多聚磷酸與SBS復合改性瀝青及其混合料抗老化性能研究

李麗平， 丁文霞， 盧小麗

(1.中國地質(zhì)大學(武漢)， 湖北 武漢 430074; 2.湖北交通職業(yè)技術(shù)學院， 湖北 武漢 430079; 3.武漢工程科技學院， 湖北 武漢 430200)

多聚磷酸與SBS復合改性瀝青及其混合料抗老化性能研究

李麗平1， 丁文霞2， 盧小麗3

(1.中國地質(zhì)大學(武漢)， 湖北 武漢 430074; 2.湖北交通職業(yè)技術(shù)學院， 湖北 武漢 430079; 3.武漢工程科技學院， 湖北 武漢 430200)

改善瀝青混合料的抗老化性能，對于提高瀝青路面的使用壽命有重要意義，基于室內(nèi)模擬老化試驗，采用低溫彎曲試驗和小梁疲勞試驗研究了紫外線老化與熱老化前后多聚磷酸(PPA)摻量對SBS改性瀝青及其混合料抗老化性能和低溫抗裂性能的影響。試驗結(jié)果表明： PPA有效的提高了復合改性瀝青高溫荷載作用下模量的彈性分量比例，改善了復合改性瀝青及其混合料的高溫抗變形能力，但也會對復合改性瀝青混合料的低溫性能有負面影響，多聚磷酸的摻加能改善復合改性瀝青的溫度敏感性和老化前后的抗疲勞耐久性，增大PPA可顯著提高老化后復合改性瀝青混合料的低溫抗裂性，PPA對SBS改性瀝青的改性機理在于PPA能與SBS改性劑粒子共同交織形成空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，PPA與瀝青質(zhì)膠團中的亞砜基發(fā)生酯化反，增強了SBS改性劑在瀝青中的交聯(lián)作用。

道路工程； 多聚磷酸； 復合改性瀝青混合料； 抗老化性能； 低溫抗裂性； 疲勞性能

0 引言

化學改性劑能夠與瀝青發(fā)生化學反應生成穩(wěn)定的化學鍵或化學基團，由此制備的化學改性瀝青可彌補目前聚合物改性瀝青熱儲存穩(wěn)定性不足、與基質(zhì)瀝青相容性差、加工工藝復雜、成本較高等問題[1,2]。近年來，國內(nèi)外對瀝青化學改性劑進行大量研究并取得了一些成果，其中，多聚磷酸(PPA)已得到了廣泛應用并取得了良好效果。Baumgardner G等[3]利用漢堡車轍實驗對PPA與SBS復合改性瀝青及PPA改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性進行研究，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]采用MSCR試驗對不同油源瀝青進行了研究，包括PPA改性、SBS改性、PPA與SBS復合改性及PPA與消石灰復合改性等，結(jié)果表明PPA的加入有助于提高瀝青的高溫性能， PPA的加入會提升SBS改性瀝青的高溫性能,加入 PPA后瀝青中出現(xiàn)了絮網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，SBS粒子發(fā)生了交聯(lián)，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，使得瀝青整體性能有一定程度的提高。McGennis等[5]對美國亞利桑那州的一個多聚磷酸改性瀝青實體工程進行了連續(xù)9年的跟蹤檢測，分析了使用PPA的技術(shù)優(yōu)勢，肯定了 PPA改性瀝青用于實體工程的可行性。趙可等[6]人對PPA改性瀝青進行了流變力學、組分分析等試驗，結(jié)果表明：加入聚磷酸后，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)形態(tài)會發(fā)生改變，對于C級石油瀝青，添加適量的PPA后，其感溫性提升，同時瀝青高溫性能增加幅度較大。毛三鵬[7]研究了聚磷酸對SBS改性瀝青性能的影響，結(jié)果表明添加聚磷酸能適當降低SBS改性劑用量，改善瀝青高溫性能，防止瀝青的離析，但是PPA會對瀝青的低溫性能產(chǎn)生一定的負面影響?？偨Y(jié)已有研究成果可發(fā)現(xiàn)，目前對于PPA與SBS復合改性瀝青混合料的研究大部分局限于復合改性瀝青常規(guī)性能方面，而且大部分僅研究了復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SBS復合改性瀝青及其混合料抗老化性能方面的研究報道，此外，在確定復合改性瀝青混合料最佳PPA摻量時并未考慮PPA的抗老化作用，且復合改性瀝青及其混合料低溫抗裂性能研究的有些結(jié)論并不一致。本文通過室內(nèi)模擬老化試驗，系統(tǒng)研究了紫外線老化與熱老化作用下PPA與SBS復合改性瀝青混合料低溫抗裂性和抗疲勞耐久性，進而優(yōu)選出復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的推廣應用提供理論依據(jù)。

1 原材料及復合改性瀝青制備

研究表明[1,5,7]，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，溫度敏感性降低，但其低溫性能略有降低，目前多采用多聚磷酸與聚合物復配改性瀝青方案， 參考已有研究成果，本文采用PPA與SBS復合改性，試驗采用濃度為110%的多聚磷酸為添加劑，其主要技術(shù)指標見表1， SBS改性瀝青采用國琳I — B成品改性瀝青(SBS摻量為4%)(見表2)。

表1 多聚磷酸改性劑物理指標Table1 PolyphosphoricacidmodifierphysicalindicatorsP2O5濃度/%25℃密度/(g·m-3)沸點/℃表面張力/(N·cm-1)比熱容/(J·g-1℃-1)蒸汽壓25℃/Pa79519624301071483276

表2 SBS(I-B)改性瀝青技術(shù)指標及要求Table2 SBS(IB)modifiedbitumenspecificationsandrequirements試驗項目規(guī)定值試驗結(jié)果試驗方法針入度(25℃，5s，100g)/(01mm)80～100872T0604延度(5cm/min，5℃)/cm≥40659T0605軟化點(環(huán)球法)/℃≥50842T0606密度(15℃)/(g·cm-3)實測記錄1023T0603

多聚磷酸與SBS復合改性瀝青制備工藝如下[1]： ①稱取預定質(zhì)量的SBS改性和PPA改性劑(摻量為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%)； ②將脫水后的SBS改性瀝青加熱至170 ℃攪拌均勻，再以5 g/s的速率逐漸加入多聚磷酸并勻500 r/min速攪拌30 min； ③保持溫度不變，溶脹25 min,在5000 r/min高速剪切機高速剪切45 min； ④對制備的不同PPA摻量下的復合改性瀝青進行3大指標試驗，試驗結(jié)果如表3所示。

表3試驗結(jié)果表明: ①經(jīng)PPA改性后，復合改性瀝青針入度、軟化點隨PPA摻量的增大，可見摻加PPA可改善復合改性瀝青的高溫性能，且PPA摻量小于1.5%時，增大PPA摻量復合改性瀝青的針入度、軟化點變化較為顯著，PPA摻量超過2%后3大指標試驗結(jié)果變化均趨于平緩，結(jié)合改性瀝青的經(jīng)濟性判斷，復合改性瀝青適宜的PPA摻量不宜超過1.5%； ②相比4%SBS 改性瀝青，隨著PPA摻量的增大復合改性瀝青的延度呈線性關(guān)系下降，可見PPA的摻加會對SBS改性瀝青的低溫抗裂性有不利影響，這一點與國內(nèi)大量研究成果相吻合。

表3 不同PPA摻量復合改性瀝青3大指標試驗結(jié)果Table3 DifferentdosagePPAmodifiedasphaltcompositethreeindextestresults試驗項目PPA摻量/%0051152025規(guī)范要求針入度/(01mm)87286485783682281680～100延度/cm659642632621617611≥40軟化點/℃842863874933946952≥50

2 老化作用對PPA與SBS復合改性瀝青流變性能的影響

2.1 試驗計劃

造成瀝青的老化主要因素包括紫外線老化和熱老化，為更好的模擬瀝青路面中的現(xiàn)場老化過程，短期老化試驗方法為：將不同PPA摻量的復合改性瀝青(質(zhì)量為35 g)注入盛樣瓶中,每組平行試驗8個，以15 r/min±0.2 r/min速度轉(zhuǎn)動，同時開始以流4000 mL/min的熱空氣噴入轉(zhuǎn)動著的盛樣瓶的試樣中，使其在163 ℃±0.5 ℃溫度受熱時間2.5 h。經(jīng)室內(nèi)短期老化后，將所得樣品放入加速老化試驗箱內(nèi)進行長期老化模擬，其試驗條件是： 溫度為40 ℃，相對濕度80%，紫外光(波長350 nm)，光強為60 W/m2，老化時間1000 h，研究表明上述老化方法可模擬瀝青路面早期3 a的現(xiàn)場老化效果。

2.2 DSR試驗結(jié)果及分析

上世紀90年代美國SHRP 計劃引入 DSR 來測量瀝青在特定溫度以及加載頻率下的流變性能，從瀝青粘彈性行為角度提出了相應的控制參數(shù)指標(G*/sinδ、G*sinδ等)，分別以此來評價瀝青的高溫和疲勞性能。G*/sinδ作為瀝青的高溫穩(wěn)定性指標，用于評價瀝青的高溫抗車轍性能，其數(shù)值愈大，表明瀝青的抗高溫能力越好，G*/sinδ也成為抗車轍因子，本文對老化前后不同PPA摻量的復合改性瀝青進行了DSR試驗，試驗時的角速度為10 rad/s(相當于頻率 1.592 Hz)，試驗溫度為72 ℃、以原樣瀝青和旋轉(zhuǎn)薄膜加熱后殘留瀝青的G*/sinδ作為控制指標，選取76 ℃溫度分級進行老化前后對比試驗，結(jié)果見表4。

表4 老化前后復合改性瀝青DSR試驗結(jié)果Table4 CompositemodifiedasphaltDSRtestresultsbeforeandafteraging評價指標老化程度復合改性瀝青PPA摻量/%00510152025未老化708576427937874989438954G?/kPa短期老化893577128737883289858994長期老化983494359436940093129217未老化75．6972．4367．8959．6057．6756．54δ/(°)短期老化67．1270．3165．6762．7158．3657．27長期老化48．1253．6357．4256．4354．3753．69未老化7．0857．6427．9378．5498．7438．954(G?/sinδ)/kPa短期老化8．9358．4128．6378．8328．9859．194長期老化9．8349．4359．4369．49．3129．517

表4試驗結(jié)果表明: ①老化前，隨著PPA摻量的增大復合改性瀝青的相位角都有明顯降低，相位角δ隨著 PPA摻量的增加而減小，說明PPA有效的提高了復合改性瀝青高溫荷載作用下模量的彈性分量比例，改善了復合改性瀝青的高溫抗變形能力，此外PPA摻量小于1.5%時，隨著PPA摻量的增大，復合改性瀝青δ顯著減小，G*/sinδ顯著增大，PPA摻量超過1.5%后，G*/sinδ雖有增大趨勢，但增幅趨于平緩，以此判斷適宜的PPA摻量為1.5%； ②與老化前復合改性瀝青相比，短期老化、長期老化后各PPA摻量下的復合改性瀝青δ增加，而G*/sinδ增大，相應瀝青的車轍因子顯著增加，可見老化作用顯著提高了PPA與SBS復合改性瀝青的高溫穩(wěn)定性； ③相比SBS改性瀝青，從G*/sinδ的角度來說，0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%PPA摻量下，短期老化后車轍因子分別增大了26.1%、10.1%、8.8%、3.3%、2.77%、2.68%，長期老化后車轍因子分別增大了38.8%、23.4%、18.8%、7.0%、6.5%、6.3%，可見摻加PPA具有維持老化前后復合改性瀝青抗車轍因子變化不大的作用，且PPA摻量越大，復合改性瀝青的抗老化性能越好，以PPA摻量對復合改性瀝青抗老化性能的改善效果考慮，建議復合改性瀝青適宜的PPA摻量為2%。

2.3 BBR試驗結(jié)果及分析

按照SHRP規(guī)范要求對PAV后的復合改性瀝青膠結(jié)料進行BBR試驗[3]，測量在恒定荷載和恒定的溫度下復合瀝青膠結(jié)料蠕變斜率和勁度模量，以此2個值反映瀝青路面低溫收縮時膠結(jié)料耗散應力的能力[13]，對于所測試的6種PPA摻量，復合改性瀝青BBR試驗結(jié)果見表5。

表5 老化前后復合改性瀝青BBR試驗結(jié)果Table5 CompositemodifiedasphaltBBRtestresultsbeforeandofteraging試驗溫度/℃評價指標老化程度復合改性瀝青PPA摻量/%00510152025未老化233．9253．4264．5281．4283．5293．5S/MPa短期老化419．4373．3357．4343．2330．2333．9長期老化543．5511．4475．7456．6421．5456．7-18未老化0．4460．4250．4120．3950．3840．371m短期老化0．4310．4100．4050．3830．3740．362長期老化0．3420．3830．3750．3630．3590．343未老化296．6312．1339．2349．1368．2378．2短期老化484．4436．5424．1407．9394．9398．6長期老化608．2576．1539．6520．7524．1521．5-24m未老化0．3220．3040．2930．2750．2650．257短期老化0．2840．2940．2880．2690．2590．251長期老化0．2110．2360．2470．2500．2420．236

由表5試驗結(jié)果可知: ①相同試驗溫度，復合改性瀝青勁度模量S值隨著PPA摻量的增大而增大，同時勁度變化率m值以及變形量隨PPA摻量的增大而變小，可見摻加PPA會對復合改性瀝青低溫抗裂性帶來不利影響，這與已有研究成果相吻合，本文延度試驗也有類似試驗結(jié)果； ②與老化前復合改性瀝青相比，短期老化、長期老化后各PPA摻量下的復合改性瀝青S值增加，而勁度模量變化率m值增大，可見老化作用顯著減低了PPA與SBS復合改性瀝青的低溫抗裂性，尤其是經(jīng)長期老化后復合改性瀝青抗裂性下降最為明顯； ③與SBS改性瀝青相比，摻加PPA后復合改性瀝青勁度模量S和蠕變斜率m值減小的幅度降低，經(jīng)長期老化后復合改性瀝青的進度模量隨PPA摻量增大有減小的趨勢，這表明老化后在低溫情況下PPA改性瀝青具有更好的低溫抗裂性能，因為其勁度模量更小，瀝青相對更有柔性，同時勁度模量變化率m值較大，說明該瀝青中的溫度應力能夠更容易更快地釋放，可見PPA可改善復合改性瀝青老化后的低溫抗裂性。

3 多聚磷酸與SBS復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，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摻量對復合改性瀝青混合料低溫抗裂性和抗疲勞開裂性能的影響。

3.1 低溫抗裂性

采用低溫彎曲試驗評價PPA與SBS復合改性瀝青混合料老化前后的低溫抗裂性，試驗選擇AC — 13C混合料中值級配，粗細集料均選用石灰?guī)r，以馬歇爾法確定復合改性瀝青混合料最佳油石比4.75%，試驗時按照上述試驗方法對拌合均勻的復合改性瀝青混合料分別進行短期老化和長期老化處理，按照JTG 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變，以破壞應變指標來評價瀝青混合料的低溫抗裂性能，試驗結(jié)果見圖1。

圖1 不同PPA摻量復合改性瀝青混合料老化前后低溫彎曲試驗Figure 1 Different PPA content composite modified asphalt low bending test before and after aging

低溫彎曲試驗結(jié)果表明: ①老化前，隨著PPA摻量的增大，復合改性瀝青混合料抗彎拉強度、最大彎拉應變均呈線性減小，相比不摻PPA改性劑，2.5%PPA摻量下復合改性瀝青混合料最大彎拉應變減小了17.3%，2.5%PPA摻量下復合改性瀝青混合料最大彎拉應變?yōu)?405με，仍滿足改性瀝青彎拉應變大于3000με的規(guī)范要求； ②短期老化后，復合改性瀝青彎拉應變隨PPA摻量的增大而線性減小，而彎拉應變隨PPA摻量的增大呈線性增大趨勢相比4%SBS改性瀝青混合料，摻加2.0%、2.5%PPA后復合改性瀝青最大彎拉應變?yōu)?334、3306 με，分別增大了20.6%、17.4%，可見摻加PPA可顯著改善老化后復合改性瀝青混合料的低溫抗裂性，PPA對復合改性瀝青老化后低溫性能的改善作用，主要取決于其顯著的抗老化性能； ③相比4%SBS改性瀝青混合料，經(jīng)長期老化后，隨著PPA摻量的增大，復合改性瀝青混合料抗最大彎拉應變呈二次函數(shù)關(guān)系增大，彎曲勁度模量隨PPA摻量的增大呈線性關(guān)系減小，可見PPA的摻加可顯著改善復合改性瀝青混合料長期老化后的低溫抗裂性。

3.2 抗疲勞耐久性

本部分試驗采用中點加載簡支梁彎曲試驗法，加載模式為控制應力方式，研究表明[7]，這種加載方式下的疲勞壽命如公式(1)所示，其中Nf為達到破壞時的重復荷載作用次數(shù)，也就是疲勞壽命，σ0為初始的彎拉應力,MPa，K和n為試驗回歸系數(shù)，按照應力控制方式回歸出疲勞方程就可以得到回歸參數(shù)K和n, 通過疲勞方程的兩個參數(shù)K和n來反映瀝青混合料的疲勞特性。

(1)

試驗時按照JTG E20—2011中的要求成型車轍板，切割為40 mm×40 mm×250 mm的棱柱體梁型試件，試驗溫度為15 ℃，彎曲疲勞試驗選用0.2～0.3、0.4、0.5共4個應力比，在MTS材料試驗機上采用中點加載方式進行，支點間距為200 mm，加載頻率為10 Hz，加載波形為連續(xù)式正弦波，試驗結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2 復合改性瀝青和短期老化后復合改性瀝青混合料疲勞試驗雙對數(shù)擬合結(jié)果Figure 2 Composite modified asphalt and Short-term aging compound modified asphalt mixture fatigue test logarithmic fitting results

圖3 長期老化后復合改性瀝青混合料疲勞試驗雙對數(shù)擬合結(jié)果Figure 3 Long-term aging compound modified asphalt mixture fatigue test double logarithmic fitting results

疲勞試驗結(jié)果表明: ①相同應力水平下，隨著PPA摻量的增大復合改性瀝青混合料疲勞壽命增加，此外，經(jīng)短期和長期老化后復合改性瀝青混合料疲勞壽命下降幅度較大，可見老化作用對復合改性瀝青混合料抗疲勞耐久性有顯著影響； ②經(jīng)短期和長期老化后，隨著PPA摻量的增大，復合改性瀝青混合料疲勞試驗雙對數(shù)擬合曲線截距K值增大，斜率n值減小，K值越大，疲勞曲線的線位越高，材料的抗疲勞性能越好；n值越大，疲勞曲線越陡，表明疲勞壽命對應力水平的變化越敏感，可見摻加PPA可顯著改善復合改性瀝青混合料老化后的抗疲勞性能； ③比較長期老化后復合改性瀝青混合料疲勞試驗雙對數(shù)擬合參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著PPA摻量增大，擬合曲線截距K增大，斜率n值減小，尤其是PPA摻量小于2%時,隨著PPA摻量的增大復合改性瀝青混合料疲勞壽命隨PPA摻量的增大趨勢較為明顯，而PPA摻量超過2%后老化后混合料疲勞壽命隨PPA摻量增大的趨勢區(qū)域平緩，相比4%SBS改性瀝青混合料，2%PPA摻量可使長期老化后復合改性瀝青混合料的疲勞壽命提高1倍。

4 多聚磷酸對復合改性瀝青的改性機理

① PPA對復合改性瀝青的改善屬于化學改性作用，在PPA的作用下，烷基化苯酚發(fā)生了脫烷基反應，生成了分子量較低的物質(zhì)，與之對應的是酮類物質(zhì)發(fā)生了縮聚合反應[7]，生成了分子量較高的新產(chǎn)物瀝青變硬，改變了SBS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，使得瀝青混合料低溫抵抗變形的能力下降。

② 從膠體理論的角度來說，多聚磷酸的加入改變了SBS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，使瀝青中的膠團量增加[9]，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，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。此外，多聚磷酸會與瀝青質(zhì)膠團中的某些組分發(fā)生酯化反應[10,11]，將瀝青質(zhì)膠團解開，從而改變了瀝青質(zhì)在瀝青中的分布形態(tài)，使得瀝青的物理和流變性能發(fā)生了改變，芳香族羧酸與醚類物質(zhì)分別與PPA單獨加熱時，二者均不會發(fā)生反應，但將二者同時與PPA加熱，則會生成芳基—芳基酮和酯類物質(zhì)[12-14]，這有助于解釋瀝青與PPA反應后瀝青質(zhì)分子量降低，PPA與SBS改性劑粒子共同交織形成空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，復合改性瀝青膠漿整體性提高。

③ 添加PPA，經(jīng)過酸改性后，瀝青的微觀形態(tài)會發(fā)生變化[3,15]，瀝青中的胺鍵和吲哚雙鍵均會與之發(fā)生反應，吲哚的濃度對反應途徑也會產(chǎn)生影響，吲哚濃度較高時，反應會生成兩種物質(zhì)，包括兩個N — H 鍵生成一個N — N鍵，兩個吲哚雙鍵生成一個環(huán)丁基；當濃度較低時，吲哚雙鍵不會發(fā)生成環(huán)反應，而是與PPAO — 離子發(fā)生反應[14,16]，生成硝基磷酸酯等產(chǎn)物，與SBS改性瀝青相比，在老化過程中PPA改性瀝青中羰基等官能團的生成速度相對較慢。

④ 多聚磷酸會與復合改性瀝青中的活性較大的亞砜基發(fā)生化學反應[13,16]，在RTFOT后羰基類物質(zhì)生成相對較少，揮發(fā)較多，從而使得吸光度略有降低。但是在PAV后瀝青中生成的羰基類物質(zhì)相對較多，當瀝青的老化達到了一定的程度且瀝青中的輕質(zhì)組分揮發(fā)基本完成后，其羰基類物質(zhì)的積累也一直在進行，其含量也會隨之增長，進而改善了復合改性瀝青混合料的抗老化性能。

5 結(jié)論

① PPA有效的提高了復合改性瀝青高溫荷載作用下模量的彈性分量比例，改善了復合改性瀝青及其混合料的高溫抗變形能力，且隨著PPA摻量增大，復合改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性提高。

② 隨著PPA摻量的增大，復合改性瀝青混合料彎曲應變呈線性關(guān)系減小，PPA對復合改性瀝青混合料低溫抗裂性有不利影響。

③ 摻加PPA可顯著改善復合改性瀝青混合料的低溫抗裂性和抗疲勞開裂性能，隨著PPA摻量的增大，老化后復合改性瀝青混合料的抗疲勞性能提高，2%PPA摻量可使長期老化后復合改性瀝青混合料的疲勞壽命提高1倍。

④ 綜合考慮PPA摻量對復合改性瀝青混合料低溫抗裂性和抗老化性能的影響，推薦適宜的PPA摻量為1.5%～2.0%。

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

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Study on Anti-aging Performance of Polyphosphate acid and SBS Modified Asphalt and Its Mixture

LI Liping1， DING Wenxia2， LU Xiaoli3

(1.China University of Geoscience, Wuhan, Hubei 430074, China; 2.Hubei Communication Technical College, Wuhan, Hubei 430079， China; 3.Wuhan University of Engineering Science, Wuhan, Hubei 430200, China)

improve the asphalt anti-aging properties, is important to improve the durability of the asphalt pavement, based on indoor simulation aging tests, using low-temperature bending test and trabecular fatigue were involved to study the influence of polyphosphate content on anti-aging properties and cracking resistance of SBS modified asphalt and its mixture，before and after heat aging and UV aging.The results showed that: PPA effectively improve the elastic modulus of the ratio of the weight of the composite modified asphalt temperature under load, to improve its high-temperature composite modified asphalt mixture resistance to deformation, but also on the composite modified asphalt the low temperature properties have a negative impact, Adding polyphosphate compound modified asphalt can improve fatigue durability and temperature sensitivity before and after aging, increasing the PPA can significantly improve aging compound modified asphalt mixture at low temperature cracking resistance, PPA SBS Modified asphalt modification mechanism that PPA with SBS modifier particles together to form a network structure interwoven, esterification reaction and asphaltene micelles sulfoxide group occurred enhanced cross-linking agent in SBS modified asphalt.

road engineering； polyphosphate acid； composite modified asphalt mixture； anti-aging properties； low temperature cracking resistance； fatigue performance

2015 — 04 — 20

國家自然基金項目(51375119)

李麗平(1979)，女，博士，講師，研究領域：路面工程。

U 414.1

A

1674 — 0610(2016)06 — 0250 — 06