山東常用瀝青的低溫評價指標研究

曲文婷

（棗莊學院，山東 棗莊 277160）

山東常用瀝青的低溫評價指標研究

曲文婷

（棗莊學院，山東 棗莊 277160）

瀝青路面低溫開裂是一種常見的路面病害，瀝青材料的低溫性能對路面使用性能有重要影響.本文選用山東地區常用的兩種普通瀝青和兩種改性瀝青，分別測定其低溫針入度及低溫延度，選用當量脆點（T1.2）及延度作為瀝青低溫評價指標，通過對比四種瀝青的當量脆點及低溫延度的關系來分析兩種指標對不同瀝青低溫性能的分辨力.試驗結果表明，當量脆點及低溫延度在一定程度上可用來評價普通瀝青的低溫性能，但無法評價改性瀝青的低溫性能.

瀝青；針入度；延度；當量脆點

1 引言

瀝青作為重要的石油化工產品，廣泛應用于交通、建筑和防水工程中，特別是在公路工程中應用非常廣泛.由于用瀝青鋪筑的瀝青路面與水泥路面相比，具有行車舒適、噪音低、柔性好的特點，故瀝青已成為目前路面鋪筑工程中常用的黏結材料.

瀝青的性能對溫度變化較敏感，高溫車轍和低溫開裂都是瀝青路面的常見病害，因而研究瀝青性能隨溫度的變化特性具有十分重要的意義.在冬季低溫及雨雪的影響下，瀝青變硬變脆，易出現開裂，一旦出現裂縫，又使雨雪易侵入路面，加劇路面結構的破壞.本文以山東地區為例，研究常用瀝青的低溫性能.

我國常用的瀝青低溫性能評價指標有當量脆點（T1.2）和低溫延度.本文選用山東地區常用的四種瀝青（兩種普通瀝青和兩種改性瀝青），分別通過試驗測定其在不同溫度下的針入度及延度，根據針入度—溫度相關分析求得當量脆點，通過對比四種瀝青的當量脆點及低溫延度的關系來分析兩種指標對不同瀝青低溫性能的分辨力.

2 試驗材料及試驗方案

2.1 試驗材料

試驗分別選用了山東地區常用的兩種普通瀝青與兩種改性瀝青，兩種普通瀝青分別為東海70＃瀝青、韓國雙龍70＃瀝青，兩種改性瀝青為中海SBS和青島路惠通改性瀝青.

2.2 試驗方案

對四種瀝青分別測定其低溫針入度及延度；其中針入度的測定選取15℃、20℃、25℃三種溫度，延度的測定溫度對普通瀝青取10℃，對改性瀝青，則分別測定其5℃和10℃延度.

試驗方法嚴格按照JTJ 052—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》進行.

3 試驗結果分析

3.1 試驗結果

試驗測得四種瀝青的針入度及延度如表1所示.

表1 四種瀝青的低溫針入度及延度

3.2 確定瀝青低溫評價指標

根據四種瀝青在不同溫度下的針入度試驗結果，對針入度—溫度進行相關分析，求得回歸常數K和回歸系數A，從而計算出針入度指數（PI）和當量脆點（T1.2）.

計算當量脆點時，是根據瀝青在弗拉斯脆點時針入度為1.2的假定，由瀝青針入度—溫度的回歸直線方程計算針入度為1.2時的溫度，作為當量脆點.

計算公式如下：

式中：K為回歸常數，A為回歸系數，T為溫度，PI是針入度指數，T1.2是當量脆點(℃).

分析表明，四種瀝青的lgp-T線性相關性較好，相關系數均大于0.98，四種瀝青的低溫評價指標見表2.

對四種瀝青的針入度指數和當量脆點進行相關分析，結果如圖2.

表2 四種瀝青的低溫評價指標

圖2 針入度指數—當量脆點相關分析

由上圖可看出，在本試驗所選擇的低溫區間內，針入度指數與當量脆點有較明顯的線性相關性，相關系數超過0.97，即二者對瀝青低溫性能的評價將得到基本一致的結論.由于針入度指數多用于評價瀝青的溫度敏感性，當量脆點多用于評價瀝青的低溫性能.基于此，本文選取當量脆點與低溫延度（10℃）作為瀝青低溫評價指標.

3.3 結果分析

四種瀝青當量脆點與延度大小對比如下圖.

由圖3可得出以下結論：

3.3.1 兩種低溫指標評價結果對比

根據試驗結果，四種瀝青的當量脆點由大到小排序為韓國雙龍70#＞東海70#＞中海SBS改性瀝青＞青島路惠通改性瀝青，而四種瀝青10℃時延度由大到小排序為中海SBS改性瀝青＞青島路惠通改性瀝青＞東海70#＞韓國雙龍70#，對比可知，兩種指標評價結果并無一致性規律可循，故不論是當量脆點還是10℃延度均不能作為不同瀝青統一的低溫評價指標.

3.3.2 不同瀝青低溫性能對比

對比普通瀝青與改性瀝青的試驗結果，可以看出，15℃針入度由大到小排序為韓國雙龍70#＞東海70#＞中海SBS改性瀝青＞青島路惠通改性瀝青，且改性瀝青針入度明顯低于普通瀝青；改性瀝青當量脆點也比普通瀝青高，其延度則明顯大于普通瀝青，反映出改性瀝青相較普通瀝青性能優良.由此可見，當量脆點和延度雖不能作為不同瀝青低溫性能的統一評價指標，但其仍可在一定程度上評價瀝青低溫性能的優劣.

另外，根據普通瀝青試驗結果，發現韓國雙龍70#瀝青的當量脆點高于東海70#瀝青，其延度低于東海70#，即對普通瀝青，當量脆點和延度的評價結論一致，故當量脆點和延度可作為普通瀝青的低溫評價指標.對于改性瀝青，試驗發現，中海SBS改性瀝青當量脆點高于青島路惠通改性瀝青，其延度也高于青島路惠通改性瀝青，定性地看，當量脆點與延度對改性瀝青性能的評價結論并不一致，由此可知，這兩種指標不適合評價改性瀝青的低溫性能.

4 結語

本文以山東地區常用的四種瀝青為例，通過試驗尋求瀝青低溫性能評價指標，主要結論如下：

（1）當量脆點和低溫延度兩種指標對不同瀝青低溫性能評價結果并無一致性規律可循，故不論是當量脆點還是10℃延度均不能作為不同瀝青統一的低溫評價指標.

（2）當量脆點和延度雖不能作為不同瀝青低溫性能的統一評價指標，但其仍可在一定程度上區分改性瀝青及普通瀝青性能的優劣.

（3）當量脆點和低溫延度對普通瀝青低溫性能的評價能得到一致的結論，故可用于評價普通瀝青性能，但不適合評價改性瀝青的低溫性能.

本文僅以山東地區常用的四種瀝青為例研究瀝青的低溫性能及其評價指標，這對探討瀝青低溫性能指標是遠遠不足的，所得結論具有一定的局限性.但對瀝青低溫指標研究工作有一定的借鑒意義，其適用范圍有待進一步的研究.

〔1〕JTJ052—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S]．

〔2〕張肖寧.瀝青與瀝青混合料的粘彈力學[M].北京:人民交通出版社,2006．87-104.

〔3〕李靜,袁建,郝培文.瀝青混合料低溫抗裂性能研究[J].公路交通科技,2005,22(4):9-12．

〔4〕張興友,胡光艷,譚憶秋.硅藻土改性瀝青混合料低溫抗裂性能研究[J]．公路交通科技，2006,23(4):11-13.

〔5〕楊振丹.路用瀝青低溫性能評價指標的討論.低溫建筑科技，2008.

〔6〕邱志安.改性瀝青低溫性能評價指標的研究.中外公路，2008.

〔7〕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，2000．

U414

A

1673-260X（2015）12-0041-02