中圖分類號：TQ522.65；U414 文獻標志碼：A 文章編號：1001-5922（2025）05-0034-04

Abstract：Inorder to studytheviscoelastic propertiesof high-viscosityasphalt mortar onopen-gradedanti-skidabrasion layer（OGFC）modified pavement，a modified asphalt mortar for OGFC modified pavement was prepared by using thermoplastic elastomer（SBS）and tri-embedded copolymer material（SEBS）combined with basalt ore，and the modifier was mixed with matrixasphalt to prepare high-viscosityasphalt mortarfor OGFC modified pavement.The testresults showed thatwhen thepowder-glueratiowas1.，theviscosityof theasphalt was the mostsuitable，theelasticrecoveryrateof the asphalt was superiorafter modification，the bending creepratevalueof theasphalt was highin the low temperature environment，andtheasphalt strainvaluewas high inthehigh temperatureenvironmentand high stre environment，andcan be applied to the OGFC pavement in the high temperature environment and high stress environment.

Ley words ：OGFC pavement；high viscosity modification；asphalt mortar；viscoelastic properties；bending creep

由于其多孔結構，OGFC路面在降低車輛噪音方面具有顯著效果。OGFC路面的主要材料包括瀝青、碎石、砂石和外加劑等[1-2]。其中，瀝青是主要粘結劑，碎石作為骨料提供強度和耐磨性能，砂石則起到填充作用，改善混合料的密實度和孔隙率[3-5]。路面的結構通常分為面層、基層和墊層。面層是直接承受車輛荷載的部分，要求具有高強度、耐磨和抗滑性能?；鶎邮莻鬟f荷載的主要結構層，要求具有足夠的剛度和穩(wěn)定性 ？6-7？ 。墊層則起到排水和防滲的作用。高粘改性瀝青能夠有效提高路面的抗車轍性能。在高溫條件下，普通瀝青容易產(chǎn)生流動變形，導致路面損壞。而高粘改性瀝青的黏度高，內聚力強，可以顯著提高路面的抗車轍性能，有效延長路面的使用壽命。高粘改性瀝青在高溫時投入瀝青混合料的拌和設備中，添加劑處于粘流態(tài)，通過潤濕和浸潤作用，改性劑均勻地包裹在礦料顆粒表面[8-10]當溫度冷卻后，處于彈性狀態(tài)的礦料膠結的界面具有很高的剛度和強度。這種變形恢復的特性意味著路面在受到壓力后能夠快速恢復原狀，從而減少車轍和永久變形，提高路面的平整度和使用壽命。高粘改性瀝青的彈性還意味著它能夠更好地抵抗疲勞和老化。在不斷變化的車輪載荷作用下，普通瀝青路面容易產(chǎn)生疲勞裂縫和剝落現(xiàn)象 。而高粘改性瀝青由于其良好的彈性，能夠更好地適應這種變化，保持路面的完整性和穩(wěn)定性。此外，由于其較高的黏度，高粘改性瀝青能夠更好地抵抗紫外線輻射和空氣氧化，延緩路面的老化過程。

研究OGFC改性路面高粘瀝青膠漿粘彈特性，使用SBS和SEBS兩種物質混合制備高粘改性劑，改性基質瀝青，獲得OGFC改性路面高粘瀝青膠漿，并通過試驗測試該瀝青膠漿的粘彈特性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設備

1.1.1 原材料

基質瀝青，山東正通土工材料有限公司，結焦值50，灰分0.2，閃點 ，密度 ，殘?zhí)贾?3.26，硫含量2.55；熱塑性彈性體（SBS），東莞市寶佳塑膠有限公司，阻燃等級10，斷裂伸長率 400% ，拉伸強度 $120＼mathrm{＼MPa}$ ，成型收縮率 30% ，熱變形溫度98 C ；三嵌共聚物材料（SEBS），廣州玖順新材料有限公司，密度 ，熱變形溫度89℃，斷裂伸長率 75% ，成型收縮率 60% ，熔體流動速率8g/（10min ）；丙酮，武漢楚江浩宇化工科技發(fā)展有限公司，熔點-94.9℃，沸點56.48 C ，閃點-17.78 C ，密度在 時為 ；乙醇，湖北興東誠化工有限公司，工業(yè)級，熔點 ，沸點78.3 C ，密度在 時為 ，閃點13 C ；塑化劑，濰坊航灝新材料科技有限公司，工業(yè)級，密度0. ，閃點219 C ，凝固點 ；玄武巖塊，北京安建宏業(yè)科技有限公司，密度 ，抗壓強度 100～300MPa ；芳香烴，山東百耀化工有限公司，工業(yè)級，密度大于水，化學穩(wěn)定性較強

1.1.2 儀器設備

HDSS480干燥機，山東晟爍環(huán)保設備有限公司，響應速度10s，進料和出料含水量分別為93%和 20% ，低溫熱泵工作；烘箱，廣東愛佩試驗設備有限公司，AP-KX，溫度分布誤差小于±1%，溫度波動度小于 ±1% ，控制精度±0.5℃；剪切攪拌機，成都銳馳機械設備有限公司，LR18，功率0.8kW，生產(chǎn)能量 0.3～10kg/h ，每次可處理 10kg ；塑化機，廊坊佳州環(huán)?？萍加邢薰?，TPV-800，螺桿轉速500r，低噪聲， 99% 脫硫率，加熱功率30kW；磁力攪拌機，鄭州華特儀器設備有限公司，DF-101S，600W功率，轉速 2600r/min ，頻率 40Hz ，控溫精度 ；布氏黏度計，山東天弘智能科技有限公司，TH-ND5S，轉速 50r/min ，控溫范圍45 ，溫度補償 ：延度試驗儀，上海盛世慧科檢測設備有限公司，LYY-8，溫度范圍5 ，控溫精度 ±0.1% ，拉伸電機功率 2kW

1.2 指標與樣品

1.2.1基質瀝青性能

所選用的基質瀝青基礎性能如表1所示。

1.2.2 改性劑與礦料制備

（1）改性劑制備。高粘改性劑的主要原料為熱塑性彈性體（SBS）和三嵌共聚物材料（SEBS），制備過程中2種原料的用量分別為基質瀝青的 7% 和1% （質量分數(shù)），SBS和SEBS預處理方法如下：

SBS預處理：把完成清洗的SBS原料置于溫度為 的干燥箱之中烘干材料中的水分，同時還能揮發(fā)材料中的其他無用物質[12]

SEBS預處理：將完成清洗后的SEBS材料置于溫度為65℃的干燥箱之中清除水分，稱量后確定材料達到恒重后停止干燥，烘干過程中不能過度干燥材料，防止 SEBS 材料進入老化[13]。制備高粘改性瀝青時，為了提升SEBS材料與基質瀝青的相容性，需要塑化SEBS，將經(jīng)過干燥后的SEBS材料置于塑化機之中，同時添加適量塑化劑，經(jīng)過勻速攪拌以后得到軟化且塑化后的SEBS材料。

（2）礦料制備。制備OGFC路面用高粘改性瀝青時，需要添加玄武巖礦料，瀝青用玄武巖礦料預處理包括以下步驟：

破碎：將大塊的玄武巖礦料破碎成小塊，以便于后續(xù)的加工和處理。

篩分：根據(jù)需要將破碎后的礦料進行篩分，分離出不同粒度的礦料。

除塵：去除礦料中的灰塵和雜質，保證瀝青的質量和穩(wěn)定性。

干燥：將礦料進行干燥，以便于儲存和運輸，

混合：將不同粒度和成分的礦料進行混合，以獲得均勻的礦料。

把以上經(jīng)過預處理的SBS材料、SEBS材料與玄武巖礦料混合，使用磁力攪拌機按比例均勻混合，獲得高粘改性劑[14]

1.2.3 高粘改性瀝青制備

制備研究所需的高粘瀝青時，使用高速剪切法。將基質瀝青置于干燥機之中，升高溫度至160℃，處理0.5h，并且在該溫度下保溫0.5h。與此同時，使用干燥機處理高粘改性劑（用量為基質瀝青的17% ），確保該改性劑中不含水分。將完成處理后的基質瀝青與高粘改性劑從烘干箱中取出，緩慢多次向基質瀝青中傾倒高粘改性劑。為了使高粘改性劑與基質瀝青充分混合，使用剪切攪拌機攪拌混合瀝青。攪拌時間為 20min ，攪拌機的剪切速率設定為 緩慢攪拌，攪拌過程中再次向混合物之中傾倒芳香烴，提升瀝青基料與高粘改性劑之間的潤滑性，經(jīng)過剪切攪拌以后，高粘改性劑在基質瀝青中均勻分散。為提升高粘瀝青的黏度，在高速攪拌的過程中升高高粘瀝青的溫度，攪拌速度設定為3500r/min ，攪拌時間設定為1h，同時加熱溫度控制在一定范圍（按照試驗需求調整），保持高速攪拌。該環(huán)境下，攪拌頭周圍出現(xiàn)真空區(qū)域，基質瀝青與高粘改性劑在該環(huán)境中被迅速粉碎混合，同時在高溫條件下充分改性。完成高速攪拌以后，為了消除高粘瀝青中的氣泡，在室溫環(huán)境下使用500r/min低速攪拌 0.5h ，完成攪拌后獲得高粘瀝青備用。

1.3 性能測試

1.3.1 粉膠比對黏度特性影響

高粘改性瀝青膠漿的黏度是其粘彈流動性的度量，黏度大小表示其在剪切力作用下的抗變形能力，黏度越大，表示其抵抗剪切變形的能力越強。分析高粘改性劑用量與高粘改性瀝青用量之間的比例（粉膠比），對高粘改性瀝青黏度的影響，設定粉膠比分別為 0.0.7，1.0，1.3，1.6，1.9，2.2 使用布氏黏度計測量不同溫度下（處理溫度設定為100、200、300℃），該高粘改性瀝青的黏度。

1.3.2彈性恢復率測試

將改性前后瀝青樣品分別置于延度試驗儀上，適當拉伸瀝青樣品，當樣品被拉伸到一定程度時，迅速剪斷樣品，并保持其在適宜的溫度環(huán)境中一段時間[15]。在規(guī)定的時間內，測量斷面之間的距離，記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)測量結果，計算彈性恢復率 P ，計算式如式（1）所示：

式中： x 表示改性前后2種瀝青樣品的不同拉伸長度。分析并計算改性前后混凝土的彈性恢復率。

1.3.3 彎曲蠕變性能測試

所制備的高粘改性瀝青屬于粘彈性材料，這種材料的粘彈性特征可以通過靜態(tài)蠕變數(shù)值反映。向該瀝青材料施加一定應力，隨應變增加[16-18]，該瀝青的響應函數(shù)也隨之變化，使用式（2）計算該瀝青的彎曲蠕變勁度模量 s ·

式中： 與 分別表示恒定應力與響應應變。使用低溫條件測試所制瀝青的彎曲蠕變性能，為使試驗結果較為精確，開始試驗之前先將高粘改性前后的2種瀝青置于45℃烘箱中保溫5h，使得瀝青材料的溫度保持統(tǒng)一，使用不同低溫條件處理瀝青材料，每個溫度條件處理后再循環(huán)應力加載-卸載，使用應變傳感器收集每次溫度處理后瀝青材料蠕變數(shù)據(jù)。

1.3.4高溫條件對瀝青蠕變性能影響

蠕變特性是反應瀝青粘彈特性的重要指標之一，恒定應力之下，瀝青的變形行為即蠕變特性，蠕變數(shù)值較小說明瀝青在該應力下的變形情況較小，根據(jù)該變化，表達出瀝青的粘彈特性。假設向高粘改性瀝青施加10MPa的應力，試驗溫度分別設定為50、150250℃，使用應變傳感器測試不同溫度處理后，高粘改性后瀝青的應變數(shù)值變化情況。

1.3.5加載應力對瀝青蠕變性能影響

處理溫度設定為200℃，向高粘改性瀝青分別施加5、10、15MPa應力，測試溫度固定且應力條件不變條件下，高粘改性瀝青的應變變化數(shù)值。試驗過程中忽略人工影響誤差，應力加載速率為 20mm/min 。

2 結果與討論

2.1粉膠比對黏度特性影響結果

制備高粘改性瀝青時，不同攪拌溫度，以及不同粉膠比下，該瀝青的黏度變化情況，試驗結果如表2所示。

由表2可知，粉膠比為1.6時，瀝青的黏度出現(xiàn)一個明顯上升變化趨勢，瀝青黏度迅速升高，不適合應用于OGFC路面實際使用，因此需要使用1.6以下粉膠比制備高粘改性瀝青。

2.2改性前后彈性恢復率分析

計算并分析不同恢復時間下，高粘改性前后瀝青的彈性恢復率變化情況，試驗結果如圖1所示。

由圖1可看出，在0.5s恢復時間內，經(jīng)高粘改性劑改性之后的瀝青迅速出現(xiàn)回彈，具有較為明顯的彈性恢復率。

2.3彎曲蠕變測試結果

高粘改性處理前后瀝青的彎曲蠕變速率試驗測試結果如圖2所示。

由圖2可知，高粘改性瀝青即使在低溫環(huán)境仍舊展現(xiàn)出可觀彈性，耐低溫性能較好，適合在北方低溫環(huán)境OGFC路面使用。

2.4高溫對瀝青蠕變性能影響

設定應變恒定條件下，改變處理溫度后，瀝青膠漿的應變隨反應時間變化趨勢，試驗結果如圖3所示。

由圖3可知，較高溫度處理的高粘改性瀝青應變也更大，表現(xiàn)為較高瀝青粘彈性，這種結果也說明所研究的高粘改性瀝青適合應用于溫度較高的環(huán)境。

2.5加載應力對瀝青蠕變性能影響結果

確定處理溫度為 ，測試不同加載應力條件下，高粘改性瀝青的應變變化，試驗結果如圖4所示。

由圖4可知，溫度環(huán)境不發(fā)生改變的前提下，相同應力作用下，隨著處理時間增加，高粘改性混凝土的應變呈現(xiàn)出迅速增加后平緩發(fā)展的變化趨勢，承受應力越大的高粘改性瀝青應變數(shù)值越大。適合在高應力OGFC路面長期使用，具有較可觀粘彈性。

3結語

（1）粘性適中的高粘改性瀝青，有利于OGFC路面使用時瀝青的拌合。粉膠比和原材料性質對高粘改性瀝青膠漿的粘彈特性具有重要影響。通過優(yōu)化粉膠比，可以進一步改善該瀝青材料的性能；（2）高粘改性瀝青具有較強的彈性恢復率，內部應力較強，在剪切作用力下，能夠迅速發(fā)生回彈，迅速恢復原有瀝青形貌，適合瀝青材料的長期使用；（3）在低溫條件下，高粘改性瀝青膠漿展現(xiàn)出良好的彈性；（4）溫度與應力條件都會影響該瀝青膠漿的粘彈特性，該瀝青膠漿能夠適合低溫、高溫、高應力OGFC路面使用。

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（責任編輯：蘇幔）