表面活性泡沫瀝青發(fā)泡工藝及流變特性研究

陶卓輝 沈士蕙，2 孫楊 鄒玉春 侯睿

（1.同濟(jì)大學(xué) 道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200082；2.美國(guó)賓州州立大學(xué)，賓州 16601；3.江西省交通工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000；4.上海道淳交通科技有限公司，上海 215300）

瀝青路面具有行車(chē)舒適、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便、平整少塵等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)高等級(jí)公路和城市道路最主要的路面結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料以較好的路用性能和成熟的施工工藝被廣泛應(yīng)用，但其在生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工過(guò)程中會(huì)排放大量的CO2。在“雙碳”和可持續(xù)發(fā)展等國(guó)家戰(zhàn)略背景下，溫拌瀝青技術(shù)在節(jié)能減碳方面極具潛力，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注［1-2］。

根據(jù)降溫作用機(jī)理不同，溫拌瀝青技術(shù)主要分為表面活性類溫拌技術(shù)、有機(jī)降黏類溫拌技術(shù)和發(fā)泡降黏類溫拌技術(shù)［3-4］。表面活性溫拌技術(shù)和有機(jī)降黏溫拌技術(shù)降溫顯著且性能穩(wěn)定，但受制于溫拌劑和有機(jī)添加劑成本過(guò)高限制了其大范圍的推廣應(yīng)用。泡沫溫拌瀝青作為常用的溫拌瀝青技術(shù)之一，通過(guò)將冷水通入熱瀝青中，形成水蒸氣封裝在熱瀝青中，使瀝青體積膨脹5～10倍，實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的拌和、攤鋪溫度的降低。泡沫瀝青不需要任何添加劑，僅需瀝青用量2%左右的水，成本較低，越來(lái)越受到歡迎［5-6］。

傳統(tǒng)泡沫瀝青采用純水作為發(fā)泡劑，膨脹率和半衰期等評(píng)價(jià)指標(biāo)并不理想，特別是高黏度改性瀝青，不利于氣泡的產(chǎn)生和泡沫的穩(wěn)定［7-8］。而我國(guó)面層材料多采用改性瀝青，黏度較高，不易發(fā)泡，且間歇式拌合樓的拌和設(shè)備對(duì)泡沫瀝青的時(shí)效性要求較高。現(xiàn)有工藝制備的泡沫瀝青在運(yùn)輸過(guò)程氣泡消散度高，導(dǎo)致碾壓過(guò)程溫拌效果大幅衰減，實(shí)際工程應(yīng)用難以實(shí)現(xiàn)溫壓。為解決這一問(wèn)題，研究者采用新的發(fā)泡劑如乙醇［9］、碳酸氫鈉（NaHCO3）［10］來(lái)改善泡沫瀝青的發(fā)泡效果。但是，試驗(yàn)結(jié)果表明乙醇可以降低瀝青黏度，而NaHCO3增加了瀝青的黏度，并表現(xiàn)出較差的施工和易性。Chomicz-kowalska［11］將溫拌劑（Fischer-Tropsch）添加至瀝青中，再通過(guò)發(fā)泡設(shè)備得到雙溫拌瀝青，試驗(yàn)證明溫拌劑可顯著提升發(fā)泡瀝青的半衰期和膨脹率，在施工溫度降低45 ℃的情況下，壓實(shí)特性和水穩(wěn)定性仍可達(dá)到與熱拌瀝青混合料相當(dāng)?shù)乃健＿@一發(fā)現(xiàn)為泡沫溫拌瀝青技術(shù)發(fā)展提供了新的思路。

表面活性劑具有親油基團(tuán)-親水基團(tuán)，可降低瀝青與集料的界面張力，具有浸潤(rùn)-潤(rùn)滑作用，使瀝青混合料的拌和攤鋪溫度降低30 ℃以上，且抗剝落性能和路用性能較好［12-13］。此外，表面活性劑還可以作為“泡沫穩(wěn)定劑”，在泡沫瀝青內(nèi)部形成持久穩(wěn)定的水膜潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，促進(jìn)瀝青更好地機(jī)械發(fā)泡并且有利于泡沫穩(wěn)定，在泡沫瀝青冷再生技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用［14-15］。現(xiàn)有研究表明，發(fā)泡溫拌瀝青技術(shù)存在改性瀝青發(fā)泡效果不理想、溫拌效果不顯著、水損害和低溫性能差等問(wèn)題，但是成本較低，具有潛在的推廣應(yīng)用價(jià)值；而表面活性溫拌瀝青技術(shù)存在溫拌效果顯著、路用性能較好等優(yōu)勢(shì)，但是成本較高，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。表面活性劑兼具“瀝青潤(rùn)滑劑”和“泡沫穩(wěn)定劑”的作用效果，為改善泡沫溫拌瀝青發(fā)泡特性和溫拌效果提供了可能。因此，將發(fā)泡溫拌技術(shù)和表面活性溫拌技術(shù)進(jìn)行協(xié)同作用，不僅可以提高瀝青的溫拌效果和路用性能，而且可以減少溫拌劑用量，降低建設(shè)成本，具有潛在的推廣應(yīng)用價(jià)值。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)表面活性溫拌瀝青和泡沫溫拌瀝青技術(shù)進(jìn)行了大量研究，但是將表面活性劑和發(fā)泡工藝協(xié)同應(yīng)用于溫拌瀝青技術(shù)方面的研究較少。基于此，本文將發(fā)泡溫拌技術(shù)和表面活性溫拌技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)發(fā)泡試驗(yàn)確定表面活性泡沫瀝青的最佳發(fā)泡條件。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)傅里葉紅外光譜試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)和彎曲梁流變?cè)囼?yàn)分析表面活性發(fā)泡技術(shù)的可行性以及表面活性泡沫瀝青的高溫性能、抗疲勞性能以及低溫抗裂性能。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

試驗(yàn)所用SBS改性瀝青（簡(jiǎn)稱B）基本性能指標(biāo)如表1所示，其性能測(cè)試方法按照J(rèn)TG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》。表面活性劑H1（簡(jiǎn)稱SA）含有脂肪胺衍生物、烷基胺和表面活性成分，可在瀝青膠結(jié)料和集料之間起到潤(rùn)滑作用。

表1 SBS改性瀝青基本性能指標(biāo)Table 1 Basic performance index of SBS modified asphalt

1.2 瀝青樣品的制備

SBS改性瀝青在160 ℃烘箱中加熱約1 h后倒入制備容器中，然后將6%、8%和10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的表面活性劑緩慢加入瀝青中，用高速剪切機(jī)對(duì)瀝青-表面活性劑混合物以1 500 r/min的速度攪拌10 min后，即制得所需的溫拌改性瀝青（簡(jiǎn)稱BSA）。

表面活性劑泡沫瀝青是將表面活性劑水溶液代替純水作為新的發(fā)泡劑（表面活性劑原漿∶水=1∶19），通過(guò)iFoam發(fā)泡機(jī)在不同發(fā)泡劑含量和發(fā)泡溫度條件下制備表面活性泡沫瀝青（簡(jiǎn)稱SAFB）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 瀝青發(fā)泡試驗(yàn)

采用iFoam發(fā)泡機(jī)進(jìn)行不同瀝青溫度（160，170和180 ℃）和不同發(fā)泡劑含量（SBS改性瀝青質(zhì)量的6%，8%和10%）下的發(fā)泡試驗(yàn)。研究表明發(fā)泡過(guò)程中水壓和空氣壓力對(duì)瀝青發(fā)泡效果影響較小［16］，本研究暫不考慮這兩個(gè)因素的影響，將iFoam發(fā)泡機(jī)的水壓和氣壓分別設(shè)定為0.6和0.5 MPa。試驗(yàn)得到的瀝青樣品標(biāo)號(hào)和制備過(guò)程如表2所示。

表2 瀝青樣品標(biāo)號(hào)及詳細(xì)制備過(guò)程Table 2 Summary of asphalt sample IDs and the detailed preparation procedures

常用半衰期（HL）和膨脹率（ERm）對(duì)泡沫瀝青發(fā)泡效果進(jìn)行評(píng)價(jià)［17］。泡沫瀝青噴射是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，先噴出的泡沫會(huì)逐漸衰退，因此試驗(yàn)測(cè)得的最大體積小于實(shí)際最大體積，且半衰期越小，偏差越大。針對(duì)以上問(wèn)題，Jenkins［18］研究了瀝青發(fā)泡后體積實(shí)際衰減曲線，提出采用發(fā)泡指數(shù)FI來(lái)評(píng)價(jià)瀝青發(fā)泡效果，計(jì)算公式如下：

式中：HL為半衰期，s；ERm為測(cè)量的膨脹率；ERa為實(shí)際的膨脹率；c為ERm和ERa的比值；ts為瀝青發(fā)泡噴射時(shí)間，s。

1.3.2 傅里葉紅外光譜（FTIR）試驗(yàn)

為了解SBS改性瀝青在添加表面活性劑和發(fā)泡前后化學(xué)特征官能團(tuán)變化規(guī)律，采用Bruker公司生產(chǎn)的VERTEX 70紅外光譜儀分別對(duì)SA和3種瀝青膠結(jié)料（B、BSA8和SAFB8）進(jìn)行紅外光譜試驗(yàn)。光譜數(shù)據(jù)采集區(qū)間為500～4 000 cm-1，掃描次數(shù)為32，分辨率為4 cm-1。

1.3.3 高溫性能試驗(yàn)

采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀對(duì)溫拌改性瀝青進(jìn)行溫度掃描試驗(yàn)和多重應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(yàn)（MSCR），評(píng)價(jià)表面活性劑和發(fā)泡工藝對(duì)瀝青高溫性能的影響。

溫度掃描試驗(yàn)采用應(yīng)變控制模式，原樣瀝青應(yīng)變?yōu)?2%，RTFOT老化瀝青應(yīng)變?yōu)?0%，頻率為10 rad/s，夾具選擇25 mm平行板，兩板間隙1 mm。原樣瀝青和RTFOT老化瀝青試驗(yàn)溫度分別從76和70 ℃開(kāi)始，并以6 ℃的增量進(jìn)行試驗(yàn)，直到達(dá)到失效溫度。

多重應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(yàn)，采用應(yīng)力控制模式，試驗(yàn)溫度為64 ℃，首先在0.1 kPa的應(yīng)力水平下進(jìn)行10個(gè)1 s蠕變周期和9 s恢復(fù)周期的循環(huán)，然后在3.2 kPa應(yīng)力水平下進(jìn)行10個(gè)1 s蠕變周期和9 s恢復(fù)周期的循環(huán)。

1.3.4 抗疲勞性能試驗(yàn)

采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀對(duì)長(zhǎng)期老化（PAV）后的瀝青進(jìn)行動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)，試驗(yàn)采用直徑為8 mm，間隙為2 mm的平行板，試驗(yàn)溫度從25 ℃開(kāi)始，依次降低3 ℃，直到疲勞因子大于5 000 kPa［19］，試驗(yàn)停止。

1.3.5 低溫抗裂性能試驗(yàn)

根據(jù)AASHTO T313［20］進(jìn)行PAV老化之后的溫拌改性瀝青彎曲梁流變?cè)囼?yàn)（BBR），通過(guò)蠕變勁度S和蠕變勁度變化率m值來(lái)評(píng)價(jià)溫拌改性瀝青的低溫抗裂性能。試驗(yàn)溫度為-6、-12和-18 ℃。

以上試驗(yàn)均進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，3次試驗(yàn)的平均值作為最終結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳發(fā)泡條件確定

表3為發(fā)泡劑含量為6%、8%和10%，發(fā)泡溫度170 ℃的條件下，使用水和表面活性劑發(fā)泡的泡沫瀝青的發(fā)泡特性結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，表面活性劑發(fā)泡的泡沫瀝青的膨脹率和半衰期均比水發(fā)泡的瀝青更高，表明表面活性劑有利于提高泡沫瀝青的發(fā)泡效果。表4為不同發(fā)泡溫度和不同表面活性劑含量下SBS改性瀝青的發(fā)泡試驗(yàn)結(jié)果。從表4中可以看出，當(dāng)發(fā)泡溫度一定時(shí)，發(fā)泡指標(biāo)對(duì)于發(fā)泡表面活性劑含量的變化非常敏感。隨著發(fā)泡表面活性劑含量的增加，膨脹率呈增加趨勢(shì)，半衰期呈下降趨勢(shì)，表明泡沫瀝青的穩(wěn)定性逐漸降低，不利于泡沫瀝青在混合料中的分散和粘附。當(dāng)表面活性劑用量一定時(shí)，泡沫瀝青膨脹率在170 ℃下達(dá)到最大值，半衰期隨著溫度增加呈下降趨勢(shì)。值得注意的是，與水發(fā)泡瀝青發(fā)泡效果相比，表面活性發(fā)泡瀝青的協(xié)同效應(yīng)對(duì)泡沫瀝青發(fā)泡特性的影響是顯著的，同時(shí)提高了泡沫瀝青的膨脹率和半衰期，特別是泡沫瀝青的半衰期指標(biāo)，最大半衰期可達(dá)69 s，發(fā)泡效果得到顯著提高。

表3 水發(fā)泡和表面活性劑發(fā)泡SBS改性瀝青的170 ℃發(fā)泡指標(biāo)Table 3 Foaming results of water/surfactant foamed SBS modified asphalt at 170 ℃

表4 不同條件下SBS改性瀝青發(fā)泡結(jié)果1）Table 4 Foaming results of SBS modified asphalt under different conditions

發(fā)泡指數(shù)FI是指泡沫瀝青衰減曲線在一定條件下的面積［21］，F(xiàn)I試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。當(dāng)發(fā)泡溫度為160 ℃時(shí)，F(xiàn)I隨發(fā)泡表面活性劑含量增加而不斷提高；在180 ℃下，F(xiàn)I隨發(fā)泡表面活性劑含量增加而降低。一定限度內(nèi)發(fā)泡溫度的提高有助于提高發(fā)泡效果，但并不是溫度越高越好；相反，溫度過(guò)高會(huì)降低瀝青的表觀黏度和瀝青薄膜的彈性，從而削弱普萊特邊界使薄膜變薄的“自愈”能力，不利于泡沫瀝青的膨脹率和半衰期［22］。綜合考慮膨脹率、半衰期以及發(fā)泡指數(shù)，表面活性劑泡沫瀝青SAFB的最佳發(fā)泡條件為：發(fā)泡溫度170 ℃，發(fā)泡表面活性劑含量8%。

圖1 不同條件下SBS改性瀝青發(fā)泡指數(shù)試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Experimental results of foaming index of SBS modified asphalt under different conditions

2.2 傅里葉紅外光譜試驗(yàn)結(jié)果分析

圖2為表面活性劑和瀝青膠結(jié)料紅外光譜圖。由圖2（a）可以發(fā)現(xiàn)SA具有與瀝青顯著不同的特征峰，SA在1 647 cm-1和1 463 cm-1處的特征峰由苯環(huán)的C= = C伸縮振動(dòng)和亞甲基—CH2—的剪切振動(dòng)引起；在3 089 cm-1處的特征峰由苯環(huán)的= = CH伸縮振動(dòng)引起；在3 425 cm-1處的特征峰可能是由N—H或O—H（氨基或氫鍵的羥基）的伸縮振動(dòng)引起。圖2試驗(yàn)結(jié)果表明，SAFB和BSA瀝青的特征峰位置與SBS改性瀝青相近，說(shuō)明SA-SBS瀝青膠結(jié)料樣品在傳統(tǒng)溫拌工藝或發(fā)泡過(guò)程中化學(xué)官能團(tuán)并沒(méi)有發(fā)生明顯的變化。雖然3種瀝青膠結(jié)料的化學(xué)官能團(tuán)相似，但SAFB和BSA的指紋區(qū)特征峰的幅度要強(qiáng)于B瀝青，尤其是發(fā)泡工藝制備的SAFB的峰高比常規(guī)混合工藝制備的BSA更明顯。具體來(lái)說(shuō)，SAFB在1 459、1 026和1 697 cm-1處均表現(xiàn)出較高強(qiáng)度的特征峰，一方面可能是受到表面活性劑水溶液中水和表面活性成分的影響，樹(shù)脂和瀝青質(zhì)形成氫基團(tuán)［8］；另一方面可能是制備表面活性瀝青時(shí)的加熱和發(fā)泡過(guò)程，造成了瀝青的氧化老化作用，導(dǎo)致羰基（1 601 cm-1）、亞砜基（1 026 cm-1）等極性官能團(tuán)存在強(qiáng)度較高的吸收峰［23］。

圖2 表面活性劑和瀝青膠結(jié)料紅外光譜試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Infrared spectral test results of surfactant and asphalt binder

2.3 高溫性能分析

車(chē)轍因子G*/sinδ被用來(lái)評(píng)價(jià)瀝青的高溫抗車(chē)轍性能，其值越大，瀝青的抗車(chē)轍性能越強(qiáng)［24］。如圖3所示，瀝青G*/sinδ值隨著溫度升高而降低。對(duì)于未老化的瀝青膠結(jié)料，在同一溫度下，SAFB瀝青具有較高的G*/sinδ值，BSA瀝青次之，SBS改性瀝青G*/sinδ值最小，表明表面活性劑SA的加入增強(qiáng)了瀝青膠結(jié)料的抗車(chē)轍能力，且與傳統(tǒng)的溫拌工藝相比，發(fā)泡工藝提高了瀝青膠結(jié)料的抗車(chē)轍性能。在同一溫度下，隨著SA摻量的增加，BSA瀝青的G*/sinδ值逐漸增大，而SAFB瀝青的G*/sinδ值逐漸下降，當(dāng)SA摻量為6%時(shí)，SAFB瀝青具有最高的G*/sinδ值。對(duì)于RTFOT老化后瀝青，同一溫度下，SBS瀝青具有較高的G*/sinδ值，BSA瀝青次之，SAFB瀝青G*/sinδ值最小，且隨著SA摻量的增加，BSA和SAFB瀝青的G*/sinδ值逐漸下降，瀝青抗車(chē)轍性能逐漸降低，這與以前的研究結(jié)果一致［25］。

圖3 瀝青高溫性能試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 High-temperature performance test results of asphalt binders

Superpave瀝青膠結(jié)料規(guī)范規(guī)定［26］，未老化瀝青G*/sinδ≥1.0 kPa；RTFOT老化瀝青G*/sinδ≥2.2 kPa。當(dāng)車(chē)轍因子達(dá)到規(guī)范要求值時(shí)，該溫度稱為臨界溫度，臨界溫度越高說(shuō)明瀝青膠結(jié)料的高溫抗永久變形能力越高［27］。由圖3（c）可知，在老化前，與SBS改性瀝青相比，BSA及SAFB瀝青的臨界溫度逐漸增大，且SAFB瀝青具有更高的臨界溫度，表明溫拌和發(fā)泡工藝共同作用提高了SBS瀝青的高溫抗永久變形能力。經(jīng)過(guò)RTFOT老化之后，3種瀝青的臨界溫度均降低，說(shuō)明短期老化引起瀝青抗車(chē)轍性能下降。與SBS改性瀝青相比，經(jīng)過(guò)RTFOT老化之后的BSA和SAFB瀝青具有較低的臨界溫度，且隨著SA含量的增加，BSA和SAFB瀝青的臨界溫度逐漸降低，這表明瀝青通過(guò)發(fā)泡工藝之后受短期老化的負(fù)面影響更大，可能是由于發(fā)泡工藝制備SAFB瀝青中殘留水造成的負(fù)面影響［28］。

研究表明，車(chē)轍因子對(duì)改性瀝青和高黏高彈瀝青的高溫性能評(píng)價(jià)存在一定的局限性，無(wú)法將黏性部分分離［29］。D’Angelo等［30］經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，MSCR試驗(yàn)與瀝青的非線性黏彈性響應(yīng)的相關(guān)性較高，不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃縅nr與車(chē)轍性能的相關(guān)性較好。不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃縅nr反映瀝青抵抗永久變形的能力，其值越小，瀝青的抗變形能力越強(qiáng)，高溫性能越好。蠕變恢復(fù)率R反映瀝青變形恢復(fù)能力，其值越大，表明瀝青恢復(fù)變形能力越強(qiáng)。由圖4試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在同一應(yīng)力水平下，與B瀝青相比，BSA瀝青不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃吭龃螅渥兓謴?fù)率增大。與BSA瀝青相比，SAFB瀝青不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃吭龃螅渥兓謴?fù)率減小，可能由于發(fā)泡工藝抑制了瀝青的輕質(zhì)組分向重質(zhì)組分轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致瀝青高溫抗變形能力有所降低［8］。從不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃亢腿渥兓謴?fù)率來(lái)看，SA摻量對(duì)表面活性劑泡沫瀝青的高溫性能影響較小。

2.4 抗疲勞性能分析

疲勞因子G*sinδ反映瀝青在變形過(guò)程中由于內(nèi)部摩擦而產(chǎn)生的能量散失，可以用來(lái)表征瀝青的抗疲勞性能。G*sinδ值越大，能量損失越快，瀝青的疲勞性能越低。圖5（a）瀝青疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，3種瀝青的lg（G*sinδ）隨溫度的降低而成比例增加。在同一溫度下，SBS瀝青具有較高的G*sinδ值，BSA瀝青次之，SAFB瀝青G*sinδ值最小，說(shuō)明表面活性劑SA和發(fā)泡工藝對(duì)SBS改性瀝青的抗疲勞性能有積極作用。

圖5 瀝青疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Fatigue performance test results of asphalt binders

將G*sinδ等于5 000 kPa時(shí)的溫度值稱為疲勞溫度，其值越小，瀝青膠結(jié)料的抗疲勞性能越好。由圖5（b）可以看出，B瀝青、BSA瀝青以及SAFB瀝青的疲勞溫度均小于22 ℃。隨著表面活性劑SA摻量的增加，BSA瀝青的疲勞溫度降低，而SAFB瀝青的疲勞溫度升高，表明表面活性劑SA含量增加對(duì)BSA瀝青的抗疲勞性能有積極的影響，而對(duì)SAFB瀝青的抗疲勞性能有消極的影響。

2.5 低溫抗裂性能分析

瀝青膠結(jié)料BBR試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。隨著溫度的降低，各類瀝青膠結(jié)料的勁度模量S增大，m值減小，這意味著瀝青膠結(jié)料在較低的溫度下更容易開(kāi)裂或蠕變。根據(jù)AASHTO T313規(guī)定，勁度模量不應(yīng)大于300 MPa，m值大于0.3，所有瀝青膠結(jié)料在-12 ℃和-6 ℃試驗(yàn)溫度下均滿足要求，在-18 ℃試驗(yàn)溫度下，只有SBS改性瀝青符合勁度模量小于300 MPa的要求。在同一溫度下，與SBS瀝青相比，BSA和SAFB瀝青的勁度模量和m值相差不大，BSA和SAFB瀝青表現(xiàn)出與SBS改性瀝青相當(dāng)?shù)牡蜏乜沽研阅堋?/p>

圖6 瀝青BBR試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 BBR test results of asphalt binders

3 結(jié)論

（1）表面活性劑對(duì)SBS改性瀝青的發(fā)泡特性有明顯的協(xié)同作用，特別是半衰期，最大可達(dá)69 s。

（2）表面活性泡沫瀝青的光譜圖形成了較高的羰基和亞砜基等含氧極性官能團(tuán)吸收峰峰值，這表明在發(fā)泡制備過(guò)程中存在氧化作用，這可能是由于制備時(shí)的加熱和發(fā)泡過(guò)程，以及表面活性劑引入的水和表面活性成分的共同影響。

（3）對(duì)于未老化的瀝青膠結(jié)料，表面活性泡沫瀝青的G*/sinδ值高于SBS改性瀝青，表明表面活性發(fā)泡的協(xié)同效應(yīng)提高了原瀝青的高溫性能；但是短期老化后，表面活性泡沫瀝青的G*/sinδ值低于SBS改性瀝青（降低4.6%），表明表面活性泡沫瀝青在短期老化過(guò)程中更容易遭受對(duì)高溫性能的負(fù)面影響，可能的原因是發(fā)泡制備表面活性泡沫瀝青中殘留水對(duì)高溫性能造成了不利影響。

（4）表面活性劑的摻加提高了瀝青的抗疲勞性能，但隨著表面活性劑含量的增加，對(duì)溫拌改性瀝青的抗疲勞性能有積極的影響，而對(duì)表面活性泡沫瀝青的抗疲勞性能有消極的影響。表面活性劑和發(fā)泡工藝的協(xié)同作用導(dǎo)致表面活性泡沫瀝青表現(xiàn)出與SBS瀝青相當(dāng)?shù)牡蜏乜沽研阅堋?/p>

總之，表面活性劑與發(fā)泡技術(shù)相結(jié)合是可行的，可以使SBS改性瀝青具有良好的發(fā)泡效果和路用性能。然而，本文僅對(duì)表面活性泡沫瀝青的流變性能進(jìn)行研究，其形成機(jī)理及表面活性劑泡沫瀝青混合料的性能有待進(jìn)一步研究。