不同品種改性劑對基質瀝青的改性效果研究

江建坤，許明雪

（1.浙江省交通規劃設計研究院，浙江 杭州 310006；2.蒼南縣交通規劃設計所，浙江 溫州 325800）

0 引言

不同的改性劑對同一種基質瀝青的改性效果不同，有的改善其高溫性能，有的改善其低溫性能，有的對高、低溫性能均有所改善。本文通過一定的加工工藝對三種改性瀝青及其混合料進行研究，尋找不同改性劑對基質瀝青的適用性。

1 不同改性劑對基質瀝青改性效果比較

選用日本進口重交通瀝青和三種常用的改性劑（SBS、PE、CRM），采用高速剪切設備，在一定的攪拌時間、攪拌溫度下制備改性瀝青，試驗結果見表1。可看出，三種改性劑均可明顯提高基質瀝青的稠度，使瀝青的針入度級由原來的90＃變為70＃或50＃。

表1 不同品種改性劑對基質瀝青的改性效果比較

表1（續）

1.1 高溫性能改善情況

在改善高溫穩定性方面，幾種改性瀝青都能滿足七月平均最高氣溫大于30℃區域的要求值。由于當量軟化點T800與路面的實際抗車轍能力之間的相關性顯著（保證率達95%以上），更能反映瀝青路面的高溫穩定性，所以以T800作為評價瀝青高溫穩定性的指標。結果顯示，在改善高溫穩定性方面，PE最優，SBS稍差，CRM明顯最差。這說明相同劑量的SBS及PE在改善基質瀝青高溫性能方面顯著優于CRM。

1.2 低溫性能改善情況

分析低溫性能指標可發現，SBS改性瀝青的當量脆點T1.2明顯低于基質瀝青，其10℃延度比基質瀝青稍大，而5℃延度則比基質瀝青大得多，因此可以認為SBS對基質瀝青的低溫性能改善明顯；CRM改性瀝青的T1.2要低于基質瀝青，而其10℃延度卻比基質瀝青小，5℃延度與基質瀝青接近，所以CRM對基質瀝青的低溫性能有一定程度的改善。

1.3 感溫性能改善情況

三種改性劑均可明顯改善RB瀝青的感溫性，從PI值變化程度來看，PE對基質瀝青感溫性能改善程度最大，SBS次之，CRM最小。

1.4 不同改性劑對基質瀝青改性效果比較小結

通過以上的分析可知，在改性劑劑量相等的情況下，PE對基質瀝青的感溫性能及高溫性能改善最明顯，SBS對基質瀝青的低溫性能改善最明顯。

2 改性瀝青混合料的路用性能研究

為了進一步分析研究基質瀝青經改性后的路用性能，選用AC—16礦料級配類型，由基質瀝青及上述三種改性瀝青組成瀝青混合料，對其進行路用性能指標的測定

2.1 高溫性能指標的評價及試驗結果

本文采用車轍試驗結果對瀝青混合料的高溫穩定性進行評定。各類瀝青混合料的車轍試驗結果見表2。

表2 瀝青混合料車轍試驗結果

由試驗結果可以看出：從動穩定度值提高幅度來看，PE改性瀝青混合料提高幅度最大，為基質瀝青混合料的3.33倍；CRM改性瀝青混合料增幅最小，僅為1.11倍。

在輪碾初期，車轍變形量較大，隨著碾壓次數的增加，改性瀝青混合料的變形增量逐漸減小或不再增強，抗車轍性能增強。從試驗結束后試板的外觀看，基質瀝青混合料的車轍深，隆起現象嚴重，而改性瀝青混合料的這些現象明顯較輕，特別是PE改性瀝青混合料在經過60min的輪碾壓作用后，試件表面幾乎看不到車轍。

2.2 低溫性能指標的評價及試驗結果

采用單軸壓縮試驗確定的應變能密度這一指標來分析瀝青混合料的低溫性能，試驗結果見表3。

表3 瀝青混合料低溫壓縮試驗結果

從試驗結果可看出：改性瀝青混合料的壓縮破壞應變與基質瀝青混合料相比有不同程度的增大，說明瀝青混合料的低溫柔性可以得到不同程度的改善，其中SBS、CRM改性瀝青混合料的低溫壓縮破壞應變提高幅度較大，而PE改性瀝青混合料提高幅度較小；改性瀝青混合料的壓縮破壞應力相比基質瀝青混合料均有不同程度的提高，這說明低溫下改性瀝青混合料的承載能力得到了提高，其中SBS與PE改性瀝青混合料的提高幅度較大，而CRM改性瀝青提高幅度較小。

從以上分析可知，基質瀝青經SBS及CRM改性后，瀝青混合料的低溫性能得到明顯提高，而經PE改性后的瀝青混合料低溫性能提高不明顯。這個結果與相應的瀝青性能指標試驗結果是一致的。

2.3 疲勞性能試驗結果與分析

各種瀝青混合料的疲勞壽命及疲勞曲線方程匯總于表4。

表4 瀝青混合料疲勞試驗結果

從表4可以看出，RB瀝青經改性后，在各個應力比下，疲勞壽命均有所增加，這說明改性后瀝青混合料的抗疲勞性能有所改善，其中PE改性瀝青混合料改善程度最大，SBS次之，CRM最小。

2.4 水穩性能試驗結果與分析

表5為瀝青混合料馬歇爾殘留穩定度試驗結果。從表5可看出，基質瀝青經改性后，其混合料的水穩性均有不同程度的提高，其中以SBS改性瀝青混合料提高幅度最大，PE 改性瀝青混合料次之，CRM改性瀝青混合料提高最少，且有提高幅度隨劑量增加而增大的趨勢。

表5 馬歇爾殘留穩定度試驗結果

3 結論

3.1 聚合物改性劑可擴大基質瀝青的彈塑性范圍，降低瀝青的感溫性。

3.2 聚合物改性劑可以提高瀝青混合料路用性能，具有基質瀝青無可比擬的優點。

3.3 不同類型的改性劑具有不同的改性效果，改性側重點不同。橡膠類改性劑（如CRM）對瀝青的低溫抗裂性有一定的改善，塑料類改性劑（如PE）以改善瀝青的高溫穩定性見長，熱塑性彈性體（如SBS）對瀝青的高溫、低溫性能均有明顯的改善作用。

[1]JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2]JTJ 052—2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[3]陳建，許永明.聚乙烯改性瀝青路用性能的室內研究[J].西安公路交通大學學報，1995，（2）：18-23.

[4]張爭奇.改性瀝青機理及應用研究[D].西安：西安公路交通大學，1997.

[5]趙晶.SBS改性瀝青技術與效果評價[J].中國公路學報，1997，（4）：18-24.

[6]江建坤.高聚物改性瀝青性能與工藝研究[D].西安：西安公路交通大學，1999.