浅议橡胶粉改性沥青温度敏感性评价方法

宋扬

摘要：对不同掺量的橡胶粉改性沥青的针入度和粘度进行了测试，探讨了不 同种温度敏感性评价方法。对胶粉改性沥青温度敏感性表征方法提出了合理的建议。

关键词：橡胶粉改性沥青  针人度  粘度  温度敏感性

0 引言

沥青的粘度随着温度的不同而产生明显的变化，这种粘度随温度的变化的感应性为感温性。对于路用沥青，温度和粘度的关系是极其重要的性能。沥青材料的感温性是决定沥青使用时的工作性以及应用于路面中的服务性的重要指标。更确切地说，沥青路面的抗车辙能力、抗低温开裂能力和耐久性等主要技术性质均与沥青的感温性有内在联系。

表示和评价沥青感温性的指标很多，常用的有针入度指数和粘度指数来反映。然而究竟采用什么指标来反应沥青的感温性能，却一直没有定论。本文通过对橡胶粉改性沥青的温度敏感性进行研究，得出适合与胶粉改性沥青的温度敏感性评价方法。

1试验部分

1.1主要原材料

沥青：选用中海70 #重交通沥青，其主要性能指标如表1所示。

胶粉：橡胶烃含量（质量分数，下同）46.0%，丙酮抽提物10.8%，碳黑含量28.0%，灰份6.2%。胶粉目数为80目。由南通新升橡胶制品有限公司提供。

1.2实验方法

本研究中所用改性沥青是通过高速剪切的方法进行加工制备的。将沥青预热到180℃左右，按选定的橡胶粉剂量慢慢地倾入盛有热沥青的容器中搅拌（机械搅拌）1h左右的时间，制得不同种类的胶粉改性沥青。机械搅拌采用高速剪切乳化机来进行。通过反复试验采用3000r/min的转速为佳。各样品加工方式相同，前、后处理过程均相同。置备好之后测定沥青的针入度指数和粘度。粘度测试采用Brookfield  DV-II型旋转粘度计测定。

2试验结果与分析

2.1 PI指标体系

在“八五”国家重点科技项目（攻关）中对国产沥青的感温性问题进行的专项研究认为，由针入度一温度回归方程式（1）得到的针入度一温度感应系数A值确定的PI值，以及由式（1） 得到的当量软化点T800和当量脆点T 1.2具有实用价值，上述指标能够反映国产沥青的感温性，并依据中国的气候分区制订了相应的技术标准。

lgP=AT+K （1）

式中：P为针入度（0.1mm）;

T为温度（℃）;A、K为回归系数。

实践表明，尽管针人度试验操作比较简单，但是试验结果的准确性并不仅仅取决于试验仪器的自动化程度，试验者的经验和技术水平往往更为重要。这也是针入度试验结果重现性差的主要原因。针入度试验结果列于表2。

从表中可以看出来，当胶粉的剂量在5%以下时，其针入度指数变化不大，当剂量在5% -15%之间时针入度指数呈线性增大;当剂量逐渐再增大时，针人度指数又逐渐减小。这说明当剂量值15%时胶粉改性沥青的温度敏感性最好。然而，对于T800和T 1.2两个指标分析看来，最佳剂量却应该在10%和20%这两个点上。笔者认为，这种情况不能说明改性沥青在什么剂量下感温性能为最佳，用PI指标体系来评价改性沥青的感温性至少具有局限性。

2.2粘度-温度指标体系

采用布氏粘度剂测得不同剂量胶粉改性沥青在100℃—160℃温度范围内的粘度。结果 见表3。

对沥青的粘度结果按照指数形式和幂函数形式分别进行回归，见图1、图2其粘温关系式对应为：η=AeBT和η=ATB，式中η为粘度，A表示粘温曲线的位置关系，B代表粘温变化率，其絕对值越大说明沥青的温度敏感性越差。回归参数列于表4中。

对照不同回归方式的参数.我们可以发现，对于指数回归的粘温参数B1，其绝对值最小的为10%掺量的改性沥青;同样的在幂函数回归的粘温参数B2其绝对值最小的为10%掺量的沥青。两种粘温关系都说明，10%掺量的改性沥青的温度敏感性最小。

同时，由阿累尼乌斯（arrhenius）方程求解出η=A.eEc/RT可以求解得不同改性沥青的流动活化能，一并列于各表中。流动活化能是分子流动时克服周围分子的相互作用所需要的能量。活化能的大小反映了沥青的粘度对温度的依赖性。流动活化能大说明粘度对温度的依赖性大，反之则依赖性小。通过活化能的求解，我们也可以看出，10%掺量的活化能最小，即其温度敏感性最低。且其余规律大致相同于回归分析的结果。

2.3两种体系的比较

通过PI体系和粘度体系来对沥青感温性能的分析可以看出来，粘温体系的指标之间式相互吻合和相互验证的;而PI体系指标自身的差异性比较大。笔者认为，这主要是由于针入度指标本身就有很大的差异性，受到人为的因素影响比较大，而且PI指标不适宜来评价橡胶粉改性沥青。

3结论

从上述废胶粉改性沥青试验和分析结果可以看出：

（1）PI指标体系受到的影响因素的限制，不宜作为胶粉改性沥青的感温性能评价依据;

（2）粘温体系由于精度较好，可以作为胶粉改性沥青的感温性能评价指标;

（3）通过分析可以得出，对于橡胶粉改性沥青，其胶粉掺量在10%的时候，沥青的温度敏感性能最低。

参考文献

[1]李立寒，道路建筑材料[M]，上海：同济大学出版社，2002， 124-127.

[2]JTJ052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

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