余瀾心， 牛富俊， 黃京秋， 范善智

（1.華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣州 510640； 2.華南理工大學(xué)華南巖土工程研究院，廣州 510640；3.甘肅省交通科學(xué)研究院，蘭州 730000）

近年來(lái)，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國(guó)的建設(shè)，2020年公路交通建設(shè)里程比上年末增加了18.56萬(wàn)km，目前公路總里程519.81萬(wàn)km［1］. 同時(shí)中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》［2］指出，到2035年基本建成交通強(qiáng)國(guó). 現(xiàn)代化綜合交通體系基本形成，支撐國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)能力顯著增強(qiáng)；擁有發(fā)達(dá)的快速網(wǎng)、完善的干線網(wǎng)、廣泛的基礎(chǔ)網(wǎng)，城鄉(xiāng)區(qū)域交通協(xié)調(diào)發(fā)展達(dá)到新高度. 因此在2035年之前繼續(xù)鞏固和發(fā)展公路建設(shè)，是未來(lái)我國(guó)公路建設(shè)發(fā)展的重要方向之一［3］.

在所有路面鋪裝方式中，瀝青路面已經(jīng)成為最主要的路面鋪裝方式，目前新建及重建的公路90%以上使用了瀝青路面［4］. 因?yàn)r青是一種典型的溫度敏感材料，使得瀝青路面面臨著很多與溫度相關(guān)的病害［5］. 在南方地區(qū)，炎熱夏季瀝青路面大量吸熱，溫度往往高達(dá)60 ℃以上，路面極易產(chǎn)生擁包、車轍等高溫病害. 瀝青路面的溫度病害與外界溫度、荷載情況及內(nèi)部因素有關(guān)，但因外部因素難以控制，只能從改變路面內(nèi)部因素的角度出發(fā)，提高瀝青路面的抵抗溫度病害能力［6］. 而添加纖維，優(yōu)化級(jí)配等被動(dòng)措施應(yīng)對(duì)環(huán)境溫度變化仍不能起到明顯效果，因此從改變材料性能的角度，采取主動(dòng)調(diào)溫措施應(yīng)對(duì)外部溫度變化，能起到有效保護(hù)路面、預(yù)防因溫度引起的病害作用.

近年來(lái)，相變材料（PCM）作為一種新型瀝青調(diào)溫劑的應(yīng)用越來(lái)越受到路面研究領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注［7-9］. 相變材料可摻入瀝青及瀝青結(jié)合料中，以減少由于瀝青混合料中極端溫度變化所造成的溫度病害. 相變材料具有從液態(tài)到固態(tài)相互轉(zhuǎn)化的能力，其在熔化或結(jié)晶過程中吸收或釋放能量，因此PCM能夠用于有效緩解瀝青路面的溫度病害［10］. 為了適應(yīng)采用高溫工藝制備的瀝青混凝土，減少PCM的引入對(duì)瀝青混合料性能的影響，需要對(duì)相變材料的形貌特征和耐高溫性能進(jìn)行嚴(yán)格控制［11］. 目前主要的方法是利用穩(wěn)定的壁材封裝具有良好儲(chǔ)熱性能的相變材料芯材，制備成相變微膠囊，相變微膠囊在相變過程中是穩(wěn)定的，對(duì)瀝青混合料的性能影響不大［8，12］. Chen等［13］評(píng)估了不同PCM改性瀝青混合料的性能，其室內(nèi)升溫實(shí)驗(yàn)研究表明PCM的摻入有效降低了瀝青混合料的溫度. 何麗紅等［14］以SiO2為載體，PEG 為相變材料，采用溶膠-凝膠法制備PEG/SiO2SSPCM，研究發(fā)現(xiàn)PEG/SiO2SSPCM的儲(chǔ)熱性能良好，可有效緩減瀝青路面的高溫問題，改善瀝青路面的高溫性能. Karlessi等［15］將合成的有機(jī)相變微膠囊制備出相變涂料，并將其運(yùn)用至城市道路中，有助于緩解城市熱島效應(yīng). Ma等［16］和Liston 等［17］研究表明，在路面中摻入固-液復(fù)合相變材料可以有效降低路面溫度，減少路面高溫病害. 因此，在瀝青及瀝青混合料中摻入相變微膠囊，能在保障瀝青混合料性能的基礎(chǔ)上，有效減少瀝青路面的高溫病害問題.

本文通過對(duì)選用的相變微膠囊進(jìn)行各方面的性能測(cè)試，研究所制備的相變改性瀝青的基本性能、老化性能及高溫流變性能，并分析討論不同微膠囊摻量對(duì)改性瀝青性能的影響. 從瀝青主動(dòng)調(diào)溫的角度出發(fā)，為瀝青公路的高溫病害治理提供一種新的方法.

1 材料與方法

1.1 主要材料

1.1.1 瀝青

采用鎮(zhèn)海90#道路石油瀝青，測(cè)試其各項(xiàng)基本性能如表1 所示，滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）［18］要求.

表1 瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Results of asphalt technical index test

1.1.2 相變微膠囊

選用安徽美科迪智能微膠囊科技有限公司生產(chǎn)的“PF39035”28 度調(diào)溫微膠囊（簡(jiǎn)稱28PCM），微膠囊性狀為乳白色粉末，其壁材為有機(jī)復(fù)合壁材，芯材為正烷烴.

1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備

德國(guó)耐馳DSC 200 F3差式量熱掃描儀，德國(guó)耐馳STA 449F3同步熱分析儀，Thermo Scientific Nicolet iS5傅里葉紅外光譜儀，Zeiss Gemini 500 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，Malvern Mastersizer 2000 激光粒度儀，高速剪切機(jī)，AR-1500EX動(dòng)態(tài)剪切流變儀.

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

1.3.1 相變微膠囊性能測(cè)試

為了在制備改性瀝青之前對(duì)微膠囊性能有較為全面的評(píng)價(jià)，因此先對(duì)微膠囊進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試分析［19］，包括DSC分析、TG-DTG分析、FTIR分析、SEM分析、激光粒度分析.

采用DSC 200 F3差式量熱掃描儀對(duì)28PCM進(jìn)行多次循環(huán)的DSC分析，測(cè)試28PCM的相變焓值、相變溫度、過冷度以及抗循環(huán)老化性能. 試驗(yàn)參數(shù)如下：溫度測(cè)試區(qū)間取0～80 ℃，28PCM 質(zhì)量取20 mg 左右，升降溫速率取10 ℃/min.

采用STA 449F3 同步熱分析儀進(jìn)行TG 分析，測(cè)試28PCM 的質(zhì)量及失重速率隨溫度變化曲線，反映28PCM 的熱穩(wěn)定性. 試驗(yàn)參數(shù)如下：溫度測(cè)試區(qū)間取0～600 ℃，28PCM 質(zhì)量取20 mg 左右，升降溫速率取10 ℃/min.

采用Thermo Scientific Nicolet iS5 傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行FTIR 分析，試驗(yàn)操作如下：將28PCM 放入160 ℃的烘箱中加熱2 h進(jìn)行老化處理，分別對(duì)老化前后的28PCM進(jìn)行FTIR分析，對(duì)比老化前后的紅外光譜圖中吸收峰的位置、強(qiáng)度、形狀，以評(píng)價(jià)28PCM老化前后的化學(xué)穩(wěn)定性.

采用Zeiss Gemini 500 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行SEM 分析，在不同倍數(shù)下觀察28PCM 的微觀形貌. 實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：28PCM質(zhì)量取10 mg左右，放大倍數(shù)取10～10 000倍，并對(duì)材料進(jìn)行噴金處理.

采用Malvern Mastersizer 2000激光粒度儀進(jìn)行粒度分析，實(shí)驗(yàn)操作如下：采用濕法分散樣品，分散劑選用蒸餾水，28PCM質(zhì)量取2～3 g左右，并在測(cè)試前使用超聲進(jìn)行分散，粒徑測(cè)試范圍為0.01～1000 μm. 對(duì)樣品進(jìn)行3次平行測(cè)試取平均值，得出粒徑分布曲線.

1.3.2 相變改性瀝青制備

實(shí)驗(yàn)中使用高速剪切機(jī)將28PCM加入90#基質(zhì)瀝青中制備相變改性瀝青，高速剪切機(jī)的剪切作用可使微膠囊在瀝青中的分布更加均勻，從而減小不均勻混合對(duì)改性瀝青各項(xiàng)性能的影響. 根據(jù)其他學(xué)者的研究［4～6，20］，如表2 所示，確定高速剪切的參數(shù)為：剪切速度為3000 r/min，剪切時(shí)間為30 min，剪切溫度控制在140～150 ℃. 攪拌系統(tǒng)如圖1所示.

圖1 高速剪切系統(tǒng)Fig.1 High-speed shearing system

表2 高速剪切參數(shù)匯總Tab.2 Summary of high-speed shearing parameters

1.3.3 相變改性瀝青性能測(cè)試

為研究不同摻量的28PCM對(duì)改性瀝青各項(xiàng)性能的作用及影響，分別制備28PCM摻量（質(zhì)量占比）為0%，1%，3%，5%，7%的相變改性瀝青，改性瀝青試件如圖2所示，對(duì)制備的各摻量相變改性瀝青進(jìn)行三大指標(biāo)試驗(yàn)，RTFOT旋轉(zhuǎn)薄膜老化試驗(yàn)，以及DSR高溫流變?cè)囼?yàn)，分別測(cè)試改性瀝青的基本性能，老化性能以及高溫特性.

圖2 改性瀝青性能測(cè)試試件Fig.2 Modified asphalt performance test specimen

據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）［21］，對(duì)不同微膠囊摻量條件下制備的改性瀝青進(jìn)行三大指標(biāo)試驗(yàn)，測(cè)試摻量設(shè)置1%，3%，5%，7%摻量四組，并以0%摻量的基質(zhì)瀝青作為對(duì)照組. 并且，針入度選取25 ℃作為實(shí)驗(yàn)溫度，延度選取10 ℃，15 ℃作為實(shí)驗(yàn)溫度.

根據(jù)規(guī)范對(duì)摻量分別為0%，1%，3%，5%，7%的改性瀝青進(jìn)行旋轉(zhuǎn)薄膜老化實(shí)驗(yàn)（RTFOT）操作，并對(duì)老化后的改性瀝青進(jìn)行殘留三大指標(biāo)以及質(zhì)量變化率的測(cè)定，根據(jù)測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)微膠囊對(duì)瀝青老化性能的影響.

為研究不同摻量的28PCM 對(duì)改性瀝青高溫特性的影響，采用AR-1500EX 動(dòng)態(tài)剪切流變儀對(duì)各28PCM摻量下的改性瀝青進(jìn)行溫度掃描，微膠囊摻量為0%，1%，3%，5%，7%，掃描得到各摻量的相變?yōu)r青的車轍因子G?/sinδ，復(fù)數(shù)剪切模量G?和相位角δ變化曲線. 試驗(yàn)參數(shù)為：應(yīng)變控制模式，應(yīng)變值為12%，震蕩速度為10 rad/s，試樣直徑為25.0 mm，厚度為1 000.0 μm，試驗(yàn)溫度20～62 ℃，溫度梯度為6 ℃.

2 結(jié)果與分析

2.1 相變微膠囊各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果與分析

2.1.1 DSC分析

具有代表性的第5次升降溫循環(huán)的DSC曲線如圖3 所示，并將第1，3，5 次升降溫循環(huán)的DSC 測(cè)試結(jié)果的相變特征值列于表3.分析中一般選取升溫過程的相變起始溫度為相變溫度，升溫過程的相變潛熱為微膠囊的相變潛熱值. 從圖表中可得，微膠囊的相變溫度在26.3 ℃左右，從26.3 ℃開始進(jìn)行相變發(fā)揮吸熱作用，抵抗膠囊周圍環(huán)境溫度上升. 微膠囊的相變潛熱在178 J/g左右，數(shù)值較大［22］，表明微膠囊具有良好的儲(chǔ)熱性能.

對(duì)比循環(huán)1，3，5 次的曲線，以此來(lái)測(cè)定相變微膠囊的抗循環(huán)加熱老化性能. 從圖3表3 中可以得出，微膠囊的相變溫度變化較小，變化量在0.1 ℃左右，相變潛熱值幾乎無(wú)變化，說(shuō)明材料的儲(chǔ)熱性能并未發(fā)生明顯改變. 實(shí)驗(yàn)表明在多次循環(huán)工作下，微膠囊仍能保持良好的儲(chǔ)熱性能，具有良好的循環(huán)工作穩(wěn)定性.

表3 第1，3，5次升降溫循環(huán)的DSC曲線特征值匯總Tab.3 Summary of DSC curve characteristic values of the first，third，and fifth heating and cooling cycles

圖3 第5次升降溫循環(huán)的DSC曲線Fig.3 DSC curve of the 5th heating and cooling cycle

第1、5次循環(huán)的過冷度在-1.1～0.9 ℃之間，數(shù)值均較?。?］，較低的過冷度表明微膠囊在工作時(shí)，升溫和降溫過程中發(fā)生相變的溫度基本一致，保持了良好的工作性能，而較高的過冷度不利于性能的發(fā)揮. 也說(shuō)明了此種微膠囊性能穩(wěn)定，是一種應(yīng)用性良好的有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料.

2.1.2 TG分析

熱重（TG）分析的試驗(yàn)結(jié)果如圖4 所示.在加熱至180 ℃時(shí)，質(zhì)量殘留為96.51%，失重速率為0.75%/min，質(zhì)量損失率很小，并且失重速率也處于低水平. 這是由于微膠囊間殘留的相變材料分解所導(dǎo)致的質(zhì)量下降，表明在180 ℃的高溫環(huán)境下，相變微膠囊保持良好的熱穩(wěn)定性. 這已經(jīng)滿足瀝青混合料熱拌時(shí)所要求的溫度，可以保證在瀝青混合料熱拌時(shí)，微膠囊的性能保持穩(wěn)定.

圖4 TG和DTG曲線Fig.4 TG and DTG curves

95%質(zhì)量殘留率對(duì)應(yīng)的溫度是213 ℃，失重速率為0.73%/min. 此時(shí)的溫度已經(jīng)遠(yuǎn)高于熱拌溫度，并且失重速率處于較低水平，表明在較高溫度條件下，微膠囊仍保持熱穩(wěn)定性，可以為熱拌溫度保留一定的上浮空間，增加了微膠囊的實(shí)用性.

由DTG 曲線可以得到，最高的失重速率為28.92%/min，出現(xiàn)在278 ℃，此時(shí)質(zhì)量殘留只有37.76%，表明此時(shí)微膠囊已大量分解，不能發(fā)揮工作性能. 而在213 ℃之后，失重速率在快速增加，表明微膠囊在213 ℃后分解速率逐漸加速. 結(jié)合TG曲線，表明微膠囊在213 ℃之前可以保持良好的熱穩(wěn)定性，而在213 ℃之后，質(zhì)量損失加快，工作性能快速下降. 因此建議在使用此種微膠囊時(shí)，保持工作溫度在213 ℃以下，以保證更好地發(fā)揮微膠囊的工作性能.

2.1.3 FTIR分析

老化處理前后（老化條件為160 ℃加熱2 h）的紅外光譜圖如圖5所示，老化前后的特征譜帶如表4所示.從圖5老化前的紅外光譜圖可得到，芯材與壁材并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩者的吸收峰都穩(wěn)定存在，證明壁材對(duì)于芯材只是物理包覆作用，而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這是微膠囊保持工作性能的使用前提.

表4 微膠囊壁材芯材特征譜帶Tab.4 Characteristic bands of microcapsule wall material and core material

圖5 老化前后微膠囊紅外光譜圖Fig.5 Infrared spectra of microcapsules before and after aging

對(duì)比老化處理前后的紅外圖譜，老化后的微膠囊仍然保持了芯材和壁材的特征峰，并未出現(xiàn)新的特征峰，也未出現(xiàn)特征峰的消失，證明老化過程中，微膠囊依然保持了化學(xué)穩(wěn)定性.

結(jié)合微膠囊老化前后的紅外光譜圖可得到，微膠囊的芯材和壁材只存在物理包裹作用，而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng). 并且在老化處理后，微膠囊的特征譜帶并未發(fā)生變化. 表明此種微膠囊有著良好的化學(xué)穩(wěn)定性.

2.1.4 SEM分析

SEM 分析結(jié)果如圖6（a）～（d）所示，分別為200倍、800 倍、2000倍、5000 倍的放大倍數(shù). 根據(jù)圖中的比例尺，測(cè)量得到微膠囊粒徑范圍為5～20 μm，并且微膠囊大小粒徑較為均勻. 觀察各圖微膠囊的微觀形貌特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)微膠囊存在部分表面凹陷的現(xiàn)象，不完全是球體，這可能會(huì)影響微膠囊在瀝青中的性能發(fā)揮. 但微膠囊的包裹性較好，無(wú)明顯芯材泄漏現(xiàn)象出現(xiàn).

圖6 不同放大倍數(shù)下微膠囊的微觀形貌圖Fig.6 Microscopic morphology of microcapsules under different magnifications

微膠囊各個(gè)單體之間的團(tuán)聚效應(yīng)比較明顯，相互之間存在較強(qiáng)的黏附性，許多個(gè)微膠囊單體團(tuán)聚形成一個(gè)大型球體，這可能會(huì)影響微膠囊的工作性能. 推測(cè)存在兩種原因：①微膠囊在制備時(shí)因多余的壁材或芯材未能很好地處理，存在于微膠囊單體之間，其導(dǎo)致未能將微膠囊分散開. ②在SEM樣品制樣時(shí)，未能將微膠囊很好地分散開. 但具體的使用效果須在改性瀝青的性能測(cè)試中加以印證.

2.1.5 激光粒度分析

激光粒度分析的結(jié)果如圖7 所示. 取d（0.5）對(duì)應(yīng)的粒徑為平均粒徑，得出平均粒徑為26 μm. 微膠囊的平均粒徑較小有利于其在改性瀝青中更好地發(fā)揮工作性能.

結(jié)合粒徑分析和SEM分析的圖像可知，微膠囊呈團(tuán)聚狀態(tài)，而超聲波分散不能使微膠囊完全分散開來(lái)，不能將微膠囊單體逐個(gè)分散，導(dǎo)致激光粒度儀測(cè)得粒度偏大，但測(cè)試結(jié)果也滿足使用微膠囊的粒徑大小要求.

圖7中d（0.1）=2.719 μm和d（0.9）=69.940 μm的兩條曲線顯示80%微膠囊顆粒的粒徑集中在2～70 μm 之間，說(shuō)明粒徑整體的分布較為均勻，不會(huì)因?yàn)榱接绊懳⒛z囊的使用性能.

圖7 微膠囊粒徑分布圖Fig.7 Microcapsule size distribution diagram

2.2 相變改性瀝青性能測(cè)試結(jié)果與分析

2.2.1 相變改性瀝青的三大指標(biāo)

測(cè)定基質(zhì)瀝青以及4個(gè)微膠囊摻量的改性瀝青的三大指標(biāo)，結(jié)果如表5所示.

表5 相變改性瀝青的三大指標(biāo)Tab.5 Three indexes of phase change modified asphalt

軟化點(diǎn)：軟化點(diǎn)常用于評(píng)價(jià)瀝青的高溫性能，軟化點(diǎn)越高代表瀝青的高溫性能越好. 由試驗(yàn)結(jié)果可得，改性瀝青的軟化點(diǎn)隨著微膠囊摻量的增加而提高，其高溫性能提高. 這是由于瀝青中的微膠囊發(fā)生相變后，從瀝青-微膠囊系統(tǒng)內(nèi)吸收熱量，瀝青受到的溫度應(yīng)力減小，從而可以抵抗更高的溫度，其抗高溫能力提高.

針入度：針入度是評(píng)價(jià)瀝青軟硬程度和稠度的指標(biāo)，良好的稠度要求瀝青的針入度處于合適的區(qū)間.改性瀝青的針入度隨著微膠囊摻量的增加而降低，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)槲⒛z囊的摻入減少了瀝青中飽和成分的含量占比［5］，導(dǎo)致針入度的減小.

延度：延度是評(píng)價(jià)瀝青黏度和韌性的指標(biāo). 延度隨著微膠囊摻量的增加而降低，微膠囊的摻入降低了瀝青的延度. 延度試件破壞時(shí)，斷裂處有微膠囊顆粒存在，較基質(zhì)瀝青更易拉斷，推測(cè)微膠囊與瀝青間的黏附作用弱于瀝青內(nèi)部黏聚力，使得瀝青內(nèi)部的平均黏聚力下降，降低了瀝青的延度.

考慮到在7%摻量下，改性瀝青的針入度和延度略低于規(guī)范要求值，而摻量小于等于5%時(shí)，改性瀝青的三大指標(biāo)都滿足規(guī)范要求，因此在具體使用時(shí)，應(yīng)注意微膠囊的摻量，以防微膠囊的過多摻入導(dǎo)致瀝青基本性能不達(dá)標(biāo).

2.2.2 相變改性瀝青的老化性能

基質(zhì)瀝青以及4個(gè)微膠囊摻量的改性瀝青的殘留三大指標(biāo)，以及質(zhì)量變化率，結(jié)果如表6所示.

表6 RTFOT老化處理后的改性瀝青各項(xiàng)指標(biāo)Tab.6 Various indexes of modified asphalt after RTFOT aging treatment

質(zhì)量殘留率：改性瀝青的質(zhì)量變化率都在-0.020%之內(nèi)，都保持在較低水平，與基質(zhì)瀝青的質(zhì)量損失率接近. 改性瀝青在老化過程中質(zhì)量損失較少，表明瀝青中的微膠囊抗高溫性能較好，在高溫老化過程中，有機(jī)成分分解較少，質(zhì)量基本保持穩(wěn)定.

殘留軟化點(diǎn)：老化后，改性瀝青的軟化點(diǎn)相較于老化前有所提高. 并且殘留軟化點(diǎn)的規(guī)律與老化處理前的瀝青的規(guī)律相似，殘留軟化點(diǎn)隨著微膠囊摻量的增加而提高，表明經(jīng)過高溫老化處理后，微膠囊未發(fā)生分解，依舊在瀝青-微膠囊體系中發(fā)揮作用.

殘留針入度：老化后，改性瀝青的針入度相較于老化前明顯降低，并且殘留針入度的規(guī)律與老化處理前的瀝青所表現(xiàn)出的規(guī)律相似，殘留針入度隨著微膠囊摻量的增加而降低. 并且殘留針入度比都在規(guī)范要求以上，表明改性瀝青的針入度老化性能合格.

殘留延度：老化后，改性瀝青的延度相較于老化前有所降低. 并且殘留延度的規(guī)律與老化處理前的瀝青所表現(xiàn)出的規(guī)律相似，殘留延度隨著微膠囊摻量的增加而降低.

2.2.3 相變改性瀝青的高溫流變性能

測(cè)定基質(zhì)瀝青以及4 個(gè)微膠囊摻量的改性瀝青隨溫度變化的車轍因子G?/sinδ，復(fù)數(shù)剪切模量G?和相位角δ的變化曲線，如圖8所示.

圖8 不同摻量微膠囊改性瀝青車轍因子、復(fù)數(shù)模量和相位角隨溫度的變化Fig.8 Variation of rutting factors，complex modulus and phase angles of modified asphalt with different contents of microcapsules with temperature

車轍因子：車轍因子G?/sinδ代表瀝青抵抗永久變形的能力，車轍因子越大表明瀝青在高溫時(shí)剪切作用下產(chǎn)生流變?cè)叫。讲蝗菀桩a(chǎn)生高溫車轍，瀝青高溫性能越好［22］. 改性瀝青的車轍因子都隨著溫度的升高而不斷降低，這是因?yàn)殡S著溫度的上升，瀝青不斷軟化，其抗高溫性能隨瀝青的軟化而不斷下降. 在摻入微膠囊后，改性瀝青在各溫度下的車轍因子明顯上升，并且隨著摻量的增加，車轍因子的上升程度更加明顯，代表瀝青的抗高溫性能提高. 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是，改性瀝青中的微膠囊發(fā)生相變時(shí)產(chǎn)生吸熱作用，并且摻量越大，微膠囊吸收的熱量越多，使在同一測(cè)試溫度下，瀝青承受的實(shí)際溫度更低，表現(xiàn)為越高摻量的改性瀝青的抗高溫剪切能力更強(qiáng)，車轍因子更高.

復(fù)數(shù)模量：復(fù)數(shù)模量表征的是材料在重復(fù)剪切變形時(shí)的總阻力大小，由黏性和彈性兩部分組成［24］. 改性瀝青的復(fù)數(shù)模量都隨著溫度的升高而降低，這是因?yàn)闇囟鹊奶岣邔?dǎo)致瀝青稠度下降，抵抗剪切變形能力下降. 在摻入微膠囊后，改性瀝青在各溫度下的復(fù)數(shù)模量明顯上升，并且復(fù)數(shù)模量隨著微膠囊摻量的增加，其上升值更大，更多的微膠囊在相變時(shí)吸收更多的熱量，瀝青升溫速度減緩，進(jìn)而減緩了瀝青稠度的降低，提高了瀝青抗剪切變形能力.

相位角：相位角是瀝青中黏性部分與彈性部分的相對(duì)指標(biāo)［24］. 相位角越接近90°，其黏性部分占比越大，抗剪切能力越低. 摻入微膠囊后，改性瀝青的相位角減小，并且隨著微膠囊摻量的增加，相位角的減小值更大，彈性部分占比更多. 這個(gè)現(xiàn)象表明微膠囊的摻入，由其吸熱儲(chǔ)能作用，使瀝青升溫速率減緩，增加了瀝青中彈性部分的占比，使相位角減小.

3 結(jié)論

本文測(cè)試分析了相變微膠囊的各項(xiàng)性能，并對(duì)相變改性瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，得到以下結(jié)論：

1）通過DSC，TG，F(xiàn)TIR，SEM和激光粒度的各項(xiàng)測(cè)試分析，表明微膠囊的儲(chǔ)熱性能及熱循環(huán)工作性能良好；有較好的熱穩(wěn)定性；有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；粒徑分布均勻，包裹性較好. 總體來(lái)看微膠囊各項(xiàng)性能良好，為改性瀝青制備提供了基礎(chǔ).

2）隨著微膠囊摻量的增加，改性瀝青的軟化點(diǎn)值會(huì)隨著微膠囊摻量的增加而提高，針入度隨之降低，延度也隨之降低. 為保障瀝青性能，應(yīng)注意微膠囊的摻量.

3）RTFOT處理后的改性瀝青，其質(zhì)量減少率較低，反映改性瀝青體系內(nèi)的微膠囊抗高溫老化性能較好，而殘留三大指標(biāo)特征與老化前基本保持一致，并都滿足規(guī)范要求，表明改性瀝青的老化性能良好.

4）在摻入微膠囊后，改性瀝青在各溫度下的車轍因子明顯提高，并隨著摻量的增加，車轍因子的提高幅度更大，表明改性瀝青的抗高溫性能明顯上升，微膠囊摻量越大，對(duì)改性瀝青抗高溫性能的提高越明顯.