲應(yīng)變?nèi)源笥? 000 με，可見多聚磷酸具有優(yōu)良的抗熱老化性能，PPA對(duì)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4.5%SBS改性瀝青混合料，經(jīng)長(zhǎng)期老化后，彎曲應(yīng)變由大到小依次是方案Ⅲ>方案Ⅱ>方案Ⅳ>方案Ⅰ>SBS，長(zhǎng)期老化后橡膠粉與多聚磷酸復(fù)合改性瀝青混合料的抗老化性能將明顯優(yōu)于SBS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(zhǎng)期老化后的低溫抗裂性，且PPA摻量越大其改善抗老化性能越顯著。

5多聚磷酸與橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料長(zhǎng)期使用性能

采用室內(nèi)小型加速加載試驗(yàn)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常溫、長(zhǎng)期荷載作用下的耐久性。研究表明，加速加載試驗(yàn)即能真實(shí)有效地模擬實(shí)際車輛的荷載作用，又能在短時(shí)間內(nèi)得到路面實(shí)際經(jīng)受長(zhǎng)期車輛荷載作用的路用性能，是現(xiàn)場(chǎng)抗疲勞行為的可靠模擬手段[17]，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠模擬不同環(huán)境條件下實(shí)際車輛荷載對(duì)路面的疲勞損傷作用。加速加載試驗(yàn)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(shí)際車速8 km/h)，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(yàn)過(guò)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(zhǎng)期荷載作用下車轍的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3　不同復(fù)配方案車轍深度隨加載次數(shù)的變化規(guī)律Figure 3　Different composite modified asphalt rut depth 　variation with load times

常溫加速加載試驗(yàn)結(jié)果表明， ① 3種改性瀝青混合料試件在加速加載試驗(yàn)過(guò)程中車轍形成過(guò)程可以明顯的分為3個(gè)階段，即初始?jí)好茈A段、瀝青混合料的側(cè)向流動(dòng)(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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和國(guó)內(nèi)外研究成果相吻合，可見加速加載試驗(yàn)可快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗疲勞耐久性。 ②蠕變穩(wěn)定階段，20%橡膠粉+1.25%PPA方案下的改性瀝青混合料車轍深度最小，表明其抵抗永久變形的能力最優(yōu)，這與車轍試驗(yàn)結(jié)果相吻合。 ③以復(fù)合改性瀝青混合料加載過(guò)程匯總?cè)渥兎€(wěn)定階段和剪切破壞階段過(guò)渡點(diǎn)處的加載次數(shù)作為疲勞壽命，20%橡膠粉+1.25%PPA、SBS改性瀝青混合料、22%橡膠粉+0.75%PPA共3種改性瀝青混合料的疲勞壽命分別為175萬(wàn)、 237萬(wàn)、 242萬(wàn)次，相比4%SBS改性瀝青混合料，20%橡膠粉+1.25%PPA方案可提高瀝青混合料的長(zhǎng)期使用性能。

6結(jié)論

① 針對(duì)西藏地區(qū)高溫差、高紫外線輻射氣候特點(diǎn)，提出采用橡膠粉與多聚磷酸復(fù)配方案，以軟化點(diǎn)≥55 ℃，5 ℃延度≥30 cm，135 ℃黏度≤3.0 Pa·s，25 ℃彈性恢復(fù)率≥65%技術(shù)指標(biāo)要求優(yōu)化出四種橡膠粉與多聚磷酸復(fù)配方案，即：復(fù)配方案Ⅰ(20%橡膠粉+0.75%PPA)、復(fù)配方案Ⅱ(20%橡膠粉+1%PPA)、復(fù)配方案Ⅲ(20%橡膠粉+1.25%PPA)、復(fù)配方案Ⅳ(22%橡膠粉+0.75%PPA)。

② 橡膠粉與PPA復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性，相同橡膠粉摻量下復(fù)合改性瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度隨PPA摻量的增大而增大，PPA摻量由0.75%增大到1.25%，復(fù)合改性瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度增大了48.1%。

③ 橡膠粉與PPA復(fù)合改性瀝青混合料具有優(yōu)良的抗熱老化和抗紫外線老化性能，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，經(jīng)長(zhǎng)期老化后復(fù)合改性瀝青混合料的低溫抗裂性明顯高于SBS改性瀝青混合料。

④ 綜合考慮橡膠粉和多聚磷酸摻量對(duì)復(fù)合改性瀝青混合料低溫抗裂性、抗老化性能和長(zhǎng)期使用性能的影響，推薦最佳的復(fù)配方案為20%橡膠粉+1.25%PPA。

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Study on Application of Polyphosphate and Rubber Composite Modified Asphalt and Its Mixture in the Tibet Region

LI Zheng

(Henan Zhongyuan Expressway Company Limited， Zhengzhou， Henan 450000， China)

[Abstract]Tibet intense ultraviolet radiation，large DIF and other climatic conditions put higher requirement on aging resistance and low crack resistance of asphalt mixture.To improve the durability of asphalt mixture in Tibet，this article is subject to Tibet highway Lalin and proposed using polyphosphate and rubber powder composite modified asphalt，using rutting test study on the effects of the rubber powder and poly phosphoric acid(PPA)content on of the high temperature stability of composite modified asphalt mixture，and based on laboratory simulation aging tests，to study the affect of cracking resistance of composite modified asphalt mixture before and after heat aging and UV aging with different PPA and rubber powder content，Accelerated loading test out the preferred composite modified asphalt complex programs were screened，and with SBS modified bitumen were compared.recommend the best solution for 20 percent compound rubber powder+1.25% PPA.

[Key words]road engineering； polyphosphoric acid； rubber powder； rubber powder and polyphosphate composite modified asphalt； anti-aging properties； low temperature cracking resistance

[中圖分類號(hào)]U 414.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1674-0610(2016)01-0230-06

[作者簡(jiǎn)介]李鄭(1961-)，男，河南長(zhǎng)恒人，高級(jí)工程師，從事研交通、土木工程方面的工作。

[收稿日期]2015-09-06