馮新軍, 陳 旺, 李 旺

(1.長沙理工大學(xué) 道路結(jié)構(gòu)與材料交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長沙 410114; 2.長沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院, 湖南 長沙 410114)

近年來,除聚合物改性瀝青外,無機(jī)粉填料(礦粉、水泥、石灰、粉煤灰、火山灰、硅藻土等)由于其來源廣泛、加工容易、成本低廉等特點(diǎn),已經(jīng)成為改性瀝青研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn).研究表明,在瀝青混合料中加入無機(jī)填料,可以顯著提高瀝青混合料的穩(wěn)定性和耐久性[1-4].煤矸石是煤炭挖掘和洗選過程中產(chǎn)生的廢渣,是中國目前排放量和累計(jì)存量最大的工業(yè)固體廢棄物之一.截至目前為止,中國煤矸石累計(jì)存量已達(dá)45億t,而且還在以1.5～2.0億t/a的速度增加.大量煤矸石長期堆放不僅污染環(huán)境、占用土地資源,而且還存在自燃的風(fēng)險(xiǎn).但是煤矸石的相關(guān)利用途徑很少,其綜合利用率不足20%,所以將煤矸石用于道路工程中還存在較大空間.

目前,已有一些研究人員對(duì)煤矸石粉作為瀝青混合料填料的可行性進(jìn)行了研究.馮新軍等[5-6]和趙夢(mèng)龍等[7]對(duì)分別摻煤矸石粉、煤矸石灰和礦粉的3種瀝青膠漿的路用性能進(jìn)行了對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)與礦粉相比,煤矸石粉尤其是煤矸石灰顆粒更細(xì),比表面積更大,表面更粗糙,并且含有更多的活性礦物成分和孔隙結(jié)構(gòu),提高了與瀝青的黏結(jié)力,從而顯著提高了瀝青膠漿的高溫穩(wěn)定性能,并改善了感溫性,但低溫性能有所降低.Amir等[8]研究發(fā)現(xiàn),與礦粉瀝青膠漿相比,活化煤矸石粉瀝青膠漿的抗剪強(qiáng)度和高溫性能有了大幅度提高,而低溫性能有所降低.Modarres等[9]研究表明,煤矸石粉作為填料改善了瀝青混合料的力學(xué)性能、水穩(wěn)定性、耐疲勞性能和抗拉韌性,并且可以穩(wěn)定煤矸石粉中的重金屬,從而有效減少對(duì)環(huán)境的污染.綜上所述,煤矸石粉或煤矸石灰能夠改善瀝青膠漿的高溫穩(wěn)定性、感溫性和水穩(wěn)定性,并可以有效減少對(duì)環(huán)境的污染,但是會(huì)降低瀝青膠漿的低溫抗裂性,從而制約其在道路工程中的進(jìn)一步應(yīng)用.

硅烷偶聯(lián)劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物,具有能同時(shí)與無機(jī)填料(如水泥、礦粉等)和有機(jī)材料(如瀝青)結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)[10-12].可以通過硅烷偶聯(lián)劑使2種性能差異較大的材料界面有效地連接起來,從而提高材料的使用性能.王振軍等[13]通過硅烷偶聯(lián)劑處理集料表面來改善復(fù)合瀝青混合料的路用性能.張寶龍等[14]通過硅烷偶聯(lián)劑對(duì)粉煤灰表面進(jìn)行修飾,從而提高粉煤灰瀝青膠漿的路用性能.王麗潔等[15]發(fā)現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑KH-560在粉煤灰表面形成了化學(xué)鍵,防止粉煤灰顆粒團(tuán)聚,使其與外界基體材料形成物理和化學(xué)交聯(lián).本文采用KH-550對(duì)煤矸石粉進(jìn)行改性,并對(duì)KH-550改性煤矸石粉瀝青膠漿、未改性煤矸石粉瀝青膠漿及石灰石礦粉瀝青膠漿的路用性能進(jìn)行對(duì)比研究,分析其改性機(jī)理.

1 原材料

瀝青為江陰產(chǎn)阿爾法A級(jí)70#道路石油瀝青,其性能指標(biāo)如表1所示.煤矸石產(chǎn)自湖南省郴州煤礦,將其置于60℃烘箱中烘至恒重,經(jīng)研磨后過0.075mm篩,制成煤矸石粉(CWP).礦粉采用石灰?guī)r礦粉(LS),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求.煤矸石粉和礦粉原樣如圖1所示,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表2所示.硅烷偶聯(lián)劑為南京辰工有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)的KH-550,其化學(xué)名稱為3-氨基丙基三乙氧基硅烷,分子式為C9H23NO3Si,主要技術(shù)指標(biāo)如表3所示.

表1 阿爾法A級(jí)70#石油瀝青的主要技術(shù)指標(biāo)Table 1 Main technical indexes of 70# asphalt

表2 煤矸石粉與石灰石礦粉填料主要技術(shù)指標(biāo)Table 2 Main technical indexes of CWP and LS

表3 KH-550的主要技術(shù)指標(biāo)Table 3 Main technical indexes of KH-550

圖1 煤矸石粉和石灰石礦粉Fig.1 Pictures of CWP and LS

2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.1 試樣制備

首先，稱取占煤矸石粉質(zhì)量0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的KH-550,按m(乙醇)∶m(水)∶m(KH-550)=70∶25∶5,配制成KH-550水醇溶液,并水解1.0h,使KH-550能夠充分水解;然后,將煤矸石粉加入KH-550水醇溶液并充分?jǐn)嚢杈鶆?在常溫環(huán)境下靜置1.0h，再放入60℃的干燥箱中干燥2.0h,使其充分干燥,即可得到采用KH-550改性的煤矸石粉，分別表示為CWP+0%、CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%;最后，分別制備粉膠比(填料(煤矸石粉或石灰石礦粉)質(zhì)量與瀝青質(zhì)量之比)為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4的瀝青膠漿.制備瀝青膠漿的具體工藝為：首先將基質(zhì)瀝青加熱到150℃,再按不同粉膠比稱量好填料分次加入,用小型攪拌設(shè)備在(160±5)℃、1000r/min的條件下攪拌0.5h,直至填料與瀝青混合均勻.

2.2 常規(guī)性能試驗(yàn)

借鑒已有的研究成果[16],同時(shí)考慮實(shí)際操作的簡(jiǎn)單性和可行性,把針入度儀上的試針換成了試錐(見圖2),將其改裝成錐入度儀.根據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)針入度試驗(yàn)方法,測(cè)定瀝青膠漿試樣的30、40℃錐入度,根據(jù)式(1)計(jì)算抗剪強(qiáng)度τ.抗剪強(qiáng)度越大,表明瀝青膠漿的高溫性能越好.

(1)

式中：Q為貫入質(zhì)量(錐針、連桿及砝碼總質(zhì)量),g;h為錐入度,0.1mm;α為錐針針尖角度,30°.

圖2 錐針尺寸圖和實(shí)物圖Fig.2 Dimensional drawing and physical map of cone(size:mm)

根據(jù)《規(guī)程》,對(duì)各個(gè)瀝青膠漿試樣進(jìn)行軟化點(diǎn)和15℃測(cè)力延度試驗(yàn),可以得到瀝青膠漿的拉伸柔度,拉伸柔度越大,表明試樣的低溫抗裂性越好.

根據(jù)《規(guī)程》,進(jìn)行各個(gè)瀝青膠漿試樣與粗集料的黏附性試驗(yàn),分別測(cè)定粗集料烘干質(zhì)量m0、水煮前裹覆瀝青膠漿的粗集料質(zhì)量m1以及水煮后裹覆瀝青膠漿的粗集料質(zhì)量m2,然后根據(jù)式(2)計(jì)算質(zhì)量損失率Lb.質(zhì)量損失率越小,表明試樣與粗集料的黏附性越好.

(2)

2.3 動(dòng)態(tài)剪切流變(DSR)試驗(yàn)

根據(jù)《規(guī)程》,對(duì)各個(gè)瀝青膠漿試樣進(jìn)行DSR試驗(yàn),采用應(yīng)變控制模式,應(yīng)變值γ=12%,轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ω=10rad/s,試樣直徑25mm,厚度1mm,試驗(yàn)溫度為64、70℃.將抗車轍因子G*/sinδ作為瀝青膠漿高溫性能的評(píng)價(jià)指標(biāo).其值越大,瀝青膠漿的抗車轍能力越強(qiáng)[12],高溫性能越好.

2.4 彎曲梁流變(BBR)試驗(yàn)

根據(jù)《規(guī)程》,采用彎曲梁流變儀,分別測(cè)定各個(gè)瀝青膠漿的彎曲蠕變勁度模量S和蠕變速率m,以評(píng)價(jià)其低溫抗裂性能.試驗(yàn)溫度為-6、-12、-18℃.

2.5 微觀試驗(yàn)

為了探究KH-550對(duì)煤矸石粉瀝青膠漿的改性機(jī)理,首先對(duì)石灰石礦粉和改性前后煤矸石粉進(jìn)行粒度分布測(cè)試(試驗(yàn)溫度為15～35℃,遮光度范圍為8%～20%)和低溫氮吸附試驗(yàn)(液氮溫度為-196℃,氮蒸汽比壓為0.05～0.35);然后利用掃描電子顯微鏡(SEM)和紅外光譜(IR),對(duì)比改性前后煤矸石粉瀝青膠漿的孔結(jié)構(gòu)、微觀形貌、化學(xué)組成和官能團(tuán).

3 結(jié)果和分析

3.1 常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果

6種瀝青膠漿在不同粉膠比條件下的30、40℃抗剪強(qiáng)度τ見圖3.

圖3 瀝青膠漿抗剪強(qiáng)度Fig.3 Shear strength of asphalt mortar

由圖3可知：在相同溫度下,6種瀝青膠漿的抗剪強(qiáng)度均隨著粉膠比的增加而增大;在相同溫度與粉膠比條件下,5種CWP瀝青膠漿的抗剪強(qiáng)度均明顯大于LS瀝青膠漿,表明CWP無論是否經(jīng)KH-550改性,其瀝青膠漿的高溫性能均優(yōu)于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,CWP瀝青膠漿的抗剪強(qiáng)度隨KH-550摻量的增加而增大,并且當(dāng)粉膠比越大時(shí),抗剪強(qiáng)度隨KH-550摻量增加而增大的幅度越大,表明煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的高溫性能得到了明顯的提升;當(dāng)溫度為30℃和粉膠比為1.0時(shí),與CWP+0%瀝青膠漿(未改性煤矸石粉瀝青膠漿)相比,改性煤矸石粉瀝青膠漿CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%瀝青膠漿的抗剪強(qiáng)度分別增加了3.5%、8.6%、26.4%和31.3%.

6種瀝青膠漿在不同粉膠比條件下的軟化點(diǎn)見圖4.由圖4可知：6種瀝青膠漿的軟化點(diǎn)均隨粉膠比的增加而升高;在相同粉膠比條件下,5種CWP瀝青膠漿的軟化點(diǎn)均大于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,隨著KH-550摻量的提高,CWP瀝青膠漿的軟化點(diǎn)變化規(guī)律不明顯,且變化幅度很小.

圖4 瀝青膠漿軟化點(diǎn)Fig.4 Softening point of asphalt mortar

6種瀝青膠漿在不同粉膠比條件下的15℃拉伸柔度見圖5.由圖5可知：LS瀝青膠漿與5種CWP瀝青膠漿的拉伸柔度均隨粉膠比的增大而降低;在相同粉膠比條件下,未經(jīng)KH-550改性的CWP瀝青膠漿的拉伸柔度均小于LS瀝青膠漿,表明未改性CWP瀝青膠漿的低溫性能低于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,CWP瀝青膠漿的拉伸柔度隨KH-550摻量的增加而增大,并且當(dāng)KH-550摻量在0～1.5%范圍內(nèi)增加時(shí)拉伸柔度增長較快,而當(dāng)KH-550摻量超過1.5%以后,拉伸柔度增長較慢,但均超過了LS瀝青膠漿,表明煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的低溫性能得到了明顯的提高,且當(dāng)KH-550摻量超過1.5%后,其瀝青膠漿的低溫性能優(yōu)于礦粉瀝青膠漿;當(dāng)粉膠比為1.0時(shí),與CWP+0%瀝青膠漿相比,CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%瀝青膠漿的拉伸柔度分別增加了1.9%、9.8%、21.4%和22.3%.

圖5 瀝青膠漿15℃拉伸柔度Fig.5 Tensile flexibility of asphalt mortar (15℃)

6種瀝青膠漿在不同粉膠比條件下的質(zhì)量損失率Lb見圖6.由圖6可知：LS瀝青膠漿與5種CWP瀝青膠漿的水煮后質(zhì)量損失率均隨粉膠比的增大而降低;在相同粉膠比條件下,5種CWP瀝青膠漿的質(zhì)量損失率均小于LS瀝青膠漿,表明CWP無論是否經(jīng)KH-550改性,其瀝青膠漿與粗集料的黏附性均優(yōu)于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,CWP瀝青膠漿的質(zhì)量損失率隨KH-550摻量的增加而降低,表明煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的黏附性得到了顯著提高;當(dāng)粉膠比為1.0時(shí),與CWP+0%瀝青膠漿相比,CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%瀝青膠漿的質(zhì)量損失率分別降低了13.7%、19.9%、37.3%和52.8%.

圖6 瀝青膠漿的質(zhì)量損失率Fig.6 Mass loss ratio of asphalt mortar

3.2 動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)結(jié)果

在64、70℃條件下,6種瀝青膠漿的抗車轍因子G*/sinδ如圖7所示.由圖7可知：在相同溫度下,6種瀝青膠漿的抗車轍因子G*/sinδ均隨粉膠比的增加而增大;在相同溫度和粉膠比條件下,5種CWP瀝青膠漿的抗車轍因子均遠(yuǎn)大于LS瀝青膠漿,表明CWP無論是否經(jīng)KH-550改性,其瀝青膠漿的高溫性能均明顯優(yōu)于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,CWP瀝青膠漿的抗車轍因子隨KH-550摻量的增加而增大,并且當(dāng)KH-550摻量在0～1.5%范圍內(nèi)增加時(shí),抗車轍因子增長較快,而當(dāng)KH-550摻量超過1.5%以后,抗車轍因子增長較慢,表明煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的高溫性能得到了提升;當(dāng)溫度為64℃和粉膠比為1.0時(shí),與CWP+0%瀝青膠漿相比,CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%瀝青膠漿的抗車轍因子分別增加了3.9%、8.3%、12.4%和13.3%.

3.3 彎曲梁流變?cè)囼?yàn)結(jié)果

在-6、-12、-18℃條件下,6種瀝青膠漿的蠕變勁度S如圖8所示.由圖8可知：在相同溫度下,6種瀝青膠漿的蠕變勁度均隨粉膠比的增大而增大;在相同溫度和粉膠比條件下,未經(jīng)KH-550改性的CWP瀝青膠漿的蠕變勁度均大于LS瀝青膠漿,表明未改性CWP瀝青膠漿的低溫性能低于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,CWP瀝青膠漿的蠕變勁度隨KH-550摻量的增加而減小,并且當(dāng)KH-550摻量在0～1.5%范圍內(nèi)增加時(shí)蠕變勁度下降較快,而當(dāng)KH-550摻量超過1.5%以后,蠕變勁度下降緩慢,但均低于或接近于LS瀝青膠漿,表明煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的低溫性能得到了明顯的提高,且當(dāng)KH-550摻量超過1.5%后,其瀝青膠漿的低溫性能優(yōu)于或接近于礦粉瀝青膠漿;當(dāng)溫度為-12℃和粉膠比為1.0時(shí),與CWP+0%瀝青膠漿相比,CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%在-6、-12、-18℃條件下,6種瀝青膠漿的蠕變速率m如圖9所示.由圖9可知：在相同溫度下,6種瀝青膠漿的蠕變速率均隨粉膠比的增大而減小;在相同溫度和粉膠比條件下,未經(jīng)KH-550改性的CWP瀝青膠漿的蠕變速率均小于LS瀝青膠漿,表明未改性CWP瀝青膠漿的低溫流變性能低于LS瀝青膠漿;經(jīng)KH-550改性后,CWP瀝青膠漿的蠕變速率總體上隨KH-550摻量的增加而增大,并且當(dāng)KH-550摻量在0～1.5%范圍內(nèi)增加時(shí)蠕變速率增長較快,而當(dāng)KH-550摻量超過1.5%以后,蠕變速率增長緩慢或略有下降,但均大于或接近于LS瀝青膠漿,表明煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的低溫性能得到了明顯的提高,且當(dāng)KH-550摻量超過1.5%后,其瀝青膠漿的低溫流變性能優(yōu)于或接近于礦粉瀝青膠漿;當(dāng)溫度為-12℃和粉膠比為1.0時(shí),與CWP+0%瀝青膠漿相比,CWP+0.5%、CWP+1.0%、CWP+1.5%、CWP+2.0%瀝青膠漿的蠕變速率分別增大了0.7%、1.4%、2.1%和2.4%.

圖7 瀝青膠漿抗車轍因子Fig.7 Anti-rutting factor of asphalt mortar

圖8 瀝青膠漿蠕變勁度Fig.8 Creep stiffness of asphalt mortar

圖9 瀝青膠漿蠕變速率Fig.9 Creep rate of asphalt mortar

4 微觀機(jī)理分析

對(duì)LS、CWP+0%和CWP+1.5%這3種填料進(jìn)行粒度分析,結(jié)果如圖10所示.可以看出,與LS相比,CWP的顆粒更細(xì).經(jīng)KH-550改性后,CWP的級(jí)配曲線變粗,粗顆粒含量有所增加.

圖10 填料粒度分析結(jié)果Fig.10 Size distributions of different fillers

對(duì)LS、CWP+0%和CWP+1.5%這3種填料進(jìn)行低溫氮吸附進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果如圖11所示.

圖11 3種填料低溫氮吸附分析結(jié)果Fig.11 Pore structure analysis of three fillers

由圖11中可見：3種填料在低壓區(qū)的氮吸附量增加比較緩慢,說明這3種填料中含有的微孔結(jié)構(gòu)比較少;CWP+0%和CWP+1.5%的最大吸附量遠(yuǎn)大于礦粉,表明CWP+0%和CWP+1.5%中的過渡孔和大孔比礦粉更為發(fā)育,導(dǎo)致其孔隙體積更大;CWP+1.5%的最大吸附量大于CWP+0%,表明經(jīng)KH-550處理后,CWP的孔隙率有所增大.LS的吸附脫附曲線接近閉合,基本無滯后現(xiàn)象,表明LS的孔主要由一端封閉的不透氣性孔構(gòu)成;而改性前后的煤矸石粉的吸附脫附曲線均在中高壓區(qū)出現(xiàn)了一個(gè)滯后環(huán),且KH-550改性后的煤矸石粉滯后環(huán)明顯大于改性前的煤矸石粉,表明煤矸石粉含有一些開放性的間隙孔,且經(jīng)KH-550改性后的煤矸石粉的開放性間隙孔明顯增加.

LS、CWP+0%和CWP+1.5%這3種填料的微觀形貌如圖12所示.由圖12可知：LS顆粒形狀規(guī)則,表面光滑,結(jié)構(gòu)致密,無明顯的孔隙;CWP+0%顆粒表面粗糙,具有較多顆粒狀凸起堆積形成的間隙孔;經(jīng)KH-550表面處理后,CWP+1.5%表面的粗糙程度更大,具有豐富的顆粒狀凸起及鱗片狀結(jié)構(gòu),這些由KH-550水解反應(yīng)形成的結(jié)構(gòu)互相交錯(cuò)堆疊,形成了更多的間隙孔.改性后的CWP粗糙的表面及更多的間隙孔使其與瀝青之間接觸面積更大,交互作用更強(qiáng),在毛細(xì)作用下部分瀝青輕組分能進(jìn)入到其中,與孔隙壁發(fā)生機(jī)械的錨固和咬合作用,從而改善瀝青膠漿的高、低溫性能和黏附性等路用性能.

圖12 填料微觀形貌圖Fig.12 Microstructure of different fillers

改性前后的CWP紅外光譜圖如圖13所示.由圖13可見：3456.52、1562.45cm-1處分別為—OH伸縮振動(dòng)吸收峰和—OH彎曲振動(dòng)吸收峰,經(jīng)1.5% KH-550改性后的煤矸石粉在這2處的吸收峰強(qiáng)度要小于煤矸石粉.因?yàn)槊喉肥墼贙H-550改性過程中,KH-550水解生成了硅醇,其中的Si—OH基團(tuán)與煤矸石粉中的—OH基團(tuán)發(fā)生了羥基反應(yīng),使得煤矸石粉中的—OH吸收峰的強(qiáng)度明顯減弱.1046.56、469.82cm-1處分別為Si—O—Si的伸縮振動(dòng)吸收峰與Si—O—Si彎曲振動(dòng)吸收峰,經(jīng)KH-550改性后的煤矸石粉在這2處的Si—O—Si吸收峰,比改性前的煤矸石粉有明顯增強(qiáng),并且出現(xiàn)了一定程度的寬化,這是因?yàn)楣璐挤肿又g發(fā)生了縮聚反應(yīng)在煤矸石粉表面形成了1層聚硅氧烷偶聯(lián)化層.

圖13 CWP紅外光譜圖Fig.13 IR spectrogram of CWP

圖14 瀝青膠漿紅外光譜圖Fig.14 IR spectrogram of asphalt mortar

基質(zhì)瀝青和LS、CWP+0%和CWP+1.5%這3種填料瀝青膠漿的紅外光譜圖如圖14所示.由圖14可見：在2925.05cm-1附近均出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)吸收峰,為甲基—CH3的反對(duì)稱伸縮振動(dòng);而在2853.99cm-1的位置均有較強(qiáng)的吸收峰,是亞甲基—CH2—的對(duì)稱伸縮振動(dòng)的結(jié)果.在1401.06、1377.35cm-1處有2個(gè)吸收峰,分別是甲基—CH3中C—H反對(duì)稱彎曲振動(dòng)和—CH3對(duì)稱變角振動(dòng)產(chǎn)生的.上述吸收峰的峰強(qiáng)排序均為：基質(zhì)瀝青>CWP+1.5%膠漿>LS膠漿>CWP+0%膠漿,這是因?yàn)镃WP比LS具有更多的開口孔隙,在與基質(zhì)瀝青接觸時(shí)吸收了更多的輕質(zhì)組分導(dǎo)致吸收峰減弱;而CWP+1.5%在KH-550改性過程中引入了KH-550結(jié)構(gòu)中的有機(jī)長鏈,導(dǎo)致吸收峰增強(qiáng),但是由于CWP+1.5%開口孔隙也吸收了較多輕質(zhì)組分,故其吸收峰也比基質(zhì)瀝青弱.在1036.66cm-1處除基質(zhì)瀝青外,3種填料瀝青膠漿均出現(xiàn)了1個(gè)吸收峰(Si—O鍵伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的),且CWP+1.5%膠漿的吸收峰強(qiáng)度遠(yuǎn)大于CWP+0%膠漿和LS膠漿,這是因?yàn)镃WP經(jīng)KH-550改性后表面形成了1層聚硅氧烷偶聯(lián)化層,從而提高了其與瀝青的黏結(jié)力,改善了CWP瀝青膠漿的高、低溫性能和黏附性等路用性能.

5 結(jié)論

(1)煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,其瀝青膠漿的高溫性能、低溫性能和黏附性均得到了明顯的提升,并且隨著KH-550摻量的增加而提高;當(dāng)KH-550摻量超過1.5%后,其瀝青膠漿的低溫性能優(yōu)于或接近于礦粉瀝青膠漿.

(2)煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后,表面變得更加粗糙并形成更多的間隙孔,使其與瀝青之間接觸面積更大,交互作用更強(qiáng),在毛細(xì)作用下部分瀝青輕組分進(jìn)入其中,與孔隙壁發(fā)生機(jī)械的錨固和咬合作用,從而改善瀝青膠漿的高、低溫性能和黏附性等路用性能.

(3)煤矸石粉經(jīng)KH-550改性后表面形成了1層聚硅氧烷偶聯(lián)化層,從而提高了其與瀝青的粘結(jié)力,進(jìn)一步提高了煤矸石粉瀝青膠漿的高、低溫性能和黏附性等路用性能.