聶濤

摘 要：本文選用70號基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青對路面回收的老化瀝青進行調(diào)和，研究了調(diào)和瀝青的組成與性能之間的關(guān)系，分析了基質(zhì)瀝青與改性瀝青對老化瀝青調(diào)和作用的差異。結(jié)果表明：相比于基質(zhì)瀝青調(diào)和瀝青，改性瀝青調(diào)和瀝青的溫度敏感性更低，高溫穩(wěn)定性更好;舊瀝青在調(diào)和瀝青中起到了改善高溫性能，提高其路用等級的作用。通過比較針入度和軟化點的計算值與實測值，驗證了調(diào)和瀝青計算公式的適應性，并提出修正方式。

關(guān)鍵詞：道路工程;調(diào)和瀝青;試驗研究;理論計算;流變學分析

0 引言

為了驗證調(diào)和瀝青的指標變化規(guī)律，本文從材料復合理論的角度，以舊瀝青和新瀝青為基質(zhì)組分，研究兩組分含量和新瀝青類型與調(diào)和瀝青性能之間的關(guān)系，并對規(guī)范中提出的調(diào)和瀝青針入度和軟化點計算公式進行驗證。

1 原材料

基質(zhì)瀝青采用殼牌70號A級瀝青。改性瀝青采用殼牌SBS（I-D）瀝青。舊瀝青從廣東某高速瀝青路面舊料回收而來。

2 試驗方法

基質(zhì)瀝青與舊瀝青調(diào)和，記作調(diào)和瀝青1，比例分別為80：20，75：25和70：30。改性瀝青與舊瀝青調(diào)和時，記作調(diào)和瀝青2，比例分別為90：10，85：15和80：20。按照試驗規(guī)程[7]，分別檢測調(diào)和瀝青的針入度、軟化點、延度和135℃黏度等指標，并采用調(diào)和瀝青復合公式對針入度和軟化點進行計算，驗證公式的適用性和準確性。

公式（1）和公式（2）分別為調(diào)和瀝青針入度和軟化點計算公式[1]：

（式1）

式中Pmix，Pold和Pnew分別為調(diào)和瀝青、老化瀝青和新瀝青的25℃針入度，單位為0.1 mm，ɑ為調(diào)和瀝青中新瀝青的比例。

（式2）

式中Tmix，Told和Tnew分別為調(diào)和瀝青、老化瀝青和新瀝青的軟化點，單位為℃，ɑ為調(diào)和瀝青中新瀝青的比例。

3 結(jié)果與討論

3.1 調(diào)和瀝青常規(guī)指標分析

對兩類調(diào)和瀝青做基本性能測試，結(jié)果表明：

（1）兩種新瀝青與舊瀝青按比例混合后，調(diào)和瀝青的各項指標在數(shù)值上表現(xiàn)出明顯的疊加作用，調(diào)和瀝青所有指標均在新瀝青和舊瀝青指標之間。

（2）隨著調(diào)和瀝青中舊瀝青添加比例增高，兩類調(diào)合瀝青不同溫度下的針入度和延度均降低，調(diào)和瀝青1體系的軟化點和135℃動力粘度逐漸變大，而調(diào)和瀝青2體系的軟化點和135℃動力粘度逐漸減低。

3.2 調(diào)和瀝青復合公式計算

按照調(diào)和瀝青計算公式計算兩種調(diào)和瀝青針入度和軟化點，并與實測值進行對比。

針入度和軟化點計算公式對調(diào)和瀝青1體系適用，且具有較高的準確性，最大相對誤差為4.76%。對于調(diào)和瀝青2體系，軟化點計算值與實測值偏差大，最大相對誤差達到了14.03%，復合公式不適用;針入度偏差呈現(xiàn)出較好規(guī)律性，參考文獻報道[8]，可采用修正因子對復合公式進行修正，如公式（3）所示，各符號含義與公式（1）相同。本文中，修正因子A=3。

（式3）

3.3 流變性能分析

采用動態(tài)剪切流變儀測定調(diào)和瀝青在不同溫度條件下的復數(shù)模量（G*）和車轍因子（G*/sinθ）。研究表明，瀝青動態(tài)剪切試驗得到的復數(shù)模量G*與溫度T滿足公式（4）所示關(guān)系[9]。根據(jù)公式（4）計算各調(diào)和瀝青的復數(shù)模量指數(shù)（GTS），研究其高溫穩(wěn)定性。

（式4）

式中，G*為復數(shù)模量，單位為Pa;T為測試溫度，單位為K;C為常數(shù);GTS為復數(shù)模量指數(shù)，其絕對值越大，材料力學特性隨溫度變化明顯。

根據(jù)表1和表2中的結(jié)果，不同組成的調(diào)和瀝青復數(shù)模量與溫度的雙對數(shù)回歸直線的相關(guān)系數(shù)R2接近于1，擬合效果好。相比于調(diào)和瀝青1的體系，調(diào)和瀝青2的GTS數(shù)值絕對值更小，說明采用改性瀝青時，調(diào)和瀝青的溫度敏感性和穩(wěn)定性更好。

瀝青的高溫穩(wěn)定性采用瀝青車轍因子（G*/sinθ）表征，該數(shù)值越大，瀝青高溫抗變形能力越強。調(diào)和瀝青車轍因子試驗結(jié)果見圖1。

從上述圖表中看出，所有調(diào)和瀝青的車轍因子均隨舊瀝青摻加比例的提高而增大，基質(zhì)瀝青高溫等級為PG64，添加舊瀝青后，所有調(diào)和瀝青的高溫等級均可達到PG70。采用改性瀝青調(diào)和舊瀝青時，改性瀝青和所有調(diào)和瀝青的高溫等級均可達到PG82。

4 結(jié)論

本研究根據(jù)不同比例的70號基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青對舊瀝青進行調(diào)和，通過常規(guī)性能和流變性能對調(diào)和瀝青進行性能評價。主要結(jié)論如下：

（1）調(diào)和瀝青的各項指標在數(shù)值上表現(xiàn)出明顯的加權(quán)疊加作用。

（2）改性瀝青作為新瀝青時，采用調(diào)和瀝青軟化點計算公式得到計算值與實測值相差較大，最大相對誤差達到14.03%，針入度計算公式可采用修正因子修正。

（3）GTS計算結(jié)果表明：采用改性瀝青調(diào)和舊瀝青時，調(diào)和瀝青的溫度敏感性更低，高溫穩(wěn)定性更好。

（4）車轍因子試驗結(jié)果表明：舊瀝青的加入對調(diào)和瀝青的高溫性能有改善作用，調(diào)和瀝青的路用等級提高。

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