巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料路用性能評(píng)價(jià)

王喆 孫亮

摘? ? 要：本文采用巖瀝青/橡膠粉作復(fù)合改性劑，優(yōu)選AC-13礦料級(jí)配制備改性瀝青混合料，進(jìn)行了車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)，并與巖瀝青改性瀝青混合料及SBS改性瀝青混合料的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，對(duì)其路用性能進(jìn)行試驗(yàn)研究與系統(tǒng)評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性的瀝青混合料的力學(xué)性能顯著提高，并使巖瀝青改性瀝青低溫性能不好的情況得到了改善，與SBS改性瀝青相當(dāng)。

關(guān)鍵詞：天然巖瀝青;路用性能;橡膠粉;復(fù)合改性劑

1? 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，公路交通量迅猛增長(zhǎng)，交通密度增大，車輛大型化、軸載重及渠化現(xiàn)象，對(duì)瀝青混凝土路面提出了更高的要求，改性瀝青得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在各種物理、化學(xué)改性劑中，天然巖瀝青以其與基質(zhì)瀝青良好的配伍性和生產(chǎn)便利性日益受到人們的關(guān)注。天然巖瀝青改性技術(shù)由于其相對(duì)較低的材料價(jià)格，優(yōu)異的抗車轍、抗水侵害、抗老化、高耐久性等性能特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用公路路面建設(shè)中，得到了廣大公路工作著的認(rèn)可。但巖瀝青改性瀝青混合料的低溫性能不佳導(dǎo)致了其應(yīng)用僅局限于我國(guó)南方地區(qū)，對(duì)于我國(guó)北方冬季氣溫較低的冬寒區(qū)應(yīng)用受限?；趲r瀝青改性瀝青混合料的低溫劣勢(shì)，我們嘗試加入橡膠粉與巖瀝青進(jìn)行復(fù)合改性，橡膠粉作為一種價(jià)格較為低廉的高分子聚合物瀝青改性劑，可以顯著提高混合料的低溫抗裂性能。

2? 原材料

2.1? 基質(zhì)瀝青、天然巖瀝青、SBS改性劑

2.1.1? 基質(zhì)瀝青

基質(zhì)瀝青選用盤錦90#瀝青，粘稠，無(wú)雜質(zhì)，25℃試驗(yàn)溫度下密度為1.024g/cm3。基質(zhì)瀝青的性能指標(biāo)如表1所示。

2.1.2? 青川巖瀝青

本文采用山東青川天然巖瀝青（NES呈黑褐色，粉末狀），其化學(xué)構(gòu)成為碳81.7%、氫7.5%、氧2.3%、氮1.95%、硫4.4%、鋁1.1%、硅0.18%、及其他金屬0.87%。青川天然巖瀝青的性能指標(biāo)見表2。

2.1.3? SBS

本文采用北京燕山石油化工股份有限公司的牌號(hào)為YH-4303星型SBS，S/B=30/70，相對(duì)分子質(zhì)量約為3.5×105，白色多孔粒狀結(jié)構(gòu)。

2.2? 改性瀝青制備

2.2.1? ?天然巖瀝青改性瀝青的制備

選取天然巖瀝青摻量為10%。首先將基質(zhì)瀝青加熱至160℃～165℃，然后加入巖瀝青改性劑，保持溫度在160℃～165℃，攪拌2h，使改性劑均勻地分散于基質(zhì)瀝青中，制得成品改性瀝青。

2.2.2? ?天然巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性劑改性瀝青的制備

將基質(zhì)瀝青加熱到175～180℃，加入復(fù)合改性劑，攪拌0.5h～1h，使復(fù)合改性劑均勻地分散于基質(zhì)瀝青中，制得成品改性瀝青。

2.2.3? ?SBS改性瀝青的制備

SBS摻量為4%。將容器預(yù)熱到（180±5）℃，在恒溫條件下按比例加入基質(zhì)瀝青和改性劑，手工攪拌混合約30min，使SBS改性劑均勻地分散于基質(zhì)瀝青中，制得成品改性瀝青。

3? 混合料路用性能

本文分別對(duì)10%天然巖瀝青摻量的瀝青混合料、SBS改性的瀝青混合料和巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性的瀝青混合料三種混合料進(jìn)行了高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

4? 結(jié)論

（1）采用巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性劑后，瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度較基質(zhì)瀝青有顯著提高，高溫抗車轍的效果非常明顯。改性后混合料的動(dòng)穩(wěn)定度符合規(guī)范要求。

（2）從凍融劈裂強(qiáng)度比及殘留穩(wěn)定度結(jié)果可以看出，巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性劑改性瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度≥85%，殘留穩(wěn)定度≥90%，都明顯高于基質(zhì)瀝青，表明巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性劑改性瀝青混合料具有良好的抗水損害能力。

（3）由低溫試驗(yàn)結(jié)果可看出，摻入天然巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性劑后，與巖瀝青改性瀝青混合料的低溫破壞應(yīng)變相比，増大了9%，較基質(zhì)瀝青增加了4.5%。說(shuō)明巖瀝青/橡膠粉復(fù)合改性瀝青改善了巖瀝青改性瀝青的低溫性能，可以有效地改善混合料的低溫性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：

王喆，男，沈陽(yáng)市政集團(tuán)有限公司，技術(shù)員，工程師，從事市政材料技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用工作。

孫亮，男，沈陽(yáng)市政集團(tuán)有限公司，技術(shù)中心副主任，工程師，從事瀝青混合料等材料技術(shù)研發(fā)工作。