巖瀝青/橡膠粉復合改性瀝青混合料路用性能評價

王喆 孫亮

摘? ? 要：本文采用巖瀝青/橡膠粉作復合改性劑，優選AC-13礦料級配制備改性瀝青混合料，進行了車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗、低溫小梁彎曲試驗，并與巖瀝青改性瀝青混合料及SBS改性瀝青混合料的試驗結果進行比較，對其路用性能進行試驗研究與系統評價。研究結果表明：巖瀝青/橡膠粉復合改性的瀝青混合料的力學性能顯著提高，并使巖瀝青改性瀝青低溫性能不好的情況得到了改善，與SBS改性瀝青相當。

關鍵詞：天然巖瀝青;路用性能;橡膠粉;復合改性劑

1? 引言

隨著國民經濟高速發展，公路交通量迅猛增長，交通密度增大，車輛大型化、軸載重及渠化現象，對瀝青混凝土路面提出了更高的要求，改性瀝青得到了越來越廣泛的應用。在各種物理、化學改性劑中，天然巖瀝青以其與基質瀝青良好的配伍性和生產便利性日益受到人們的關注。天然巖瀝青改性技術由于其相對較低的材料價格，優異的抗車轍、抗水侵害、抗老化、高耐久性等性能特點，已經廣泛的應用公路路面建設中，得到了廣大公路工作著的認可。但巖瀝青改性瀝青混合料的低溫性能不佳導致了其應用僅局限于我國南方地區，對于我國北方冬季氣溫較低的冬寒區應用受限?；趲r瀝青改性瀝青混合料的低溫劣勢，我們嘗試加入橡膠粉與巖瀝青進行復合改性，橡膠粉作為一種價格較為低廉的高分子聚合物瀝青改性劑，可以顯著提高混合料的低溫抗裂性能。

2? 原材料

2.1? 基質瀝青、天然巖瀝青、SBS改性劑

2.1.1? 基質瀝青

基質瀝青選用盤錦90#瀝青，粘稠，無雜質，25℃試驗溫度下密度為1.024g/cm3。基質瀝青的性能指標如表1所示。

2.1.2? 青川巖瀝青

本文采用山東青川天然巖瀝青（NES呈黑褐色，粉末狀），其化學構成為碳81.7%、氫7.5%、氧2.3%、氮1.95%、硫4.4%、鋁1.1%、硅0.18%、及其他金屬0.87%。青川天然巖瀝青的性能指標見表2。

2.1.3? SBS

本文采用北京燕山石油化工股份有限公司的牌號為YH-4303星型SBS，S/B=30/70，相對分子質量約為3.5×105，白色多孔粒狀結構。

2.2? 改性瀝青制備

2.2.1? ?天然巖瀝青改性瀝青的制備

選取天然巖瀝青摻量為10%。首先將基質瀝青加熱至160℃～165℃，然后加入巖瀝青改性劑，保持溫度在160℃～165℃，攪拌2h，使改性劑均勻地分散于基質瀝青中，制得成品改性瀝青。

2.2.2? ?天然巖瀝青/橡膠粉復合改性劑改性瀝青的制備

將基質瀝青加熱到175～180℃，加入復合改性劑，攪拌0.5h～1h，使復合改性劑均勻地分散于基質瀝青中，制得成品改性瀝青。

2.2.3? ?SBS改性瀝青的制備

SBS摻量為4%。將容器預熱到（180±5）℃，在恒溫條件下按比例加入基質瀝青和改性劑，手工攪拌混合約30min，使SBS改性劑均勻地分散于基質瀝青中，制得成品改性瀝青。

3? 混合料路用性能

本文分別對10%天然巖瀝青摻量的瀝青混合料、SBS改性的瀝青混合料和巖瀝青/橡膠粉復合改性的瀝青混合料三種混合料進行了高溫穩定性、水穩定性和低溫抗裂性能進行了對比試驗，試驗結果見表3。

4? 結論

（1）采用巖瀝青/橡膠粉復合改性劑后，瀝青混合料動穩定度較基質瀝青有顯著提高，高溫抗車轍的效果非常明顯。改性后混合料的動穩定度符合規范要求。

（2）從凍融劈裂強度比及殘留穩定度結果可以看出，巖瀝青/橡膠粉復合改性劑改性瀝青混合料的凍融劈裂強度≥85%，殘留穩定度≥90%，都明顯高于基質瀝青，表明巖瀝青/橡膠粉復合改性劑改性瀝青混合料具有良好的抗水損害能力。

（3）由低溫試驗結果可看出，摻入天然巖瀝青/橡膠粉復合改性劑后，與巖瀝青改性瀝青混合料的低溫破壞應變相比，増大了9%，較基質瀝青增加了4.5%。說明巖瀝青/橡膠粉復合改性瀝青改善了巖瀝青改性瀝青的低溫性能，可以有效地改善混合料的低溫性能。

參考文獻：

[1] 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，2003.

作者簡介：

王喆，男，沈陽市政集團有限公司，技術員，工程師，從事市政材料技術研發與應用工作。

孫亮，男，沈陽市政集團有限公司，技術中心副主任，工程師，從事瀝青混合料等材料技術研發工作。