超粘抗剪乳化瀝青稀漿混合料穩定性研究

摘要：針對基面層間易發生脫粘和水損病害，通過自主設計拉拔和扭剪試驗，研究下封層超粘抗剪乳化瀝青（super-viscous and shear resistant emulsified asphalt，SEA）稀漿混合料高溫穩定性和水穩定性，并結合分子動力學對SEA 改性機理進行分析。結果表明：SEA 稀漿下封層混合料高溫敏感度較低，相較于基質乳化瀝青，60 ℃ 條件下其稀漿下封層抗拉強度和抗剪強度分別增加156.81% 和88.17%；且SEA 稀漿混合料相較于基質乳化瀝青稀漿混合料和SBS 改性乳化瀝青稀漿混合料經干濕循環后其層間抗拉和抗剪強度基本喪失，仍有約干燥條件下的60%，極大地改善了稀漿下封層水穩定性。SEA 中PU 分子的異氰酸酯基與瀝青中的羥基發生化學反應而連接，又因其自身鏈狀結構使瀝青中極性組分聚集更加緊密，從而增大瀝青膠團的粘聚性。在受到水分侵蝕稀漿混合料時，SEA 中SBR 通過自生聚集行為形成膠網結構，從而達到減弱水分子對瀝青膠漿入侵的目的，提高下封層水穩定性。

關鍵詞：超粘抗剪乳化瀝青；拉拔試驗；扭剪試驗；分子動力學

中圖分類號：U 414 文獻標志碼：A

近年來，隨著層間處治愈發成為新時代道路建設的重要標準和要求，聚合物改性乳化瀝青作為層間材料在實際工程應用中展現出較為良好的路用性能。但單摻改性乳化瀝青性能較為單一，不能滿足惡劣環境條件下的多種性能要求。鑒于下封層在高溫多雨條件下易產生層間剝離和反射裂縫等病害，工程實際中多采用具有優越粘結性能、高低溫性能和抗水損害性能等特點[1] 的聚合物復合改性乳化瀝青以提高下封層綜合性能。

本文針對杭嘉湖平原氣候條件選取性能滿足條件的兩種聚合物：聚苯乙烯丁二烯共聚物SBR[2-3]和聚醚型、顆粒狀熱塑性透明彈性體PU[4-5]，以乳化瀝青蒸發殘留物室內試驗性能為依據進行設計，調配出超粘抗剪乳化瀝青（ super-viscous andshear resistant emulsified asphalt， SEA） 。但對于SEA 稀漿混合料的路用性能測試，多在理想條件下進行，缺乏對實際應用工況的模擬。因此本文針對基面層 間易發生脫粘和水損病害，通過自主設計拉拔和扭剪試驗，研究下封層SEA 稀漿混合料高溫穩定性和水穩定性，并結合分子動力學對SEA 改性機理進行分析。