袁航 李洪峰 劉玉龍

摘 要：在瀝青混合料中，發(fā)揮粘結(jié)作用的是瀝青膠漿，最初級(jí)的粘結(jié)作用發(fā)生在瀝青膠漿中以及瀝青膠漿與集料的粘結(jié)面[1，2]。礦粉在填充礦料間隙的同時(shí)，與瀝青相互作用形成高粘度的瀝青膠漿，將集料粘結(jié)在一起[3]。作為瀝青混合料結(jié)構(gòu)形成的決定性因素，瀝青膠漿的性能受粉膠比變化影響，進(jìn)而直接關(guān)系到瀝青混合料的強(qiáng)度、高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)性能等重要路用性能。因此，對(duì)于瀝青膠漿的性能的研究是有必要的。

關(guān)鍵詞：瀝青膠漿；常規(guī)指標(biāo)；試驗(yàn)；研究

1 試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容

通過(guò)瀝青膠漿的針入度、軟化點(diǎn)和延度試驗(yàn)，分析粉膠比與瀝青膠漿性能的關(guān)系。試驗(yàn)通過(guò)機(jī)械攪拌，采用90#石油瀝青，與石灰石礦粉制備粉膠比為0.8，0.9，1.0，1.1，1.2，1.3，1.4的瀝青膠漿。針入度、軟化點(diǎn)、延度和粘度試驗(yàn)均按照J(rèn)TG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的要求進(jìn)行。

1.1 針入度與針入度指數(shù)PI

針入度在一定溫度條件下反映了瀝青的軟硬程度，是評(píng)價(jià)瀝青高溫性的常規(guī)指標(biāo)。針入度小，則瀝青越稠，高溫性能越好。針入度指數(shù)PI是根據(jù)不同溫度條件下針入度的實(shí)測(cè)值計(jì)算得出，用以評(píng)價(jià)瀝青的感溫性。分別在15℃、25℃和30℃條件下進(jìn)行瀝青膠漿的針入度測(cè)定，并計(jì)算瀝青膠漿的針入度指數(shù)PI，結(jié)果如表1。

表1 瀝青膠漿針入度試驗(yàn)結(jié)果

圖1 針入度-粉膠比變化 圖2 PI-粉膠比變化

由圖1可知，相同粉膠比條件下，溫度越高針入度值越大；溫度一定時(shí)，瀝青膠漿的針入度隨粉膠比增加而減小。在不同溫度下針入度隨粉膠比增大而減小的幅度不同，15℃時(shí)粉膠比在0.8～1.4范圍內(nèi)針入度積累遞減只有5.7，而在30℃時(shí)卻達(dá)到了25.7，從說(shuō)明現(xiàn)了瀝青膠漿易受溫度影響。圖2表明瀝青膠漿的針入度指數(shù)PI大于基質(zhì)瀝青，并且隨粉膠比的增大，PI值先增大，然后趨于平緩，當(dāng)粉膠比達(dá)到1.4時(shí)出現(xiàn)降低趨勢(shì)，說(shuō)明礦粉降低了瀝青膠漿的感溫性能，但并不是說(shuō)粉膠比越大感溫性就越好。

1.2 軟化點(diǎn)和當(dāng)量軟化點(diǎn)T800

軟化點(diǎn)表示隨著溫度的升高，瀝青試樣在一定剪切應(yīng)力作用下而產(chǎn)生相同剪切變形時(shí)的溫度。瀝青軟化點(diǎn)越高，則粘度越高，熱穩(wěn)定性越好。當(dāng)量軟化點(diǎn)是為了降低瀝青中含蠟量的影響提出的用以評(píng)價(jià)瀝青結(jié)合料高溫性能的指標(biāo)，由不同溫度下的針入度實(shí)測(cè)值計(jì)算得出。試驗(yàn)結(jié)果如表2。

試驗(yàn)結(jié)果表明，瀝青膠漿的軟化點(diǎn)隨粉膠比增大而增大，礦粉的加入使瀝青發(fā)生了硬化效應(yīng)，表現(xiàn)為瀝青膠漿軟化點(diǎn)比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)有不同程度的提高，軟化點(diǎn)最大提高了15℃。當(dāng)量軟化點(diǎn)T800也隨粉膠比的增大而提升，說(shuō)明礦粉的加入提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性。

1.3 延度與當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2

延度試驗(yàn)簡(jiǎn)便快捷，研究表明，試驗(yàn)以50mm/min的速度拉伸，瀝青的應(yīng)變速率大體上為10-2s-1，比瀝青路面溫縮開(kāi)裂時(shí)的應(yīng)變速率10-7～10-8s-1要快得多，按照流變學(xué)溫度時(shí)間換算法則，常溫15℃能夠反映較低溫度的抗低溫開(kāi)裂性能。因此，延度可作為評(píng)價(jià)瀝青低溫性能的指標(biāo)。由不同溫度的針入度回歸，計(jì)算得出當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2，用以評(píng)價(jià)瀝青結(jié)合料的低溫抗裂性能。試驗(yàn)結(jié)果如表3。

表3 延度、T1.2試驗(yàn)結(jié)果

圖5 延度-粉膠比變化 圖6 T1.2-粉膠比變化

由上可知，瀝青膠漿的延度延度值明顯小于基質(zhì)瀝青，并隨粉膠比增大迅速減小，當(dāng)粉膠比達(dá)到1.4時(shí)，延度值僅為3.5cm。當(dāng)拉伸基質(zhì)瀝青時(shí)，式樣中間部位呈極細(xì)的絲狀，在延度儀量程范圍內(nèi)（150cm）未能拉斷，而加入礦粉后加劇了試樣的拉伸斷裂，當(dāng)粉膠比較小時(shí)，以0.8為例，拉伸時(shí)試樣中間變細(xì)，當(dāng)達(dá)到到一定細(xì)度時(shí)在尖端部斷裂；粉膠比增至1.4時(shí)，試樣僅被拉伸3.5cm就在中部發(fā)生了脆性斷裂。瀝青膠漿的當(dāng)量脆點(diǎn)隨粉膠比的增大而增大，當(dāng)粉膠比小于1.2時(shí)，T1.2低于基質(zhì)瀝青。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明礦粉在一定程度上改善了瀝青的低溫性能，并非粉膠比越大抵抗低溫開(kāi)裂的能力就越好，當(dāng)粉膠比大于1.2時(shí)，T1.2高于基質(zhì)瀝青，反而降低了瀝青抵抗低溫開(kāi)裂的能力。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)不同粉膠比瀝青膠漿的針入度、延度、軟化點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)粘度試驗(yàn)，得出了以下基本結(jié)論：

（1）瀝青膠漿的針入度隨粉膠比增加而減?。粸r青膠漿的針入度指數(shù)PI小于基質(zhì)瀝青，說(shuō)明礦粉降低了瀝青的感溫性能，就感溫性而言，粉膠比不宜大于1.4。

（2）瀝青膠漿的軟化點(diǎn)和當(dāng)量軟化點(diǎn)T800均隨粉膠比增大而增大。

（3）瀝青膠漿的延度值隨粉膠比增大而減小，通過(guò)觀察試樣斷裂的形狀可知，隨著粉膠比的增大，礦粉的作用使瀝青膠漿的拉伸破壞類型由粘性破壞逐漸過(guò)渡為脆性破壞；粉膠比小于1.2時(shí)，當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2小于基質(zhì)瀝青，有利于低溫條件下瀝青抵抗開(kāi)裂能力。

上述試驗(yàn)表明，盡管隨著粉膠比的增大，瀝青膠漿的性能在一定程度上得到改善，但并不意味著粉膠比越大，瀝青膠漿的性能就越好，通過(guò)以上基礎(chǔ)試驗(yàn)，為瀝青膠漿性能的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉玉龍，王旭，李洪峰.粉膠比對(duì)瀝青混合料路用性能影響的試驗(yàn)研究[J].森林工程，2014，30（3）：111-115.

[2]徐永麗，程培峰，張佰真銘.玻纖格柵抵抗不同寬度裂縫反射性能的研究[J].森林工程，2012，28（5）：79-82.

[3]劉文俊.連續(xù)級(jí)配橡膠顆粒瀝青混合料抗剝落性能研究[J].森林工程，2014，30（4）：127-130.

作者簡(jiǎn)介：袁航，男，高級(jí)工程師，研究方向：公路養(yǎng)護(hù)。

通訊作者：李洪峰，博士，講師，研究方向：道路工程。