溫宇彤,徐玲琳,謝明君,蔣正武

（同濟(jì)大學(xué) 先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201804）

瀝青混合料路面在夏季經(jīng)受長(zhǎng)期高溫、紫外線、荷載等作用后，易出現(xiàn)車轍、推移、擁包等病害，因此，提高其耐久性，尤其是高溫穩(wěn)定性非常重要[1-4]?，F(xiàn)階段，采用苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)等聚合物改性是提升瀝青高溫性能的有效手段[5-6]。研究表明，SBS可改善瀝青結(jié)合料的高溫性能，但SBS與瀝青之間主要是物理共混，在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過(guò)程中存在易分層離析、相容性差等問(wèn)題，會(huì)對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用產(chǎn)生不利影響[7-9]。

作為一種新型化學(xué)改性劑，聚氨酯（PU）在瀝青中的應(yīng)用已引起越來(lái)越多的關(guān)注[10]。PU可與道路石油瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新基團(tuán)并改變?yōu)r青結(jié)構(gòu)，從而降低瀝青的溫度敏感性，并改善其存儲(chǔ)穩(wěn)定性[11-13]。Bazmara等[14]研究表明，PU改性可提高瀝青的抗車轍能力和高溫等級(jí)。Sun等[15]證明了PU改性瀝青具有較好的耐熱老化性能，且PU改性瀝青混合料的抗變形能力和水穩(wěn)性均優(yōu)于SBS改性瀝青混合料，但PU在一定程度上對(duì)瀝青高溫性能提升有限。因此，單獨(dú)使用SBS或PU進(jìn)行改性存在綜合性能改善不足的問(wèn)題[16]。相比之下，復(fù)合改性技術(shù)在改善瀝青性能方面具有廣闊的應(yīng)用前景[17-18]，但目前對(duì)SBS、PU復(fù)合改性瀝青的相關(guān)研究較少，缺少系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐[19]。

筆者利用PU-SBS復(fù)合改性技術(shù)制備相容性好且高溫性能優(yōu)異的瀝青材料，并與單一聚合物改性進(jìn)行對(duì)比。采用針入度、軟化點(diǎn)、延度試驗(yàn)、離析試驗(yàn)、薄膜加熱試驗(yàn)、布氏旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)及溫度掃描和多重應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(yàn)對(duì)其基本性能和高溫性能進(jìn)行研究，并通過(guò)紅外光譜及差示掃描量熱法分析其改性機(jī)理。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

1.1.1 基質(zhì)瀝青 采用由中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司生產(chǎn)的70號(hào)A瀝青，其性能指標(biāo)如表1所示。

表1 基質(zhì)瀝青基本性能試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Basic performance test results of base asphat

1.1.2 聚合物改性材料 采用PU預(yù)聚體多元醇與異氰酸酯分步對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，多元醇為聚丙二醇PPG2000，羥值51～62 mg/g；異氰酸酯為純二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），常溫下固體為白色至淺黃綠色晶體，熔化后為透明液體。SBS改性劑為線型SBS，牌號(hào)為 LG501S，苯乙烯/丁二烯嵌段比為31/69，由天津樂(lè)金渤天化學(xué)有限責(zé)任公司（LG BOTIAN）生產(chǎn)。

為降低CO2在合成氣中比例，CaO強(qiáng)化的CO2捕集技術(shù)也在化學(xué)鏈氣化、制氫、重整等工藝中被研究[23-24]。通常利用CaO對(duì)含碳原料氣化的粗燃?xì)膺M(jìn)行CO2捕集，提升H2產(chǎn)率[25-26]。CaO強(qiáng)化的直接固體原料化學(xué)鏈氣化相關(guān)研究較少。

1.2 改性瀝青制備

根據(jù)瀝青在0.1、3.2 kPa應(yīng)力作用下的蠕變恢復(fù)曲線，計(jì)算可得其平均蠕變恢復(fù)率R和平均不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃縅nr，如圖8所示。其中，R值表示瀝青結(jié)合料的彈性性能，R值越大，彈性恢復(fù)能力越好；Jnr值可表示瀝青在高溫下的不可恢復(fù)形變，其值越小，抗永久變形能力越好。由圖8可知，瀝青的R值和Jnr值與加載應(yīng)力大小有關(guān)，應(yīng)力從0.1 kPa提高到3.2 kPa時(shí)，瀝青R值降低，Jnr值增大。與單一聚合物改性瀝青相比，PU-SBS復(fù)合改性瀝青R值最大，Jnr值最小，表明復(fù)合改性顯著提高了瀝青在高溫下的延遲彈性，降低了車轍深度。

1.2.2 PU改性瀝青 基質(zhì)瀝青預(yù)熱至150 °C，使用高速剪切儀以4 500 r/min的速度剪切30 min，升溫至170 °C后，首先加入PPG剪切30 min；隨后加入擴(kuò)鏈劑MOCA、有機(jī)錫催化劑T9，并繼續(xù)剪切30 min；最后加入MDI，繼續(xù)剪切30 min，制得PU改性瀝青。PPG與MDI總質(zhì)量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的5%，兩者摩爾比為1：1；擴(kuò)鏈劑、催化劑摻量均為瀝青質(zhì)量的0.5%。

蘆筍一次栽植可連續(xù)收獲10～15年，要選擇嫩莖深綠、粗細(xì)適中、不易老化、頂端抱合緊湊、優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)、商品性好的品種，主要有達(dá)保利、銳力、H2-4等。

（一）訓(xùn)練的無(wú)效。在課堂上，老師時(shí)常要求學(xué)生去體會(huì)作者的感受，如親切、悲傷、激動(dòng)、感激等等，這些感受本身就取決于個(gè)人的體會(huì)，作為小學(xué)生，他們的閱歷非常有限，很難保證他們能夠體會(huì)和理解這些抽象的事物，就更不用說(shuō)要他們?cè)诶首x時(shí)融入這些感情了。而有時(shí)老師在要求學(xué)生朗讀之后，發(fā)現(xiàn)了其中的不足，卻并沒(méi)有做具體的指導(dǎo)，只是不斷地指出感情融入上的不足，要求一個(gè)又一個(gè)的學(xué)生繼續(xù)朗讀，最終還是無(wú)法真正提高學(xué)生朗讀水平。

1.3 改性瀝青性能評(píng)價(jià)

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）對(duì)基質(zhì)瀝青與改性瀝青的主要性能進(jìn)行試驗(yàn)，分析改性瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度。通過(guò)針入度指數(shù)PI分析瀝青的溫度敏感性，離析試驗(yàn)分析改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。采用瀝青薄膜加熱試驗(yàn)對(duì)瀝青進(jìn)行短期老化，試驗(yàn)溫度（163±1） ℃，老化時(shí)間為5 h。通過(guò)布氏黏度計(jì)對(duì)瀝青黏溫性能進(jìn)行分析，試驗(yàn)溫度范圍為130～195 ℃。按《Standard Method of Test for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR)》（AASHTO T315-19），采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR）對(duì)瀝青進(jìn)行溫度掃描試驗(yàn)，通過(guò)復(fù)剪切模量G*、相位角δ、儲(chǔ)能模量G′、損耗模量G"和車轍因子G*/sinδ來(lái)評(píng)價(jià)改性瀝青的高溫流變性能，試驗(yàn)溫度范圍為33～100 ℃，掃描頻率為10 rad/s，升溫速率為1 ℃/min，應(yīng)變?yōu)?2%。對(duì)老化前后瀝青的車轍因子G*/sinδ進(jìn)行測(cè)試時(shí)，起始溫度為46 ℃，每6 ℃為一個(gè)溫度等級(jí)，按老化前瀝青G*/sinδ不小于1.0 kPa、老化后瀝青G*/sinδ不小于2.2 kPa來(lái)確定瀝青的高溫性能等級(jí)（高溫PG分級(jí)）。按《Standard Method of Test for Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) Test of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR)》（AASTO T350-14）中的方法進(jìn)行多重應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(yàn)（MSCR），進(jìn)一步研究瀝青的高溫抗變形能力，試驗(yàn)溫度為64 °C，應(yīng)力分別控制為0.1、3.2 kPa。

1.4 聚合物復(fù)合改性機(jī)理分析

采用差式掃描量熱儀（DSC）對(duì)改性瀝青的微觀性能進(jìn)行研究分析，試驗(yàn)溫度范圍為-50 ～150 ℃，升溫速率為10 ℃/min，氮?dú)饬魉贋?0 mL/min；采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）測(cè)定改性瀝青的結(jié)構(gòu)變化，波數(shù)范圍為4 000～600 cm-1，掃描次數(shù)為32次，分辨率為4 cm-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 PU-SBS改性瀝青基本性能

不同改性方法對(duì)基質(zhì)瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度、存儲(chǔ)穩(wěn)定性、溫度敏感性的影響如表2所示。PU-SBS復(fù)合改性之后，瀝青針入度從74（0.1 mm）降低為36，軟化點(diǎn)從47.0 ℃提升至73.0 ℃，表明PU-SBS復(fù)合改性使瀝青變稠，提高了瀝青的高溫性能，且效果優(yōu)于單一SBS或PU改性。延度是評(píng)價(jià)瀝青塑性的指標(biāo)，在一定程度上可反映瀝青的抗裂性能[20]。PU-SBS復(fù)合改性瀝青老化前后5 °C延度試驗(yàn)結(jié)果滿足現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求。離析試驗(yàn)結(jié)果表明，SBS與瀝青相容性較差，但與PU復(fù)合改性之后，軟化點(diǎn)差顯著降低，改善了瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。針入度指數(shù)PI用以描述瀝青的溫度敏感性，PI值越大，溫度敏感性越小。由表2可知，PUSBS復(fù)合改性瀝青的溫度敏感性較小。

表2 不同改性方法對(duì)瀝青基本性能的影響Table 2 Effects of different modification methods on basic properties of asphalt

2.2 PU-SBS改性瀝青在高溫下的性能

2.2.1 黏溫特性 黏度、溫度關(guān)系可評(píng)價(jià)瀝青黏溫特性和品質(zhì)，可通過(guò)Saal關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)價(jià)[21-22]。

式中：η為瀝青黏度，Pa·s；T為攝氏溫度，°C；m和n為回歸系數(shù)。m值反映了瀝青黏度對(duì)溫度的敏感性，其值越大，表明對(duì)溫度的敏感性越大。

近期，《中國(guó)鉬業(yè)》編輯部連續(xù)接到作者的舉報(bào)，稱網(wǎng)絡(luò)上有所謂的文章代發(fā)機(jī)構(gòu)假冒本刊編輯部對(duì)外進(jìn)行行騙。為此，《中國(guó)鉬業(yè)》編輯部在此鄭重聲明：《中國(guó)鉬業(yè)》官方聯(lián)系方式為：郵箱：zgmy@jdcmmc.com(投稿)和iamzgmy@sina.com(廣告),電話：029-88378645。在日常出版工作中，本刊沒(méi)有與任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人有代征文、代發(fā)表業(yè)務(wù)的合作關(guān)系。

Saal關(guān)系曲線如圖1（b）所示，瀝青黏度的雙對(duì)數(shù)與溫度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。Saal公式擬合結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，聚合物改性均降低了瀝青的溫度敏感性，其中，PU-SBS復(fù)合改性降低效果良好。

表3 基于瀝青黏溫關(guān)系的Saal公式擬合結(jié)果Table 3 Fitting results of Saal formula for viscosity temperature relationship of asphalt

圖1 瀝青黏溫曲線圖Fig. 1 The viscosity-temperature curves of asphalts

2.2.2 高溫性能等級(jí) 瀝青老化前后高溫性能等級(jí)測(cè)定結(jié)果如圖2所示。等級(jí)溫度越高，表明瀝青抵抗高溫變形能力越強(qiáng)。由圖2可知，隨著溫度升高，基質(zhì)瀝青與改性瀝青的G*/sinδ均降低，且曲線變得平滑，表明溫度對(duì)瀝青抗車轍能力的影響逐漸降低。與SBS改性相比，PU改性與復(fù)合改性瀝青的G*/sinδ值 相 對(duì) 較高。64 °C時(shí)，PU-SBS復(fù)合改性瀝青的G*/sinδ值高達(dá)18.35 kPa，分別約為基質(zhì)瀝青（1.87 kPa）、SBS改性瀝青（6.92 kPa）、PU改性瀝青（11.49 kPa）的9.8、2.6、1.6倍，說(shuō)明復(fù)合改性瀝青抗車轍能力明顯優(yōu)于SBS及PU單獨(dú)改性瀝青。

圖2 瀝青高溫PG分級(jí)試驗(yàn)結(jié)果Fig. 2 Results of high temperature PG grading test of asphalt

“真的?。磕悄憧墒俏遗畠旱膶W(xué)長(zhǎng)咯，她年底就要來(lái)悉尼大學(xué)報(bào)到了。”提到她女兒時(shí)，她的眼里如同能放出光芒般神采飛揚(yáng)?！八龑W(xué)習(xí)成績(jī)可好了，省重點(diǎn)熊貓班前三……”

分別以G*/sinδ=1.0、2.2 kPa時(shí)的溫度作為瀝青老化前后高溫等級(jí)臨界失效溫度，其結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，PU-SBS復(fù)合改性瀝青在老化前后的失效溫度均高于SBS及PU改性，其高溫等級(jí)最高，這進(jìn)一步證明復(fù)合改性瀝青具有更高的溫度使用上限和更優(yōu)的高溫性能。

圖3 瀝青失效溫度Fig. 3 Failure temperature of asphalts

2.2.3 高溫流變性能 復(fù)剪切模量G*和相位角δ可用來(lái)評(píng)價(jià)材料的黏彈性能。其中，G*是材料在重復(fù)剪切作用下抵抗變形總阻力的大小[23]，可由最大剪應(yīng)力τmax與最大剪應(yīng)變?chǔ)胢ax之比計(jì)算得出，如式（2）所示；δ表示瀝青中黏性組分與彈性組分的比例，δ越大，表明瀝青越接近黏性體[14,24]。儲(chǔ)能模量?

通過(guò)DSR測(cè)定復(fù)剪切模量G*和相位角δ隨溫度的變化，如圖4所示。由圖4可見(jiàn)，瀝青的復(fù)剪切模量隨溫度的升高而降低，這是由于在溫度升高時(shí)，瀝青彈性組分減少，黏性組分增加，最終導(dǎo)致抵G?表示瀝青在重復(fù)荷載作用下因產(chǎn)生彈性形變而儲(chǔ)存的能量，其值越大，材料彈性越大。損耗模量G?表示瀝青在產(chǎn)生變形時(shí)因內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的以熱的形式散失的能量，其值越小，能量損耗越小。G*、G′、G″、δ之間的關(guān)系如式（3）、式（4）所示?？辜羟凶冃蔚哪芰p弱，復(fù)剪切模量下降[24]。與基質(zhì)瀝青和單一聚合物改性瀝青相比，PU-SBS復(fù)合改性瀝青復(fù)剪切模量增加，表明瀝青變稠，進(jìn)而抵抗變形能力提高。由圖4（b）可知，除PU改性外，其他瀝青的相位角隨溫度的升高而增大；而PU改性瀝青的相位角呈先增后減的趨勢(shì)，這是由于PU在高溫區(qū)主導(dǎo)了流變行為，復(fù)合改性后，瀝青相位角曲線在高溫段變化較為平緩，表明瀝青的彈性組分增加，高溫穩(wěn)定性提高。

基質(zhì)瀝青與改性瀝青在130～195 °C溫度范圍內(nèi)黏度隨溫度的變化關(guān)系曲線見(jiàn)圖1（a）。與基質(zhì)瀝青相比，改性瀝青黏度均有提高，且黏度提升效果符合規(guī)律：PU-SBS復(fù)合＞PU＞SBS。135 °C時(shí)，PU-SBS改性瀝青的黏度達(dá)到7 630 mPa·s，分別約為 基 質(zhì) 瀝 青（380 mPa·s）、SBS改 性 瀝 青（1 274 mPa·s）、PU改性瀝青（2 215 mPa·s）的20、6、3倍，因此，為保證PU-SBS復(fù)合改性瀝青的施工和易性，需提高拌和溫度和攤鋪溫度。

圖4 瀝青復(fù)剪切模量及相位角隨溫度的變化Fig. 4 Variation of complex modulus and phase angle of asphalts with temperature

溫度對(duì)不同瀝青儲(chǔ)能模量、損耗模量的影響如圖5所示。由圖5可知，基質(zhì)瀝青與改性瀝青的儲(chǔ)能模量和損耗模量均隨溫度的升高而降低，與基質(zhì)瀝青相比，改性瀝青的儲(chǔ)能模量和損耗模量均實(shí)現(xiàn)大幅增加。PU-SBS復(fù)合改性提升了瀝青在高溫下的彈性與黏性，且優(yōu)于單一改性瀝青。

圖5 瀝青儲(chǔ)能模量及損耗模量隨溫度的變化Fig. 5 Variation of storage modulus and loss modulus of asphalts

需求分析還體現(xiàn)在教材建設(shè)上。ESP教材首要因素是滿足學(xué)習(xí)者需求，教材要以內(nèi)容為依托，教學(xué)內(nèi)容與某些特定學(xué)科和職業(yè)相關(guān)，通過(guò)模擬真實(shí)語(yǔ)言學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣和熱情，發(fā)展學(xué)習(xí)者運(yùn)用語(yǔ)言的能力，為進(jìn)入專業(yè)英語(yǔ)學(xué)習(xí)打下扎實(shí)語(yǔ)言基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為可以嘗試組織有關(guān)專家和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的一線ESP教師對(duì)各類大中專院校進(jìn)行學(xué)生ESP學(xué)習(xí)需求調(diào)查和分析，根據(jù)不同級(jí)別和不同性質(zhì)院校的學(xué)習(xí)者需求對(duì)ESP教材進(jìn)行開(kāi)發(fā)和編寫(xiě)。同時(shí)，各個(gè)高校從事ESP教學(xué)教師，從社會(huì)和學(xué)生需求出發(fā)，借鑒國(guó)外優(yōu)秀原版教材，認(rèn)真對(duì)比國(guó)內(nèi)同類教材，結(jié)合國(guó)內(nèi)學(xué)生情況，進(jìn)行教材再建設(shè)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在pH4.4的酸雨侵襲下，紫鴨跖草葉下表皮氣孔迅速關(guān)閉，用紅墨水染色后，細(xì)胞核著上紅色。在pH5.0的酸雨侵襲下，紫鴨跖草葉下表皮氣孔慢慢變小，用紅墨水染色后，細(xì)胞核并未著上紅色。

圖6 瀝青車轍因子隨溫度的變化Fig. 6 Variation of rutting factor of asphalts with temperature

2.2.4 多重應(yīng)力蠕變恢復(fù)性能 瀝青在不同應(yīng)力作用下的蠕變和恢復(fù)曲線如圖7所示。由圖7可知，瀝青累積應(yīng)變隨應(yīng)力的提高而增加。在0.1 kPa應(yīng)力下，瀝青累積應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)較為緩慢；在3.2 kPa應(yīng)力下，累積應(yīng)變?cè)鏊偬岣?。與單一聚合物改性瀝青相比，PU-SBS復(fù)合改性顯著降低了瀝青在循環(huán)荷載作用下的累積應(yīng)變，即提高了瀝青在高溫下的抗車轍能力，這歸因于PU-SBS與瀝青間的交聯(lián)作用，使瀝青內(nèi)部形成均勻穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而提高其抗永久變形能力[20]。

圖6為基質(zhì)瀝青及改性瀝青車轍因子（G*/sinδ）隨溫度的變化。由圖6可知，G*/sinδ隨溫度的升高而降低，表明瀝青的抗高溫變形能力隨溫度的升高逐漸減弱，抗車轍性能變差[25]。聚合物顯著提高了同溫度下的車轍因子。其中，PU-SBS復(fù)合改性瀝青的G*/sinδ值最大，表明其具備較為優(yōu)異的高溫性能，高溫下抵抗永久變形的能力最強(qiáng)。

1.2.3 PU-SBS復(fù)合改性瀝青 采用相同工藝首先制得3.5%SBS改性瀝青，再依次加入PPG、擴(kuò)鏈劑、催化劑、MDI，制得PU-SBS復(fù)合改性瀝青。PPG與MDI改性劑的總質(zhì)量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的5%，兩者摩爾比為1：1；擴(kuò)鏈劑、催化劑摻量均為瀝青質(zhì)量的0.5%。

圖7 瀝青在不同應(yīng)力下的蠕變和恢復(fù)曲線Fig. 7 Creep and recovery curves of asphalts under different stresses

1.2.1 SBS改性瀝青 基質(zhì)瀝青預(yù)熱至150 °C，采用高速剪切儀以4 500 r/min的速度剪切30 min，升溫至170 °C，并加入基質(zhì)瀝青質(zhì)量3.5%的SBS，繼續(xù)剪切45 min，制得SBS改性瀝青。

圖8 瀝青的平均蠕變恢復(fù)率和平均不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃縁ig. 8 Average creep recovery and average irrecoverable creep compliance of asphalts

2.3 PU-SBS復(fù)合改性機(jī)理研究

2.3.1 PU-SBS對(duì)瀝青熱穩(wěn)定性的影響 DSC可測(cè)定瀝青隨溫度變化過(guò)程中的熱效應(yīng)，其譜圖中吸熱峰的位置和吸熱量表示瀝青中組分發(fā)生聚集態(tài)的變化，可用于評(píng)價(jià)瀝青的溫度穩(wěn)定性。DSC試驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。由圖9可知，PU-SBS復(fù)合改性瀝青DSC曲線較基質(zhì)瀝青、單一改性瀝青更加平緩，表明PU-SBS與瀝青形成均勻體系，改變了瀝青聚集狀態(tài)，提高了瀝青的熱穩(wěn)定性，降低了溫度敏感性。這是由于PU在聚合過(guò)程中形成了兩相結(jié)構(gòu)，軟段和硬段之間存在微相分離，在高溫下具有較高的抗拉強(qiáng)度，從而提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性[26]。

圖9 瀝青DSC曲線Fig. 9 DSC curves of asphalts

以DSC曲線第一個(gè)臺(tái)階處的中點(diǎn)位置作為瀝青玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，可見(jiàn)基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青、PU改性瀝青的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相當(dāng)，均在-23～-25 °C之間，而PU-SBS復(fù)合改性瀝青玻璃化轉(zhuǎn)變溫度僅為-34.21 °C。表明PU-SBS復(fù)合改性瀝青具有良好的溫度穩(wěn)定性，且抗裂性能顯著優(yōu)于SBS改性瀝青和PU改性瀝青。這是由于瀝青為低分子量混合物，PU、SBS為高分子量化合物，PU-SBS的加入使得一些瀝青分子吸附在聚合物鏈上，在一定程度上限制了分子鏈運(yùn)動(dòng)，從而提高了其穩(wěn)定性。

嚴(yán)管實(shí)干，稽查隊(duì)伍擔(dān)當(dāng)作為。該處堅(jiān)持嚴(yán)格、規(guī)范、公正、文明執(zhí)法，嚴(yán)格執(zhí)行黨風(fēng)廉政建設(shè)責(zé)任制和行政執(zhí)法責(zé)任制，探索稽查執(zhí)法考核評(píng)價(jià)新模式，做到“零投訴、零復(fù)議、零訴訟”?；槿藛T積極應(yīng)對(duì)職能拓展、執(zhí)法量倍增等挑戰(zhàn)，提升執(zhí)法辦案水平，昂揚(yáng)埋頭實(shí)干、敢于擔(dān)當(dāng)、勇于爭(zhēng)先的精神，多名執(zhí)法人員成長(zhǎng)為“執(zhí)法尖兵”和“業(yè)務(wù)能手”，參與國(guó)家總局大要案查辦和課題研究。

2.3.2 PU-SBS對(duì)瀝青分子結(jié)構(gòu)的影響 通過(guò)紅外光譜（FT-IR）對(duì)瀝青的微觀性能、化學(xué)鍵和材料結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，可用于探討聚合物對(duì)瀝青改性的機(jī)理。不同改性劑本身、基質(zhì)瀝青及改性瀝青的FT-IR分析結(jié)果如圖10所示。SBS是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物，在其紅外光譜圖中存在2個(gè)較強(qiáng)的吸收峰，其中，966 cm-1處為聚丁二烯的特征吸收峰，699 cm-1處為聚苯乙烯的特征吸收峰[24]。在PPG的紅外光譜圖中，波長(zhǎng)2 972 cm-1處為C—H伸縮振動(dòng)，1 373 cm-1處為—CH3吸收峰，1 095 cm-1處為C—O—C醚鍵吸收峰。在MDI紅外光譜圖中，2 260 cm-1處為—N=C=O的特征吸收峰，1 520 cm-1處為N—H振動(dòng)，802 cm-1處為—CH2振動(dòng)。

圖10 改性劑、基質(zhì)瀝青和改性瀝青的紅外光譜圖Fig.10 Infrared spectrograms of modifier, base asphalt and modified asphalt

由圖10可知，基質(zhì)瀝青主要是由烷烴、環(huán)烷烴、芳香族化合物以及其他衍生物組成的。SBS改性瀝青與基質(zhì)瀝青的紅外光譜曲線呈現(xiàn)大致相似的變化趨勢(shì)，僅表現(xiàn)為SBS特征峰的增加，說(shuō)明SBS改性瀝青多為物理作用。在PU改性瀝青紅外光譜圖中，波長(zhǎng)1 720 cm-1處出現(xiàn)了—NHCOO—的特征峰，表明PU預(yù)聚體與瀝青中的活性官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，生成了新的基團(tuán)[15]。而PU-SBS復(fù)合改性瀝青紅外光譜圖中，位于波長(zhǎng)2 260 cm-1處的—N=C=O特征吸收峰幾乎完全消失，—NHCOO—特征峰強(qiáng)度增大，說(shuō)明反應(yīng)程度進(jìn)一步提高。改性材料的特征峰消失、SBS特征峰保留及新吸收峰的出現(xiàn)表明PU-SBS復(fù)合改性瀝青體系中，除物理混合過(guò)程外，混合物還通過(guò)化學(xué)反應(yīng)與瀝青組分交聯(lián)。反應(yīng)過(guò)程主要為[15,27]

R—OH+R1—NCO →R1—NHCOOR

3 結(jié)論

1）與基質(zhì)瀝青相比，PU-SBS復(fù)合改性瀝青針入度降低、軟化點(diǎn)大幅提升，可獲得更好的高溫穩(wěn)定性和溫度敏感性，有利于提高其路用性能。

2）PU-SBS復(fù)合改性瀝青具有較好的高溫PG等級(jí)，在高溫下具有更好的抗車轍能力。溫度掃描試驗(yàn)表明，PU-SBS復(fù)合改性有效降低了瀝青的相位角，提高了復(fù)剪切模量，即體系中彈性組分增加，高溫穩(wěn)定性提高。多重應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(yàn)進(jìn)一步表明，PU-SBS顯著提高了瀝青的平均蠕變恢復(fù)率、降低了平均不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃浚嵘藶r青在高溫下的抗永久變形能力，且優(yōu)于單一改性瀝青。

3）PU-SBS復(fù)合改性通過(guò)物理改性和化學(xué)反應(yīng)的協(xié)同作用，改善了瀝青的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升了瀝青的高溫性能。