高粘改性沥青制备和性能测试的研究进展

陈竟涛

(重庆交通大学材料学院 重庆 400070)

沥青路面以其行车舒适、施工期短、平整度好、适于分期修建、养护维修简单等优点得到大规模使用。目前随着国家经济发展，行车舒适性，安全性等要求也在逐渐出现，对于道路的性能要求越来越高。所以排水路面、超薄磨耗层等新型路面技术也在不断出现。排水路面和超薄磨耗层均对施工中的沥青有着极高的技术性能要求，要求沥青具有较高的粘结强度和对集料的裹附性[1]，所以对沥青的粘度提出更高的要求。

一、高粘改性沥青的制备

李学坤，陈国顺[2]对SBS进行侧链羟基官能化改性，得到新的产物SBS-g-COOH，根据实验结果，低接枝度的SBS-g-COOH能明显提高相容性及热存储稳定性。郑仰才[3]采用多种原材料为官能化封端剂制备了多种官能化SBS，结果表明新型氨基官能化SBS改性沥青相较于普通SBS改性沥青，热储存稳定性与相容性都有明显提高。

二、高粘改性沥青的性能测试

(一)高温性能。王志军[4]采用对不同老化状态下沥青配合动态剪切流变试验和弯曲蠕变劲度试验,分析了沥青老化前后的动态流变性能。沥青在老化后,沥青胶浆的复数剪切模量G*增大,相位角δ变小,沥青向固态转化。因此认为老化可以提高沥青混合料的高温抗车辙能力。

邢明亮，李祖仲等[5]分析材料组成、粉胶比、温度等因素对高粘改性沥青胶浆动态剪切流变特性的影响。结果显示沥青粘度高、矿粉比表面积大,形成的高粘沥青胶浆相位角相对较小，抗车辙因子较大，高温性能明显提高。沥青性质相较于矿粉类型，对胶浆抗车辙因子影响显著，对改善胶浆抗高温变形能力起主导作用。同时提高改性沥青粘度或增大矿粉比表面积,均可有效降低高粘沥青胶浆抗车辙因子的温度敏感性，改善高粘沥青胶浆高温抗变形性能。

(二)低温性能。曹丽萍，谭忆秋[6]等认为玻璃化转变温度Tg物理意义明确,适合于评价SBS改性沥青的低温性能。黄优，刘朝晖[7]等利用水平移位因子lg(αT)计算了SBS改性沥青材料的Tg,并使用对应的沥青混合料进行了低温弯曲试验验证。结果玻璃态转变温度Tg可以有效评价沥青材料的低温性能。

韩凌，金吉海等[8]采用常规和SHRP等检测手段研究SBS掺量对改性沥青性能影响,结果表明:随着SBS掺量增加,改性沥青常规性能、高温性能、低温性能均得以提高，其中5℃延度、烘后延度和低温临界温度在表征改性沥青低温性能方面具呈线性相关。

(三)粘度测试。祝争艳，江瑞龄[9]等采用动态剪切流变仪对不同SBS高粘改性沥青进行动态频率扫描试验,并采用Carreau模型进行多项式拟合得到不同样品的60℃ZSV。结果表明,储存温度越高、储存时间越长,其改性沥青的ZSV降低的幅度越大,说明养护工程中,改性沥青高温下不能长期储存。

李立寒，耿韩等对高黏度改性沥青、SBS改性沥青以及A-70基质沥青进行真空减压毛细管试验和动态剪切速率扫描试验，首先得到沥青的毛细管黏度和零剪切黏度，并对比2种黏度试验中沥青所受的剪切速率水平及其与路面结构中沥青所受剪切速率水平之间的关系，认为零剪切黏度可以较为合理地表征高黏度沥青在路面结构中的黏结特性，而毛细管黏度不宜用于评价高黏度沥青材料的黏度特性。

三、高粘改性沥青的应用

(一)排水路面。谭瑞梅[10]采用四种改性剂复合方案，研究了OGFC沥青混合料在不同改性剂条件下的路用性能对比，认为改性剂的选用，对排水路面的性能有着极大的影响。黄慧光制作了不同空隙率的OGFC-13的试件并进行渗水系数和水稳定性，认为空隙率越大，渗水系数越大，但是强度等也会越来越低。空隙率为24%时，为OGFC-13沥青混合料的空隙率上限。黄刚，何兆益[11]等通过谢伦堡沥青析漏试验和浸水马歇尔试验，得出OGFC-13沥青混合料的沥青最小掺量不小于3.6%，并同时建议掺入0.9%-1.2%的纤维。

(二)超薄磨耗层。超薄磨耗层的施工工艺是预处理的路面喷洒一层乳化沥青，在乳化沥青上层铺筑高粘沥青混合料。由于热混合料引起乳化沥青水分蒸发，促使其快速破乳，从而使新旧沥青层之间快速形成一层粘结性非常强的油膜。

张华通过室内试验对改性高粘沥青SMA-13混合料和SBS改性沥青SMA-13混合料的路用性能进行对比分析。结果表明，改性高粘沥青SMA-13混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗滑性能均优于SBS改性沥青SMA-13混合料。黄洁羽[12]通过优化高粘复合改性SMA-13沥青混合料配比来达到提高SBS改性沥青材料路用性能的目的，解决市政道路中存在的相关实际问题。

四、总结

通过对于高粘改性沥青的归纳总结，我们可以认为。(1)高粘改性沥青在性能方面优于普通基质沥青。但是高粘改性沥青的性能受到制备工艺因素的影响较大。(2)在高温性能测试方面，动态剪切流变仪测得的相位角与车辙因子可以较好的表现高粘改性沥青的高温性能。同时粘温指数、粘温曲线和零剪切粘度等粘度性质与高温性能也有着较大的相关性。在低温性能方面，高粘改性的玻璃化温度可以比好准确评估沥青的低温性能。(3)由于改性剂以及其他添加剂的使用，使得高粘改性沥青的成本高于普通基质沥青，使得高粘高粘改性沥青的推广受到一定的限制。