天然岩沥青改性对沥青路面性能的影响

2015-03-11陈景龙

建材与装饰 2015年51期

陈景龙

（中铁十一局集团第二工程有限公司湖北十堰 442000）

天然岩沥青在道路施工中的应用随着其在沥青改性中的效果得到了广泛的认同。通过对改性的沥青在道路中的应用效果分析，得出改性沥青具有耐磨、性能持久等优点。我国对改性沥青的研究已经取得了一定的成效，并在道路施工建设中得到了良好的应用。如山东潍坊市某段交通道路施工就利用了天然岩沥青改性沥青，相较于一般的沥青路面，路面的横向裂缝出现的很少，纵向裂缝几乎没有。基于岩沥青改性沥青加工方面，应用效果良好，具有普遍的推广价值。

1 天然岩沥青改性沥青性能试验

试验选用AH-70#基质沥青两种A、B，天然岩为黑褐色、粉末状，含水量在1.2%左右的四川广元地区的岩沥青。天然岩沥青掺入到基质沥青的比例分别为5%、7.5%、10%和12.5%，观察岩沥青改性沥青的流程可得出10样改性后的样品，将这些样品与基质沥青进行性能比较，可得出表1的性能结果。

表1 岩沥青改性沥青性能测试

从表1中可以看出，随着岩沥青添加计量的增多，岩沥青改性沥青的软化度相对增高，延展度下降，说明岩沥青改性沥青的抗变形能力增加，对温度的敏感性降低。

2 岩沥青改性沥青多种微观性能分析

2.1 沥青组分分析

沥青的组分对于沥青的性能具有重要的影响，为了研究岩沥青的沥青组分对基质沥青性能的影响，遂进行了组分试验，得出结果如表2。

从表2中可以看出，天然岩的沥青胶质与青质教基质沥青要高，且饱和分和芳香分的含量要低，这说明岩沥青自身具有较高的软化点和粘性[1]。在将岩沥青掺入到基质沥青中后，改进沥青的饱和分和芳香分的含量有所下降，而沥青的胶质含量以及沥青质的含量有所提升，这说明岩沥青能够使基质沥青的黏性和抗高温性能提升，同时沥青胶质的稳定性增强，在此情况下，改性沥青应用于路面施工，对于保证公路的使用性能具有重要的作用。

表2 组分试验结果

2.2 荧光显微镜分析

荧光显微镜应用于观察改性沥青的相态结构具有显著的作用，通过对改性沥青的相态结构进行分析，可以判断出基质沥青的改性程度，对于确定岩沥青掺入基质沥青的最佳配比创造了有利的条件。试验选用倒置荧光显微镜，基质沥青和配比例为8%，制配前后的沥青相态放在显微镜下观察，并采集图像。据实验可知，岩沥青改性剂在基质沥青中的分布较为平均，且在充分混合后，使基质沥青的青质组分膨胀，凸起的颗粒上结有一层含沥青质的凝胶膜。在配比浓度为8%的情况下，溶胀的岩沥青能够达到结交料的15%作用，通过凝胶膜的连接，构成了一个网状的空间结构，由此可以看出，改性后的基质沥青的黏性有了明显的提升。

3 岩沥青改性沥青对沥青路面性能的影响探讨

3.1 感温性

岩沥青用于基质沥青的改性，对于基质沥青表征感温性的影响测试，多用针入度指数、针入度粘度数和粘温指数。其中，对于粘温指数与材料本质的流动活化能关系的研究，将得出改性沥青粘性在温度影响下的变化，进而得出材料温度的敏感性[2]。同时，针对度指数与粘温指数会随着岩沥青掺入量的增加而发生改变，针入度指数会持续上升，感温性会下降，而粘温指数变化呈不规律性，主要受试验条件的影响。

在低温情况下，岩沥青会改变基质沥青的沥青质、胶质含量，且混合体系极性增强，在组分内分子相互作用下，会形成网状的粘联结构。在温度不高的情况下，分子的活动能力有限，所以，改性沥青的感温性会随着岩沥青添加量的增多而降低，而在高温条件下，岩沥青的大胶束在爆破之后会分散出很多活性点与小分子结合，形成半聚合的局面，在岩沥青不断掺入基质沥青的情况下，形成的半聚合面会增多，从而增强了改性沥青的温度敏感性，但当岩沥青的加入量达到10%时，破裂的胶束会重新聚合在一起，形成一个整体的粘连结构，此时的改性沥青的温度敏感度会降低。

3.2 高温性能

通过岩沥青改性沥青性能测试可以看出，改性沥青的软化点、粘性与基质沥青相比，都有向着好的方向发展。在岩沥青将沥青质带入到石油沥青当中后，对于改善以氢键为主的分子作用力，形成聚合的网状分子结构有着积极的促进作用。同时，岩沥青含有的矿物质，对改善基质沥青的黏性也起到了明显的效果。相较于基质沥青，改性后的基质沥青在温度低于60℃的环境下，黏性会更强。因此，改性沥青的弹性较好，在道路建设中应用岩沥青改性沥青，遇到施加力因具有较好的弹性，而不易凹陷，从而避免车辙、推拥等情况的出现。