不同工藝下高模量改性瀝青性能研究

劉囡囡

（青島富林達路橋工程有限公司，山東 青島 266000）

引言

瀝青路面在運營過程中會不同程度的出現車轍、擁包、推移、坑洞、唧漿、網裂等病害，使瀝青路面的使用性能迅速下降，大大降低了公路的社會效益和經濟效益。

目前提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性的方法和措施包括調整瀝青混合料的礦料級配、采用改性瀝青及改性瀝青混合料、加強瀝青路面的材料控制與施工控制等途徑。這些措施在一定程度上對瀝青路面所面臨的問題有所改善，但是如何尋求一種經濟、有效的途徑來解決該問題仍備受關注。高模量硬質瀝青的開發(fā)和應用為瀝青路面結構的設計和使用提供了原材料，選擇適宜的原料是生產優(yōu)質瀝青最經濟的手段。通過直溜、氧化、調和、溶劑脫瀝青、改性和乳化六種工藝，可以在一定程度上改善瀝青的性能。瀝青生產的氧化工藝是在一定條件下，通過使其組成發(fā)生變化，使瀝青向軟化點升高、針入度增大的瀝青轉化，形成低標號瀝青。從化學組成變化來看，氧化工藝可使原料中的膠質和芳香烴的總量下降，瀝青質含量上升，使瀝青變稠變硬。通過直溜、氧化兩種工藝對基礎原油進行瀝青的性能優(yōu)化，研究其性能。

1 瀝青感溫性能

用于表征瀝青感溫性能的指標很多，常用的有針入度指數PI、針入度黏度數PVN、黏溫指數VTS。其中，黏溫指數與材料本質上的流動活化能直接相關，直接反映了黏度隨溫度的變化程度，較好地反映出材料的溫度敏感性；而針入度指數是建立在經驗性試驗數據的基礎上，試驗誤差較大。采用黏溫指數VTS進行分析，瀝青基礎試驗[1]數據見表1。

表1 兩種工藝下的瀝青的指標數據

從表1中可以看出，氧化工藝下瀝青的軟化點明顯高于直溜工藝的瀝青軟化點，反映出氧化工藝下的高溫感溫性能比較差，同時從黏溫指數VTS可以看出，氧化工藝下的瀝青中的瀝青質含量增加，混合體系極性增強，組成大分子的作用力增大，具有較強的抗高溫性能。

2 瀝青PG分級

對兩種工藝下的瀝青進行動態(tài)模量剪切試驗和低溫彎曲小梁試驗，試驗結果見表2。

表2 兩種工藝下動態(tài)模量剪切和低溫彎曲小梁試驗

從表2中可以看出，氧化工藝所得瀝青產品PG分級可以達到82～16，塑性達到98，其高溫性能明顯優(yōu)于直溜工藝。

3 混合料路用性能

采用兩種工藝下的瀝青產品，石料采用玄武巖，進行馬歇爾試驗，成型SMA-13型瀝青混合料，其高溫抗車轍性、水穩(wěn)定性以及低溫抗裂性能等路用性能指標見表3。

表3 兩種工藝下混合料路用性能試驗

從表3中可以看出，氧化工藝的瀝青產品的瀝青混合料抗高溫性能有明顯的提高，其動穩(wěn)定度高出40%，在瀝青混合料承受高溫以及重型荷載作用的同時具有良好的穩(wěn)定性能；其抗水損壞能力也明顯提高，在高溫性能提高的同時，低溫性能也能相互兼顧，滿足指標要求。

4 結語

（1）在直溜和氧化兩種工藝下，都能改善瀝青及瀝青混合料高溫性能。（2）氧化工藝所得瀝青產品PG分級可以達到82～16，塑性達到98，其高溫性能明顯優(yōu)于直溜工藝。（3）氧化工藝的瀝青產品的瀝青混合料的路用性能最為明顯。