發泡用水量對基質瀝青與RET改性瀝青感溫性影響的研究

李文清

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州　510000)

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發泡用水量對基質瀝青與RET改性瀝青感溫性影響的研究

李文清

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州510000)

摘要：為了研究發泡用水量對基質瀝青與RET改性瀝青感溫性影響，以復數模量指數(CNI)為評價指標，進行動態剪切流變試驗(DSR)。試驗結果表明：70#道路石油瀝青隨著發泡用水量的增大，溫度敏感性提高，在常規發泡用水量(1%～2%)條件下，溫度敏感性得到改善；RET改性瀝青隨著發泡用水量的增加，溫度敏感性降低，在常規發泡用水量(3%)條件下，溫度敏感性稍有降低。

關鍵詞：泡沫瀝青；基質瀝青；流變特性；感溫性

0引言

道路用瀝青結合料對溫度的敏感性是路用瀝青的重要性能指標之一，其隨著溫度的變化而產生相應的變化，從而對路用性能產生影響，對溫度非常敏感的瀝青不適合作為道路石油瀝青。瀝青的溫拌技術是道路路面行業非常節能環保的一項技術，其具有減少高溫石油瀝青產生的氣體排放、降低由于高溫而需要的燃油消耗等優點，因此備受道路行業的青睞。其中的溫拌發泡技術是采用自由水與高溫瀝青結合料在特定的發泡裝置中進行反應，當自由水與高溫瀝青反應時產生大量的氣泡，從而可以減低瀝青的粘度，提高瀝青結合料與集料之間的拌合效果，有利于瀝青混合料在較低的溫度下進行壓實致密。

1原材料

瀝青材料的選擇方面選用江蘇地區常用的70#道路石油瀝青與RET改性瀝青，二者性能指標滿足規范要求。進行發泡試驗所用的水是自來水公司的普通水。

2試驗方法及評價指標

2.1試驗方法

根據國內外研究結果表明，70#道路石油瀝青在150 ℃發泡效果較好，RET改性瀝青在170 ℃發泡效果較好。70#道路石油瀝青與RET改性瀝青選擇的發泡用水量為1%、2%、3%，發泡水溫均為30 ℃。采用WLB10瀝青發泡機進行相關的試驗研究。

2.2評價指標

溫度敏感性反映了膠結料在環境溫度變化過程中自身性質的穩定狀況。在溫度敏感性評價方面，目前主要采用針入度指數(PI)、針入度粘度指數(PVN)、粘溫指數(VTS)、復數模量指數(GTS)。于新等人提出：基于存儲模量及損耗模量溫度敏感性指數的復數指數法評價溫拌橡膠瀝青溫度敏感性更為合理，不但克服其他方法精度差，溫度區間過窄，而且可以區分瀝青膠結料彈性和黏性組成部分分別對感溫性能的影響。因此，選用復數指數來評價泡沫溫拌瀝青的溫度敏感性，計算公式如(1)式所示

CNI=G′TS+G″TS·i

(1)

式中：CNI為瀝青膠結料溫度敏感性復數指數(Complex Number Index)；G′TS為存儲模量溫度敏感性指數，為存儲模量對數與溫度(絕對溫度)對數線性回歸斜率絕對值；G″TS為損耗模量溫度敏感性指數，為損耗模量對數與溫度(絕對溫度)對數線性回歸斜率絕對值。

通過對logG′、logG″和logT之間關系的線性回歸得出G′TS和G″TS的值。CNI的溫度敏感性參數越大，表明泡沫瀝青的溫度敏感性越大。

3試驗結果及分析

3.170#道路石油瀝青

選擇復數指數來評價對不同發泡用水量的70#道路石油瀝青的溫度敏感性。對logG′，logG″和T之間的關系進行了回歸，得出logG′，logG″皆與logT之間的線性關系如圖1所示。

圖1　道路石油發泡瀝青存儲模量對數與溫度對數關系圖

從圖1中可以看出, 各參數與溫度的回歸的相關系數均很高，線性關系很好。

根據式(1)所得的道路石油發泡瀝青的溫度敏感性復數指數為：50.632 + 42.286i(0%)，46.130+42.419i(1%)，49.380 + 42.498i(2%)，52.227+42.665i(3%)。

從圖1的結果可以看出，(1)70#道路石油瀝青隨著發泡用水量的增加，G′TS先降低后升高，當發泡用水量為1%時，G′TS值最小，說明隨著用水量的增多，膠結料內部存儲模量(彈性部分)的感溫性能先提高后降低；(2)70#道路石油瀝青隨著發泡用水量的增加，G″TS增大，但變化不大，說明發泡瀝青是70#道路石油瀝青的損耗模量(粘性部分)的感溫性能無影響；(3)70#道路石油瀝青在常規發泡用水量(1%～2%)條件下，G′TS值降低，G″TS略增大，彈性部分的溫度敏感性能有所改善，粘性部分的溫度敏感性能無影響。

3.2RET改性瀝青

選用CNI來評價對不同發泡用水量的RET改性瀝青的溫度敏感性。對logG′，logG″和T之間的關系進行了回歸，得出logG′， logG″皆與logT之間的線性關系如圖2所示。

圖2　RET發泡瀝青存儲模量對數與溫度關系圖

從圖2中可以看出, 各參數與溫度的回歸的相關系數均很高，線性關系很好。根據公式(1)所得的RET發泡瀝青的溫度敏感性復數指數為：31.426+32.764i(0%)，36.734+36.252i(1%)，38.028+38.285i(2%)，36.303+34.236i(3%)。

從圖2的結果可以看出：

(1)RET改性瀝青隨著發泡用水量的增加，溫度敏感性參數先增大后減小，總體變化趨勢不大。發泡溫拌瀝青的溫度敏感性參數均大于原樣瀝青的溫度敏感性參數，說明發泡瀝青使原樣瀝青膠結料內部的存儲模量(彈性部分)和損耗模量(粘性部分)的感溫性能略有降低；

(2)RET改性瀝青在常規發泡用水量(3%)條件下，溫度敏感性參數變大，溫度敏感性略有降低。

4結論

90#道路石油瀝青隨著發泡用水量的增加，溫度敏感性提高，在常規發泡用水量(1%～2%)條件下，溫度敏感性得到改善。RET改性瀝青隨著發泡用水量的增加，溫度敏感性降低，在常規發泡用水量(3%)條件下，溫度敏感性略有降低。

參考文獻：

[1]王立志，魏建明，張玉貞.道路瀝青溫度敏感性研究進展[J].石油瀝青，2008,4(22):1-5.

[2]陳俊，岳學軍，黃曉明.瀝青溫度敏感性指標評價與附加指標研究[J].公路交通科技，2007,6(24):46-49.

[3]Pfeiffer J P, Van Doormaal P M P M. The rheological properties of asphaltic bitumen[J]. Journal of the Institute of Petroleum, 1936, 22(4): 414-440.

[4]McLeod N W. Asphalt Cements: Pen-Vis Number and Its Application to Moduli of Stiffness[J]. Journal of Testing and Evaluation, Vol. 4, July 1976.

Study on the influence of foaming water consumption on the temperature susceptibility of base asphalt and RET modified asphalt

LI Wen-qing

(Guangdong Changda Highway Engineering Co., Ltd., Guangzhou,Guangdong 510000,China)

Abstract:In order to study the influence of foaming water consumption on the temperature susceptibility of base asphalt and RET modified asphalt, a study of dynamic shear rheometer (DSR) is done, being complex modulus index (CNI) as the evaluation index. The results show that 70# road petroleum asphalt improves the temperature susceptibility with increase of foaming water consumption; in conventional foam with water (1～2%) consumption, temperature susceptibility is improved; but RET modified asphalt’s temperature susceptibility decreases with increase of foaming water consumption, in conventional with water (3%) consumption, temperature sensitivity decreases slightly.

Keywords:foamed asphalt; base asphalt; rheological property; temperature susceptibility

中圖分類號：U416

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0019-02

作者簡介：李文清(1968-)，男，廣東平遠人，工程師，主要從事路基路面施工及檢測。

收稿日期：2015-12-25