使用反應(yīng)性乳化劑實現(xiàn)瀝青結(jié)合料物化軟化研究

李天洋，劉紅瑛，蔣文韜，王俊彪，周馨怡 編譯

(長安大學(xué) 公路學(xué)院， 陜西 西安 710064)

1 簡介

通常可根據(jù)極性和溶解度差異，將瀝青分為飽和分、芳香分、樹脂和瀝青質(zhì)4個組分，簡稱SARA。這些組分的排列聚集方式對瀝青微觀結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，但是目前相關(guān)研究尚存在許多爭議。膠體結(jié)構(gòu)理論是常用的瀝青微觀結(jié)構(gòu)模型之一，可以較好地解釋改性劑(再生劑或軟化劑)與瀝青組分之間的相互作用。瀝青路面會隨時間推移而老化，需要投入大量材料和資金進(jìn)行長期養(yǎng)護工作。因此，道路行業(yè)逐漸開始采用新型工藝，其中包括再生瀝青路面(RAP)，這項技術(shù)的關(guān)鍵目標(biāo)是消除瀝青結(jié)合料老化產(chǎn)生的缺陷，恢復(fù)其原有性能。該目標(biāo)可通過再生劑實現(xiàn)，在理想情況下，此類再生劑能重組結(jié)合料的化學(xué)成分，補充揮發(fā)的物質(zhì)和分散的油脂，促進(jìn)黏聚力。

程培峰等研究了不同摻量的輕質(zhì)油分再生劑對冷再生瀝青混合料性能的改善情況，得出最佳摻量為0.9%；高雪池等提出了一種以中黏度芳烴油為基質(zhì)油，添加70#瀝青和非胺類瀝青抗剝落劑配制而成的再生劑，該再生劑對老化的70#瀝青及SBS改性瀝青均有較好再生效果。但絕大多數(shù)瀝青再生劑不能恢復(fù)原有化學(xué)成分，僅僅起到軟化劑的作用。這些再生劑大多通過添加黏度更低的油性產(chǎn)品來稀釋瀝青中的極性大分子，從而降低黏度。該文提出一種瀝青再生劑的概念，通過向瀝青的極性成分中加入反應(yīng)性乳化劑(十二烯基丁二酸酐，DSA)，從而改變?yōu)r青的膠體排列方式和微觀結(jié)構(gòu)。該文重點研究DSA對不同硬度瀝青的作用，以及對老化瀝青的再生能力。為實現(xiàn)目的，該研究的試驗設(shè)計包括線性黏彈性能，黏性行為，化學(xué)性質(zhì)，微觀結(jié)構(gòu)和黏附性能。同時使用一種輕質(zhì)合成機油作為對照組。

2 材料與方法

2.1 材料

使用針入度值為87 dmm的純?yōu)r青(軟質(zhì)瀝青)作為基質(zhì)瀝青，其軟化點為48 ℃。另外，使用針入度值為13 dmm的硬質(zhì)瀝青來分析再生劑對瀝青硬度的影響，其軟化點為61 ℃。表1為兩種瀝青的化學(xué)組分。

表1 樣品瀝青成分分析

再生劑使用工業(yè)級十二烯基丁二酸酐(DSA)，是一種乳化劑。采用標(biāo)號為10w30的機油作為對照組。

2.2 樣品處理

使用高速剪切機通過熔融共混的方式對基質(zhì)瀝青改性。為了評價添加劑(DSA和合成油)的軟化效應(yīng)，首先將重量百分比為3%的添加劑倒入150 ℃的基質(zhì)瀝青中，攪拌1 h。另外準(zhǔn)備含3%DSA的樣品，分別在90、130和180 ℃3個溫度下攪拌1 h，以此來評估加熱溫度的影響。最后在150 ℃下對含3%DSA的改性瀝青分別攪拌2、3 h，以此研究加熱時長的影響。

利用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗RTFOT(ASTM D2872)和壓力老化器PAV(ASTM D6521)對基質(zhì)瀝青和改性瀝青進(jìn)行人工老化。

然后將融化的成品從攪拌器中取出，冷卻至室溫。最后，將得到的改性瀝青分為若干份，作為樣品。

2.3 試驗與測量

2.3.1 流變學(xué)法

使用ARES-G2流變儀進(jìn)行小振幅振蕩剪切試驗，該儀器配備了一個控制精度在±0.05 ℃的恒溫箱，在應(yīng)力控制條件下運行。由于瀝青性能受溫度影響很大，所以根據(jù)不同測試溫度使用不同試件，即：溫度低于30 ℃時使用尺寸為(25.5±0.1) cm×12 cm×2.65 mm的矩形扭桿；溫度為30～90 ℃時使用直徑為25 mm的圓板。

振蕩剪切等溫掃頻試驗在線性黏彈性區(qū)域內(nèi)以恒定應(yīng)變值進(jìn)行，頻率范圍為(0.1～100) rad/s，溫度變化-30～90 ℃，每隔10 ℃進(jìn)行一次試驗。每次試驗前，將瀝青樣品置于流變儀平行板之間，在試驗溫度下保溫30 min，并采用10 rad/s的頻率、1%的應(yīng)變和1 ℃/min的升溫速率進(jìn)行掃描試驗。

在每個試驗溫度下進(jìn)行掃描時，所有試驗都應(yīng)在每個樣品的線性黏彈性區(qū)域內(nèi)應(yīng)變良好的條件下運行。低溫下線性黏彈性區(qū)域的邊界以樣品破壞來表征，所以扭桿的應(yīng)變掃描在-30 ℃下進(jìn)行，從而研究結(jié)合料的低溫抗裂性能。

在60 ℃和0.001～30 s-1的剪切速率范圍下，使用直徑為25 mm的圓板和間隙為1 mm的動力剪切流變儀進(jìn)行黏性流變測試。

根據(jù)AASHTO T315標(biāo)準(zhǔn)，使用旋轉(zhuǎn)黏度計測試在135 ℃下加熱30 min后結(jié)合料的黏度。

依據(jù)AASHTO T313標(biāo)準(zhǔn)，采用彎曲梁流變儀(BBR)進(jìn)行低溫蠕變試驗。將預(yù)先成型的瀝青矩形梁(125 mm×12.5 mm×6.25 mm)放置在流變儀上，水浴冷卻至預(yù)定溫度，然后施加一個450 g恒載，監(jiān)測梁隨時間產(chǎn)生的撓度變化，以此確定梁的剛度。剛度(S)和剛度曲線(logS-logt)斜率(m)用來表示結(jié)合料的低溫特性。試驗選擇-12 ℃作為基準(zhǔn)測試溫度。 為了確定Superpave AASHTO標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最小通過溫度，又按照±6 ℃的間隔進(jìn)行了額外的BBR測試。每個試驗至少重復(fù)2遍。

2.3.2 傅里葉變換紅外光譜試驗(FTIR)

使用光譜儀對純DSA、基質(zhì)瀝青和DSA-瀝青混合體系進(jìn)行FTIR試驗。用THF溶解(每25 mL溶劑中加入約0.7 g樣品)得到薄膜樣品，接著從樣品中取幾滴滴在裝有NaCl的盤子上，在室溫下蒸發(fā)溶劑，然后將盤子放置在合適的樣品架上。FITR光譜記錄的波數(shù)范圍是4 000～625 cm-1，分辨率為4 cm-1。每種樣品做3次平行試驗，結(jié)果取3次試驗的平均值。由于薄膜樣品厚度不同，為了便于比較，對已記錄的光譜做標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2.3.3 原子力顯微鏡(AFM)

使用原子力顯微鏡觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)特征，所有圖像都在25 ℃的輕敲模式下獲取。樣品通過熱鑄法制備，即滴一滴測試樣品在直徑為12 mm的鋼盤上，將盛有樣品的鋼盤放置在140 ℃電熱板上加熱2 min，使表面平整。將形成的薄膜冷卻至室溫，蓋好防塵罩，在成像前至少退火24 h。該退火處理使瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)有序排列。

2.3.4 接觸角測量

借助高溫量角器測量接觸角，并采用液滴法監(jiān)測瀝青在底盤上的擴散。液滴側(cè)視圖由CCD相機多次拍攝獲取。通過帶錐形尖端的直徑1.5 mm的手動黃銅注射器在試驗溫度下將瀝青液滴沉積在熱底盤上。

液滴側(cè)面圖采用軸對稱液滴形狀剖面分析技術(shù)。每個樣品進(jìn)行幾次沉積試驗，以確保試驗過程中瀝青與集料間的熱平衡。該礦料底盤是由3 mm厚的硅質(zhì)礦物硬砂巖拋光片組成。

3 結(jié)果與討論

3.1 時間和溫度對流變特性的影響

使用3%的DSA在150 ℃條件下對針入度為80～100 dmm的軟質(zhì)瀝青(在RTFOT前后)和針入度為13～22 dmm的硬質(zhì)瀝青改性處理1 h，然后在60 ℃條件下進(jìn)行穩(wěn)態(tài)剪切流變試驗。此外，在不同時長(1～3 h)和溫度(90～180 ℃)下處理DSA改性軟質(zhì)瀝青。黏性函數(shù)結(jié)果見圖1、2。由圖1、2可知：在低剪切率下所有樣品的牛頓區(qū)域都較寬。

圖2 DSA和機油對瀝青60 ℃黏度的影響

如圖1(a)所示，對軟質(zhì)瀝青來說，150 ℃下加熱1 h獲得的DSA改性瀝青黏性更小，但差異不大。相比之下，在150 ℃下加熱更長時間后黏性明顯增大，很可能是瀝青氧化反應(yīng)造成的，如圖1(b)所示。因此，以150 ℃的溫度和1 h的處理時長作為最佳處理條件。

比較DSA改性瀝青和RTFOT基質(zhì)瀝青，由圖1(a)和圖2結(jié)果可知：無論瀝青的硬度大小，DSA都可起到軟化作用。DSA添加到任意基質(zhì)瀝青都能顯著降低其在60 ℃下的黏度值，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對照組機油改性瀝青的黏度值。135 ℃下結(jié)合料的黏度也存在同樣趨勢，如表2所示。因此，DSA在較高溫度下具有優(yōu)異的軟化性能。而且，鑒于報告中的黏度值在135 ℃時明顯低于3 Pa·s的限值，由Superpave規(guī)范可知，DSA和油類改性瀝青均滿足瀝青路面結(jié)構(gòu)的高溫黏度要求。

表2 軟質(zhì)瀝青樣品黏度值

最后，考慮到軟化的目的是恢復(fù)老化路面性能，所以軟質(zhì)瀝青需要在經(jīng)過短期老化(RTFOT)后再用3%DSA改性。得到的流變曲線如圖1(a)所示，表明瀝青在老化階段發(fā)生了顯著硬化。但在加入DSA后，經(jīng)過RTFOT老化的瀝青黏度降低，彌補了老化的不利影響，比對照組有效。因此，可認(rèn)為DSA是一種可行的老化瀝青再生劑。

3.2 線性黏彈特性

對RTFOT老化基質(zhì)瀝青和改性瀝青樣品進(jìn)行等溫頻率掃描和等時溫度測試，表征其線性黏彈特性。

用不帶垂直位移的水平位移影響因子αT將它們疊加，形成一條主曲線如圖3所示。參照溫度(Tref)為30 ℃，為試驗所選溫度范圍(-30～90 ℃)的中間值。在該溫度范圍內(nèi)，使用 WLF方程能夠很好地描述位移因子和溫度的依賴關(guān)系。影響因子按照式(1)計算：

(1)

式中：參數(shù)C1和C2的值見表2。

疊加產(chǎn)生線性黏彈性材料函數(shù)的平滑連續(xù)曲線，得到的主曲線可用來反映受測材料的特性。

當(dāng)時間-溫度等效時，可將等溫頻率掃描試驗轉(zhuǎn)化為固定頻率的溫度掃描曲線。通過式(2)將已疊加的主曲線轉(zhuǎn)換為等時曲線，如圖4所示。

(2)

式中：C1、C2為WLF方程的參數(shù)；ω為減少的頻率，通過不同溫度下的試驗頻率掃描曲線獲得；ω0為溫度掃描試驗的固定頻率(選擇10 rad/s以便于與試驗曲線作對比)。

圖3 儲存與損耗模量主曲線

圖4 儲存與損耗模量對比和離散弛豫譜

由圖4可知：純?yōu)r青的頻率和溫度相關(guān)性轉(zhuǎn)換可有效進(jìn)行，因為在整個溫度區(qū)間上，溫度掃描曲線能夠疊加在儲存和損耗模量的試驗曲線上。

另外，根據(jù)式(3)、(4)的關(guān)系，可以使用廣義麥克斯韋模型描述動態(tài)線性黏彈性函數(shù)，其中每一個松弛時間λi都與松弛系數(shù)Gi有關(guān)；Ge是彈性模數(shù)；N是松弛模式的數(shù)量(圖4插圖)。

(3)

(4)

松弛時間譜可以確定一些能有效評估每種添加劑效果的參數(shù)。表3中列出的參數(shù)通過方程(5)～(8)來確定：參照30 ℃下材料的零剪切極限黏度η0，材料最終松弛時間λt，玻璃態(tài)模數(shù)Gg，基于η0的改性指數(shù)(M.I.)。

(5)

(6)

(7)

(8)

可以看出：經(jīng)RTFOT后的純?yōu)r青和改性瀝青黏彈性函數(shù)的變化十分相似，如圖3、4所示。在高頻或低溫下，出現(xiàn)一個發(fā)育良好的玻璃態(tài)區(qū)域，其特點是損耗模量最大，且存儲成分值恒定。隨著頻率的降低或溫度增加，會發(fā)現(xiàn)G′和G″會呈穩(wěn)定下降趨勢，同時兩者有一處相交?？梢杂^察到，隨著頻率降低(或溫度增加)，會出現(xiàn)一個從玻璃態(tài)到牛頓區(qū)域的連續(xù)過渡。

3.3 DSA在高溫下的效果

軟化劑的效果如圖3所示，兩種添加劑都使黏彈性模量顯著下降，尤其是在從中溫到高溫范圍內(nèi)。所以，DSA和機油改性劑在整個溫度范圍內(nèi)使結(jié)合料的硬度降低，這是保證再生劑能彌補瀝青結(jié)合料力學(xué)性能損失的必要條件，從而避免瀝青路面發(fā)生失效破壞。

在參考溫度30 ℃下，通過η0和最終松弛時間λt來量化軟化效果?？傻贸霰卉浕癁r青的λt值越低，過渡到流動區(qū)域的頻率越高，同時η0值越低，該區(qū)域的黏度越低。最后，得出改性指數(shù)為負(fù)值，可證明這些添加劑的軟化能力。

如表4所示，由高溫下的AASHTO車轍因子(|G*|/sinδ)可知，添加了機油和DSA的瀝青在較低的溫度下達(dá)到車轍因子臨界值，表明在高溫下改性瀝青樣品的硬度在降低。

表4 部分AASHTO參數(shù)值

3.4 DSA在低溫下的效果

為了探索低溫效應(yīng)，圖5為由-30 ℃頻率掃描得到的復(fù)數(shù)模量和損耗正切值。

圖5 -30 ℃復(fù)數(shù)剪切模量和損耗正切值

由圖5可知：在該溫度下，兩者呈明顯的相反趨勢。添加3%DSA獲得了最小的G*和最大的tanδ，表明改性瀝青材料具有更好的低溫柔韌性以及熱力學(xué)性能。

此外，根據(jù)AASHTO M320標(biāo)準(zhǔn)，使用BBR蠕變試驗來確定PAV老化瀝青結(jié)合料的低溫性能。如表5所示，在-12 ℃時，彎曲蠕變剛度隨著軟化劑的增加而減少，但蠕變率(m值)略有增加。兩種趨勢都表明老化硬質(zhì)瀝青結(jié)合料的軟化程度較高，導(dǎo)致低溫條件下收縮性能的提高，這也能由較低的BBR通過溫度值得出。根據(jù)這個結(jié)果，可以認(rèn)為瀝青結(jié)合料獲得了更好的抵抗低溫開裂的能力，因為較低的剛度可以減少改性樣品路面熱應(yīng)力的積累，并伴有更高的蠕變速率，從而有助于釋放這些應(yīng)力。

表5 BBR試驗結(jié)果

然而，柔性路面的溫度裂縫是由線性黏彈性范圍外應(yīng)力(或變形)引起的，與上述結(jié)果不一致，這是應(yīng)力(或應(yīng)變)受限于線性響應(yīng)體系的結(jié)果。因此，為了揭示體系超出線性黏彈性極限的力學(xué)響應(yīng)，該文在低溫下進(jìn)行了應(yīng)變掃描試驗。圖6為在最低試驗溫度-30 ℃和10 rad/s的頻率下基質(zhì)瀝青和改性瀝青的復(fù)數(shù)剪切模量(矩形扭桿)隨變形的演化過程?？梢缘贸?，在線性黏彈性區(qū)域的最后，復(fù)數(shù)剪切模量值并非連續(xù)減小，而是陡然降低，表明試樣發(fā)生了斷裂。在此條件下，玻璃態(tài)區(qū)域內(nèi)的樣品在承受足夠大的應(yīng)力后發(fā)生斷裂，缺乏彈性導(dǎo)致脆性破壞?？梢缘贸?，DSA和機油改性瀝青的斷裂應(yīng)變明顯高于純?yōu)r青，證明對應(yīng)的瀝青路面可獲得更高的抵抗溫度裂縫發(fā)展的能力。

圖6 應(yīng)變復(fù)數(shù)剪切模量的變化

3.5 化學(xué)作用和微觀結(jié)構(gòu)

表1中的SARA分析法可以解釋RTFOT造成的硬化作用，如圖1(a)所示。老化過程中的化學(xué)變化是源于氧化反應(yīng)和部分輕質(zhì)組分的蒸發(fā)，從而形成了從芳香分到樹脂再到瀝青質(zhì)的轉(zhuǎn)變順序。

一般來說，由DSA引起的軟化是烯基琥珀酸酐的化學(xué)作用和瀝青膠體穩(wěn)定性改變共同作用的結(jié)果。所以，表1指出DSA對純?yōu)r青和RTFOT瀝青的改性會對氧化作用產(chǎn)生相反的影響效果，有助于還原老化產(chǎn)生的化學(xué)變化。

采用紅外光譜法對DSA、純?yōu)r青和軟化瀝青(3%DSA)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行評估，如圖7所示。為了便于對比和評價，還準(zhǔn)備了一組采用低溫THF共溶法制備、含3%DSA的未加熱瀝青的數(shù)據(jù)。并利用1 376 cm-1位置的峰值對光譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

圖7 不同瀝青的FTIR光譜

如圖7所示，純DSA和未加熱DSA改性瀝青樣品的光譜在羰基區(qū)域呈現(xiàn)出兩條易分辨的拉伸帶，集中在1 785 cm-1和1 863 cm-1位置，是典型的環(huán)酐羰基的特征峰。相比之下，純?yōu)r青在這個區(qū)域沒有出現(xiàn)峰值。未加熱DSA改性瀝青樣品出現(xiàn)這樣的光譜是因為純?yōu)r青和DSA的簡單混合，在室溫下兩者并未發(fā)生化學(xué)作用。相比之下，150 ℃加熱1 h的DSA改性瀝青的數(shù)據(jù)顯示上述羰基區(qū)域峰值明顯減小，并在1 700～1 750 cm-1區(qū)域出現(xiàn)了一個明顯的吸收帶，證明有關(guān)酸酐基團的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了新化學(xué)物質(zhì)。考慮到這些基團出現(xiàn)在瀝青的極性分子中，則可能發(fā)生取代反應(yīng)，如圖8所示。每一個DSA分子在瀝青中與羰基或氨基反應(yīng)生成一個支鏈羧酸基，并通過共價酯鍵或酰胺鍵附著于相應(yīng)的極性瀝青分子上。在1 700～1 750 cm-1發(fā)現(xiàn)的強帶是羰基(即羧酸)的吸收重疊，形成原因是游離氫鍵和羧酸基團以及酯中的羰基官能團。

圖8 DSA和瀝青極性分子之間的化學(xué)反應(yīng)

另一方面，在1 785 cm-1和1 863 cm-1處出現(xiàn)的環(huán)酐羰基峰值可以表明未反應(yīng)(或附著)的DSA分子與氨基基團反應(yīng)形成琥珀酰亞胺基團。同時，琥珀酰酐和氨基基團在極性化合物中反應(yīng)形成新的琥珀酰亞胺交聯(lián)劑，促進(jìn)在1 700～1 750 cm-1范圍內(nèi)形成酰亞胺強吸收帶。

因此，反應(yīng)性DSA和瀝青極性化合物(主要是樹脂和瀝青質(zhì))之間的化學(xué)作用和隨之形成的共價鍵共同產(chǎn)生新物質(zhì)，同時也形成了一種非極性烷基長鏈，如圖8所示。這些新結(jié)構(gòu)，尤其是方向向外的非極性脂肪族尾部，會影響極性化合物反應(yīng)生成更大結(jié)構(gòu)的方式，這些結(jié)構(gòu)是瀝青膠體模型的基礎(chǔ)。瀝青中極性分子的結(jié)合程度和分散狀態(tài)對瀝青的熱力學(xué)和熱流變性能有重大影響。

由上述反應(yīng)過程可知，兩性表面活性劑的頭部極性基團為瀝青質(zhì)提供反應(yīng)場所，但其疏水性尾部會作為空間屏障，阻止其他瀝青分子或瀝青質(zhì)-表面活性劑聚合體進(jìn)一步結(jié)合。附著的長鏈有助于增強烴類延展性介質(zhì)的混溶性，以及為進(jìn)一步反應(yīng)提供空間屏障。因此，DSA會使瀝青質(zhì)締合和聚合過程受到抑制，將顯著降低微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，使材料發(fā)生軟化，這與流變學(xué)結(jié)果所證明的軟化效果相吻合。

為驗證這個假設(shè)，使用AFM進(jìn)行觀測瀝青，該技術(shù)可同時記錄懸臂震蕩的形貌和相移，提供不均勻樣品的表面作用特性的映射。此外，這種相位成像技術(shù)也被用來探究瀝青的黏附力和黏彈性能，其響應(yīng)與表面硬度的變化有關(guān)。為獲取可靠數(shù)據(jù)，樣品的制備和保存至關(guān)重要，試驗采用熱鑄法，保證樣品以固態(tài)保存。

基質(zhì)瀝青和DSA改性瀝青的相變AFM相變圖像如圖9所示，兩者形態(tài)相似，特點是區(qū)域分散比較細(xì)，平均直徑小于0.4 μm，而且被連續(xù)基質(zhì)包圍。根據(jù)經(jīng)驗，該結(jié)構(gòu)是瀝青的一種典型結(jié)構(gòu)。雖然DSA對熱力學(xué)響應(yīng)有明顯改善，但對體系的表面形態(tài)改變很小。因此，盡管瀝青經(jīng)DSA改性后出現(xiàn)了較少的區(qū)域差異，但差異不大，不足以建立一個可靠結(jié)論。

圖9 不同瀝青AFM圖像

3.6 接觸角測量

瀝青再生劑的潤濕能力也十分重要，可通過測量瀝青液滴輪廓的切線與固態(tài)基質(zhì)表面之間的接觸角來評估。

在目前的研究中，接觸角是直接從液滴輪廓表面的切線與固體基質(zhì)表面形成的角度來測定的，其頂點位于液滴輪廓的三相接觸點。該試驗采用動態(tài)試驗。

如圖10所示，加入DSA使測得的接觸角數(shù)值變小，且隨時間增加差異變大。由于瀝青與礦物集料之間的黏附能取決于接觸角的平均值，這一結(jié)果說明添加了DSA后，瀝青結(jié)合料的表面自由能減小。同時，該結(jié)果也解釋了結(jié)合料對集料表面更好的裹覆和整體界面黏聚性的增強，其中界面黏聚性與路面混合物的整體抗斷裂性的增強間接相關(guān)。

圖10 110 ℃不同瀝青液滴側(cè)視圖

樣品潤濕能力源自發(fā)生在集料極性表面和非極性瀝青之間的物理化學(xué)作用。在硅質(zhì)雜砂巖的特殊條件下，由于酸的表面與瀝青環(huán)烷酸具有反作用，妨礙了礦物集料與瀝青之間的黏結(jié)過程，所以成膜過程會受到限制。然而，DSA分子和瀝青極性酸基團結(jié)合，提供了空間屏障，防止瀝青中的官能團與硅質(zhì)集料表面物質(zhì)相互作用，并在硅質(zhì)集料表面留下活性區(qū)域，如圖8所示，這些區(qū)域和瀝青中的氮基團形成強耐水鍵，促進(jìn)瀝青與集料的黏附。

4 結(jié)語

根據(jù)試驗記錄的主曲線和黏性流動試驗，DSA具有再生能力，在整個作用溫度范圍內(nèi)可作為一種有效的瀝青軟化劑，比對照組的機油效果更優(yōu)。加入DSA后，瀝青低溫性能顯著增強，表現(xiàn)為力學(xué)譜中的玻璃態(tài)區(qū)域往低溫移動，并伴隨彎曲蠕變勁度降低和蠕變率增加，因此可在開裂失效前抵抗更高的應(yīng)力。

DSA產(chǎn)生了真正的物理化學(xué)再生過程，DSA在瀝青中與極性化合物發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，并相互結(jié)合。這些新的化學(xué)物質(zhì)影響了這些極性化合物結(jié)合形成更長結(jié)構(gòu)的方式，從而改變了瀝青結(jié)合料的膠體穩(wěn)定性，使其軟化。

此外，試驗顯示DSA改性瀝青在干燥硅質(zhì)集料界面上形成的接觸角有所減小，證明DSA能提高結(jié)合料的黏附力和潤濕能力。