淺議橡膠粉改性瀝青溫度敏感性評價方法

宋揚

摘要：對不同摻量的橡膠粉改性瀝青的針入度和粘度進行了測試，探討了不 同種溫度敏感性評價方法。對膠粉改性瀝青溫度敏感性表征方法提出了合理的建議。

關鍵詞：橡膠粉改性瀝青? 針人度? 粘度? 溫度敏感性

0 引言

瀝青的粘度隨著溫度的不同而產生明顯的變化，這種粘度隨溫度的變化的感應性為感溫性。對于路用瀝青，溫度和粘度的關系是極其重要的性能。瀝青材料的感溫性是決定瀝青使用時的工作性以及應用于路面中的服務性的重要指標。更確切地說，瀝青路面的抗車轍能力、抗低溫開裂能力和耐久性等主要技術性質均與瀝青的感溫性有內在聯系。

表示和評價瀝青感溫性的指標很多，常用的有針入度指數和粘度指數來反映。然而究竟采用什么指標來反應瀝青的感溫性能，卻一直沒有定論。本文通過對橡膠粉改性瀝青的溫度敏感性進行研究，得出適合與膠粉改性瀝青的溫度敏感性評價方法。

1試驗部分

1.1主要原材料

瀝青：選用中海70 #重交通瀝青，其主要性能指標如表1所示。

膠粉：橡膠烴含量（質量分數，下同）46.0%，丙酮抽提物10.8%，碳黑含量28.0%，灰份6.2%。膠粉目數為80目。由南通新升橡膠制品有限公司提供。

1.2實驗方法

本研究中所用改性瀝青是通過高速剪切的方法進行加工制備的。將瀝青預熱到180℃左右，按選定的橡膠粉劑量慢慢地傾入盛有熱瀝青的容器中攪拌（機械攪拌）1h左右的時間，制得不同種類的膠粉改性瀝青。機械攪拌采用高速剪切乳化機來進行。通過反復試驗采用3000r/min的轉速為佳。各樣品加工方式相同，前、后處理過程均相同。置備好之后測定瀝青的針入度指數和粘度。粘度測試采用Brookfield? DV-II型旋轉粘度計測定。

2試驗結果與分析

2.1 PI指標體系

在“八五”國家重點科技項目（攻關）中對國產瀝青的感溫性問題進行的專項研究認為，由針入度一溫度回歸方程式（1）得到的針入度一溫度感應系數A值確定的PI值，以及由式（1） 得到的當量軟化點T800和當量脆點T 1.2具有實用價值，上述指標能夠反映國產瀝青的感溫性，并依據中國的氣候分區制訂了相應的技術標準。

lgP=AT+K （1）

式中：P為針入度（0.1mm）;

T為溫度（℃）;A、K為回歸系數。

實踐表明，盡管針人度試驗操作比較簡單，但是試驗結果的準確性并不僅僅取決于試驗儀器的自動化程度，試驗者的經驗和技術水平往往更為重要。這也是針入度試驗結果重現性差的主要原因。針入度試驗結果列于表2。

從表中可以看出來，當膠粉的劑量在5%以下時，其針入度指數變化不大，當劑量在5% -15%之間時針入度指數呈線性增大;當劑量逐漸再增大時，針人度指數又逐漸減小。這說明當劑量值15%時膠粉改性瀝青的溫度敏感性最好。然而，對于T800和T 1.2兩個指標分析看來，最佳劑量卻應該在10%和20%這兩個點上。筆者認為，這種情況不能說明改性瀝青在什么劑量下感溫性能為最佳，用PI指標體系來評價改性瀝青的感溫性至少具有局限性。

2.2粘度-溫度指標體系

采用布氏粘度劑測得不同劑量膠粉改性瀝青在100℃—160℃溫度范圍內的粘度。結果 見表3。

對瀝青的粘度結果按照指數形式和冪函數形式分別進行回歸，見圖1、圖2其粘溫關系式對應為：η=AeBT和η=ATB，式中η為粘度，A表示粘溫曲線的位置關系，B代表粘溫變化率，其絕對值越大說明瀝青的溫度敏感性越差。回歸參數列于表4中。

對照不同回歸方式的參數.我們可以發現，對于指數回歸的粘溫參數B1，其絕對值最小的為10%摻量的改性瀝青;同樣的在冪函數回歸的粘溫參數B2其絕對值最小的為10%摻量的瀝青。兩種粘溫關系都說明，10%摻量的改性瀝青的溫度敏感性最小。

同時，由阿累尼烏斯（arrhenius）方程求解出η=A.eEc/RT可以求解得不同改性瀝青的流動活化能，一并列于各表中。流動活化能是分子流動時克服周圍分子的相互作用所需要的能量?；罨艿拇笮》从沉藶r青的粘度對溫度的依賴性。流動活化能大說明粘度對溫度的依賴性大，反之則依賴性小。通過活化能的求解，我們也可以看出，10%摻量的活化能最小，即其溫度敏感性最低。且其余規律大致相同于回歸分析的結果。

2.3兩種體系的比較

通過PI體系和粘度體系來對瀝青感溫性能的分析可以看出來，粘溫體系的指標之間式相互吻合和相互驗證的;而PI體系指標自身的差異性比較大。筆者認為，這主要是由于針入度指標本身就有很大的差異性，受到人為的因素影響比較大，而且PI指標不適宜來評價橡膠粉改性瀝青。

3結論

從上述廢膠粉改性瀝青試驗和分析結果可以看出：

（1）PI指標體系受到的影響因素的限制，不宜作為膠粉改性瀝青的感溫性能評價依據;

（2）粘溫體系由于精度較好，可以作為膠粉改性瀝青的感溫性能評價指標;

（3）通過分析可以得出，對于橡膠粉改性瀝青，其膠粉摻量在10%的時候，瀝青的溫度敏感性能最低。

參考文獻

[1]李立寒，道路建筑材料[M]，上海：同濟大學出版社，2002， 124-127.

[2]JTJ052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

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