樂(lè)金朝， 李 威

(1.鄭州大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院 河南 鄭州 450001； 2.河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 河南 鄭州 450052)

0 引言

瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路的主要鋪筑形式.在傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程中，瀝青與石料的拌合溫度通常在150～180 ℃之間，不僅能耗過(guò)多，而且產(chǎn)生了大量的CO、SO2、NOx、瀝青煙、苯可溶物、苯并[a]芘等有害氣體.此外，瀝青在高溫拌合過(guò)程中易發(fā)生老化，這將對(duì)瀝青路面的路用性能產(chǎn)生不同程度的影響.如何在保留熱拌瀝青混合料良好性能的同時(shí)，順應(yīng)我國(guó)大力倡導(dǎo)的“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略，引起了國(guó)內(nèi)道路工作者的廣泛關(guān)注[1-5].Sasobit是一種聚烯烴類化合物，主要作為溫拌劑被各國(guó)學(xué)者研究[6-10]，其克服了傳統(tǒng)聚合物改性瀝青易離析、施工和易性差等缺點(diǎn)，在大幅降低瀝青高溫黏度，有效減少能源消耗的同時(shí)，能夠減少CO、SO2及NOx等有害氣體的排放.相關(guān)研究表明[11-12]，Sasobit除了具有溫拌效果外，還可有效改善瀝青的高溫性能、感溫性能等，具有優(yōu)良的綜合效益.然而，目前對(duì)于Sosabit作為改性劑對(duì)瀝青技術(shù)性能的影響研究尚不完善，這在一定程度上影響了Sasobit的推廣應(yīng)用.基于此，本文通過(guò)對(duì)改性瀝青的常規(guī)性能試驗(yàn)與Superpave技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)，全面分析Sasobit改性劑對(duì)瀝青技術(shù)性能的影響，為其在實(shí)際工程中的大規(guī)模應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 原材料與試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)原材料

1.1.1基質(zhì)瀝青 試驗(yàn)采用70#道路石油瀝青，各項(xiàng)性能指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，符合JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的技術(shù)要求.

1.1.2Sasobit改性劑 Sasobit改性劑為顆粒狀產(chǎn)品，由河南陸鵬交通科技股份有限公司提供，其性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2.

1.2 Sasobit改性瀝青的制備

Sasobit改性瀝青制備時(shí)，將基質(zhì)瀝青加熱至140 ℃，按預(yù)定摻配比例稱取Sasobit改性劑，分多次投入基質(zhì)瀝青中，在140 ℃左右進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間一般為25～30 min，使Sasobit改性劑均勻分散于基質(zhì)瀝青中，再在140 ℃恒溫烘箱中保溫25～30 min.

表1 基質(zhì)瀝青性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

表2 Sasobit性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

1.3 試驗(yàn)方案

1.3.1常規(guī)性能試驗(yàn) 對(duì)摻量(與瀝青用量的比值，下同)為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青(外摻法)進(jìn)行針入度、軟化點(diǎn)、延度、短期老化等常規(guī)性能試驗(yàn)，并與符合我國(guó)技術(shù)規(guī)范的基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，研究不同摻量Sasobit對(duì)瀝青常規(guī)技術(shù)性能的影響規(guī)律.

1.3.2Superpave評(píng)價(jià)指標(biāo)性能試驗(yàn) 在瀝青常規(guī)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)、彎曲梁流變?cè)囼?yàn)和布氏旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)，并與符合我國(guó)技術(shù)規(guī)范的基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究，以此評(píng)價(jià)Sasobit改性劑對(duì)瀝青流變性能的影響，并綜合考慮性能試驗(yàn)結(jié)果及經(jīng)濟(jì)因素，推薦Sasobit改性劑的最佳摻量.

2 瀝青常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 針入度試驗(yàn)

分別測(cè)試摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青、基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青在15 ℃、25 ℃、30 ℃下的針入度值，并據(jù)此計(jì)算當(dāng)量軟化點(diǎn)T800、當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2和針入度指數(shù)PI.具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3.

表3針入度試驗(yàn)結(jié)果

Tab.3Results of penetration test

試驗(yàn)項(xiàng)目基質(zhì)瀝青20%Sasobit25%Sasobit30%Sasobit35%Sasobit40%SasobitSBS針入度/(×10-1mm)15℃23217516716415815118525℃67444542741239838844830℃1069708664645618580679當(dāng)量軟化點(diǎn)T800/℃495560569575580587582當(dāng)量脆點(diǎn)T12/℃-140-138-136-136-133-131-165針入度指數(shù)PI-070-008-002005007012038

由表3可以看出：

1) 在相同的試驗(yàn)條件下，對(duì)于同一試驗(yàn)溫度，瀝青針入度值均隨Sasobit摻量的增加而減小，且均明顯低于基質(zhì)瀝青.其中，以25 ℃針入度值為例進(jìn)行分析.由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青的針入度值分別比基質(zhì)瀝青降低了34.0%、36.6%、38.9%、40.9%、42.4%，下降幅度較大.由此表明Sasobit改性劑的摻加使得瀝青硬度增大，抗變形能力顯著增強(qiáng)； 摻量為2.0% Sasobit改性瀝青與SBS改性瀝青的針入度值相當(dāng).

2) 瀝青當(dāng)量軟化點(diǎn)T800均隨Sasobit摻量的增加而增大，增大幅度在13.1%～17.6%之間，這說(shuō)明Sasobit改性劑可有效改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性；3.5%Sasobit改性瀝青與SBS改性瀝青的當(dāng)量軟化點(diǎn)T800接近，這在一定程度上表明3.5%Sasobit改性瀝青與SBS改性瀝青的高溫性能相當(dāng).

3) 瀝青當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2均隨Sasobit摻量的增加而增大.摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青的當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2分別比基質(zhì)瀝青升高了1.4%、2.9%、2.9%、5.0%、6.4%，當(dāng)Sasobit摻量由0增加到4.0%時(shí)，T1.2升高了0.9 ℃，雖然升高幅度較小，但在一定程度上表明Sasobit的摻加不利于瀝青的低溫抗裂性能.SBS改性瀝青的當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2均明顯低于Sasobit改性瀝青和基質(zhì)瀝青，這表明SBS改性瀝青的低溫性能優(yōu)于Sasobit改性瀝青和基質(zhì)瀝青.

4) 隨著Sasobit摻量的增加，PI由負(fù)值到正值不斷增大，瀝青的溫度敏感性逐漸降低；SBS改性瀝青的PI值明顯大于Sasobit改性瀝青，表明SBS在改善瀝青溫度敏感性方面要優(yōu)于Sasobit改性劑.此外，不同摻量Sasobit改性瀝青的針入度指數(shù)PI均滿足規(guī)范中A級(jí)瀝青的要求.

2.2 軟化點(diǎn)試驗(yàn)

分別測(cè)試摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青、基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)，以評(píng)價(jià)其高溫性能.具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4.

表4 軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

由表4可以看出：

1) 在相同的試驗(yàn)條件下，瀝青軟化點(diǎn)均隨Sasobit摻量的增加而增大，且明顯高于基質(zhì)瀝青.摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青的軟化點(diǎn)分別比基質(zhì)瀝青提高了35.7%、52.3%、70.7%、79.7%、85.2%，這充分說(shuō)明Sasobit改性劑能夠明顯改善瀝青的高溫穩(wěn)定性，提高其高溫抗變形能力.

2) 隨著Sasobit摻量的增加，改性瀝青軟化點(diǎn)增加的幅度逐漸趨于平緩.當(dāng)Sasobit的摻量由2.0%增加到2.5%時(shí)，瀝青的軟化點(diǎn)增加8.1 ℃；當(dāng)Sasobit的摻量由2.5%增加到3.0%時(shí)，瀝青的軟化點(diǎn)增加9.0 ℃；當(dāng)Sasobit的摻量由3.0%增加到3.5%時(shí)，瀝青的軟化點(diǎn)增加4.4 ℃；當(dāng)Sasobit的摻量由3.5%增加到4.0%時(shí)，瀝青的軟化點(diǎn)增加2.7 ℃.就軟化點(diǎn)的變化規(guī)律而言，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，不建議Sasobit的摻量高于3.0%.

3) SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)與3.0%Sasobit改性瀝青相接近，從軟化點(diǎn)方面來(lái)看，3.0%Sasobit改性瀝青和SBS改性瀝青的高溫性能相當(dāng).

2.3 延度試驗(yàn)

試驗(yàn)溫度分別取為5 ℃、15 ℃，采用50 mm/min速度拉伸至斷裂，以評(píng)價(jià)瀝青的低溫性能.具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5.

表5 延度試驗(yàn)結(jié)果

由表5可以看出：

1) 對(duì)于同一試驗(yàn)溫度，瀝青延度均隨Sasobit摻量的增加而降低，且明顯低于基質(zhì)瀝青.

2) 試驗(yàn)溫度為5 ℃時(shí)，摻入Sasobit改性劑的瀝青會(huì)出現(xiàn)脆斷的現(xiàn)象，表明在此試驗(yàn)溫度下，Sasobit的添加對(duì)瀝青低溫性能非常不利.

3) 試驗(yàn)溫度為15 ℃時(shí)，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青的延度分別比基質(zhì)瀝青降低了21.8%、50.6%、64.3%、68.1%、68.5%，充分說(shuō)明Sasobit的添加使瀝青的延展性變差，對(duì)瀝青的低溫性能具有很大的負(fù)面影響.

4) 5 ℃時(shí)，SBS改性瀝青并沒(méi)有出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象，且15 ℃時(shí)的延度為802.7 mm，明顯高于Sasobit改性瀝青，說(shuō)明SBS改性瀝青的低溫性能明顯優(yōu)于Sasobit改性瀝青.

2.4 旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱加熱試驗(yàn)(RTFOT)

分別對(duì)摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青、基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青進(jìn)行RTFOT試驗(yàn)，模擬瀝青的短期老化過(guò)程，并以瀝青老化后與老化前的25 ℃針入度比和質(zhì)量損失作為指標(biāo)評(píng)價(jià)其老化性能.具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6.

表6旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)結(jié)果

Tab.6Results of rotating thin film oven aging test

瀝青類型25℃針入度老化后/(×10-1mm)老化前/(×10-1mm)針入度比/%質(zhì)量損失/%基質(zhì)瀝青44867466502520%Sasobit32544573003025%Sasobit31942774603330%Sasobit30241273203435%Sasobit28339871203640%Sasobit274390703039SBS373447834034

由表6可以看出：

1) 在相同的試驗(yàn)條件下，老化前后，25 ℃針入度值均隨Sasobit摻量的增大而降低，且明顯低于基質(zhì)瀝青.

2) 就老化前后25 ℃針入度比而言，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青分別比基質(zhì)瀝青提高了9.8%、12.2%、10.1%、7.1%、5.7%；隨著Sasobit摻量的增加，老化前后25 ℃針入度比呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì).其中，當(dāng)Sasobit摻量大于2.5%時(shí)，針入度比隨Sasobit摻量的增加而減小.當(dāng)Sasobit的摻量由2.5%增加到3.0%時(shí)，針入度比降低幅度較小，僅為1.4%；當(dāng)Sasobit的摻量由3.0%增加到4.0%時(shí)，針入度比降低2.9%.說(shuō)明適量的Sasobit可以提升瀝青的抗老化性能，但當(dāng)摻量高于2.5%時(shí)，Sasobit改性瀝青的抗老化性能又有所降低，尤其是摻量高于3.0%時(shí)，對(duì)瀝青的抗老化性能影響較大.此種現(xiàn)象可以解釋為：適量的Sasobit可使瀝青結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而提升瀝青的抗老化性能，但Sasobit的主要成分是蠟，當(dāng)摻量過(guò)高時(shí)，過(guò)量的Sasobit對(duì)改性瀝青的抗老化性能又產(chǎn)生一定的負(fù)面影響.因此，建議Sasobit摻量不宜過(guò)高.

3) 就質(zhì)量損失而言，均隨Sasobit摻量的增加而增大.這主要是因?yàn)镾asobit的成分主要為蠟，其在老化過(guò)程中發(fā)生性質(zhì)變化從而導(dǎo)致改性瀝青的質(zhì)量損失，僅由質(zhì)量損失這一指標(biāo)并不能說(shuō)明改性瀝青在老化后的性能優(yōu)劣.

4) SBS改性瀝青的針入度比為83.4%，明顯高于Sasobit改性瀝青和基質(zhì)瀝青，表明SBS改性瀝青的抗老化性能優(yōu)于Sasobit改性瀝青.

3 瀝青Superpave評(píng)價(jià)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)(DSR)

分別對(duì)原樣瀝青、旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化(RTFOT)后的殘留瀝青和壓力老化(PAV)后的殘留瀝青試樣進(jìn)行DSR試驗(yàn)，以車轍因子G*/sinδ和疲勞因子G*sinδ為指標(biāo)，評(píng)價(jià)瀝青抵抗永久變形和疲勞開(kāi)裂的能力.試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7～表9.

表7原樣瀝青DSR試驗(yàn)結(jié)果

Tab.7DSR test results of the original asphalt

項(xiàng)目基質(zhì)瀝青20%Sasobit25%Sasobit30%Sasobit35%Sasobit40%SasobitSBSG?/Pa52℃11463016771217769518764120439225370019638258℃491127165077977836119404811289610838764℃2234032043359523820845204548226268070℃1084815315175441914323020287153813076℃5345807992231094013011167252405882℃287148055383634781081101015661δ/°52℃81479737922784077177615630158℃834981738125803878797725620164℃853383358296819080077768611770℃868484608412830380517718604776℃880484878433827979437503598682℃8960833082788096762270845931(G?/sinδ)/kPa52℃115917041809191620962613220458℃4947247898489591158122764℃22432336238645956171570℃10915417619323329443876℃05308109311013217327882℃029048050064083085182

表8RTFOT老化瀝青DSR試驗(yàn)結(jié)果

Tab.8DSR test results of the RTFOT aging asphalt

項(xiàng)目基質(zhì)瀝青20%Sasobit25%Sasobit30%Sasobit35%Sasobit40%SasobitSBSG?/kPa52℃44742864071370577631458℃18618626830231033817064℃81841151281341429570℃3640515560635576℃1720242628303382℃08101213151621δ/°52℃73074071370770569362358℃76376874673973672761464℃79479277777176776260970℃82081280479979479060876℃84282982482181381061282℃859841836833821819622(G?/sinδ)/kPa52℃467444496753755074778297354258℃191619092784314132353543194064℃8218591177131213761466108270℃36640551455960964763376℃16819724125928730137982℃081100123133151157235

表9PAV老化瀝青DSR試驗(yàn)結(jié)果

Tab.9DSR test results of the PAV aging asphalt

項(xiàng)目基質(zhì)瀝青20%Sasobit25%Sasobit30%Sasobit35%Sasobit40%SasobitSBSG?/kPa22℃8172810791379477990311408666425℃545254406117633466207742441628℃360436214074423644085266289731℃235423872682279228923537187234℃1518156517501822188323591199δ/°22℃43843543742543240945225℃46546346645646444148328℃49048949348349146751131℃51451351750951649253734℃538536540532540514561(G?sinδ)/kPa22℃5657455824631316402167828747444732325℃3952739355444804527447907539153299428℃2720527290308743164633303383372254831℃1840418641210582166422672267571508734℃1224612601141681459415229184409945

試驗(yàn)結(jié)果表明：

1) 對(duì)于同一試驗(yàn)溫度，瀝青老化前后的抗車轍因子G*/sinδ均隨Sasobit摻量的增加呈明顯遞增的趨勢(shì)，說(shuō)明Sasobit可顯著改善瀝青的高溫流變性能，這與當(dāng)量軟化點(diǎn)T800及軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果所得結(jié)論相吻合.此外，瀝青老化前后的相位角δ均隨Sasobit摻量的增加而減小，這意味著Sasobit的添加可提高瀝青中的彈性成分，從而使瀝青的抗車轍能力增強(qiáng).

2) 對(duì)于同種瀝青膠結(jié)料，瀝青老化前后的抗車轍因子G*/sinδ均隨試驗(yàn)溫度的升高呈明顯遞減的趨勢(shì)，且瀝青老化前后的相位角δ均呈遞增的趨勢(shì)，表明在高溫天氣時(shí)，瀝青膠結(jié)料表現(xiàn)出更顯著的黏性特征，抗永久變形能力降低，這解釋了高溫天氣時(shí)瀝青路面更容易出現(xiàn)車轍的現(xiàn)象.

3) 選取老化前后64 ℃時(shí)的抗車轍因子G*/sinδ進(jìn)行單獨(dú)分析.老化前，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青分別比基質(zhì)瀝青提高了44.2%、61.6%、72.3%、104.9%、150.0%；老化后，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青分別比基質(zhì)瀝青提高了4.6%、43.4%、59.8%、67.6%、78.6%.由此可以看出，Sasobit可以顯著改善瀝青的高溫流變特性.

4) 對(duì)于PAV老化后的殘留瀝青，當(dāng)試驗(yàn)溫度為22 ℃時(shí)，基質(zhì)瀝青與不同摻量Sasobit改性瀝青的疲勞因子G*sinδ均超過(guò)5 000 kPa，同時(shí)，試驗(yàn)溫度為25 ℃時(shí)，4.0%摻量Sasobit改性瀝青的疲勞因子G*sinδ也超過(guò)5 000 kPa，而SHRP規(guī)范要求：PAV殘留瀝青的G*sinδ≤5 000 kPa.因此，對(duì)于此規(guī)定是否適用于Sasobit改性瀝青，還需進(jìn)一步試驗(yàn)研究.

5) 老化前，對(duì)于同一試驗(yàn)溫度，SBS改性瀝青的抗車轍因子G*/sinδ均大于Sasobit改性瀝青；老化后，試驗(yàn)溫度為52 ℃、58 ℃、64 ℃時(shí)，SBS改性瀝青的抗車轍因子G*/sinδ基本都小于Sasobit改性瀝青，而試驗(yàn)溫度為70 ℃、76 ℃、82 ℃時(shí)，SBS改性瀝青的抗車轍因子G*/sinδ基本都大于Sasobit改性瀝青.由此說(shuō)明，在高溫條件下，SBS改性瀝青的抗變形能力高于Sasobit改性瀝青，更適用于高溫環(huán)境，其PG分級(jí)可以提高一個(gè)等級(jí).此外，經(jīng)PAV老化后，SBS改性瀝青的疲勞因子G*sinδ低于Sasobit改性瀝青，一定程度上說(shuō)明SBS改性瀝青的抗疲勞性能優(yōu)于Sasobit改性瀝青.

3.2 彎曲梁流變?cè)囼?yàn)(BBR)

分別對(duì)RTFOT老化和PAV老化后的基質(zhì)瀝青、不同摻量Sasobit改性瀝青及SBS改性瀝青進(jìn)行BBR試驗(yàn)，以蠕變速率m(文中m為回歸分析數(shù)值)與蠕變勁度模量S為指標(biāo)，評(píng)價(jià)瀝青的低溫流變性.試驗(yàn)共測(cè)試了-6 ℃、-12 ℃、-18 ℃這3種溫度下的S和m，并通過(guò)回歸分析，得出勁度模量臨界溫度(LST)和蠕變速率臨界溫度(LmT).試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10.

表10PAV老化瀝青BBR試驗(yàn)結(jié)果

Tab.10BBR test results of the PAV aging asphalt

項(xiàng)目基質(zhì)瀝青20%Sasobit25%Sasobit30%Sasobit35%Sasobit40%SasobitSBS蠕變勁度模量S/MPa-6℃24010961363136212381772683-12℃1789244125192501280028761556-18℃3995455843404827511359212923蠕變速率m-6℃0461034503350320033503340465-12℃0391032803080301029602950391-18℃0252024602400254023902280345LST/℃-153-136-136-133-125-122-183LmT/℃-159-140-138-121-114-112-240

試驗(yàn)結(jié)果表明：

1) 對(duì)于同一試驗(yàn)溫度，在相同的試驗(yàn)條件下，蠕變勁度模量S均隨Sasobit摻量的增加呈遞增趨勢(shì)，而蠕變速率m均隨Sasobit摻量的增加呈遞減趨勢(shì).其中，選取-12 ℃時(shí)的蠕變勁度模量S與蠕變速率m進(jìn)行單獨(dú)分析.由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0% Sasobit改性瀝青的蠕變勁度模量S比基質(zhì)瀝青分別提高了36.4%、40.8%、39.8%、56.5%、60.8%，蠕變速率m比基質(zhì)瀝青分別降低了16.1%、21.2%、23.0%、24.3%、24.6%.由此可以看出，Sasobit的添加對(duì)瀝青的低溫流變性有一定的負(fù)面作用，這與當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2及延度試驗(yàn)結(jié)果所得結(jié)論相吻合.

2) 以試驗(yàn)溫度為-12 ℃時(shí)為例，對(duì)于Sasobit改性瀝青而言，當(dāng)Sasobit的摻量由2.0%增加到2.5%時(shí)，蠕變勁度模量S增加7.8 MPa，蠕變速率m降低0.02；當(dāng)Sasobit的摻量由2.5%增加到3.0%時(shí)，蠕變勁度模量S增加-1.8 MPa，蠕變速率m降低0.007；當(dāng)Sasobit的摻量由3.0%增加到3.5%時(shí)，蠕變勁度模量S增加29.9 MPa，蠕變速率m降低0.005；當(dāng)Sasobit的摻量由3.5%增加到4.0%時(shí)，蠕變勁度模量S增加7.6 MPa，蠕變速率m降低0.001.由此反映出隨著Sasobit摻量的增加，對(duì)改性瀝青低溫流變性的不利影響越來(lái)越明顯.因此，Sasobit的摻量不宜過(guò)高.

3) 在相同的試驗(yàn)溫度下，Sasobit改性瀝青的LST和LmT均高于基質(zhì)瀝青，且隨Sasobit摻量的增加越來(lái)越大，即在達(dá)到瀝青相同低溫脆性時(shí)，Sasobit改性瀝青所需的環(huán)境溫度要高于基質(zhì)瀝青，這從另外一個(gè)角度表明Sasobit對(duì)瀝青的低溫性能存在一定的負(fù)面影響.

4) 蠕變勁度模量S、蠕變速率m和LST、LmT的試驗(yàn)結(jié)果均說(shuō)明SBS的低溫抗裂性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青和Sasobit改性瀝青.

3.3 PG分級(jí)結(jié)果

瀝青PG分級(jí)[13]是在3個(gè)臨界階段進(jìn)行瀝青DSR試驗(yàn)：第一階段是將原樣瀝青在高溫級(jí)溫度下進(jìn)行DSR試驗(yàn)，測(cè)瀝青的動(dòng)態(tài)剪切模量G*和相位角δ，要求車轍因子G*/sinδ≥1.0 kPa，以此代表運(yùn)輸、儲(chǔ)存和裝卸對(duì)瀝青的基本要求；第二階段是將該瀝青經(jīng)RTFOT老化后的殘留物在高溫級(jí)溫度下進(jìn)行DSR試驗(yàn)，要求車轍因子G*/sinδ≥2.2 kPa，以此代表瀝青經(jīng)過(guò)拌和、攤鋪和碾壓工序中的短期老化后的性能要求，防止瀝青路面的車轍病害；第三階段是經(jīng)過(guò)RTFOT老化后再經(jīng)過(guò)100 ℃(或90 ℃、110 ℃)條件下壓力老化后的殘留物在常溫下做DSR試驗(yàn)，要求疲勞因子G*sinδ≤5 000 kPa，以此模擬瀝青的長(zhǎng)期老化，代表瀝青路面在長(zhǎng)期使用過(guò)程中老化與疲勞的性能要求，防止瀝青路面的疲勞開(kāi)裂.

另外，在路面最低溫度升高10 ℃的條件下，將經(jīng)過(guò)RTFOT老化和PAV老化后的瀝青進(jìn)行BBR試驗(yàn)，測(cè)取瀝青的蠕變勁度模量S和蠕變速率m，要求S<300 MPa，m>0.3.若測(cè)定的勁度模量S>300 MPa，則還需在最低溫度升高10 ℃條件下做直接拉伸試驗(yàn)(DT)，要求破壞應(yīng)變大于1.0%，m仍大于0.3，以代表該瀝青能否在該地區(qū)最低路面溫度條件下滿足使用性能要求，防止瀝青路面的低溫縮裂.

根據(jù)3.1節(jié)和3.2節(jié)測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及Superpave瀝青規(guī)范相關(guān)指標(biāo)要求，確定基質(zhì)瀝青、不同摻量Sasobit改性瀝青及SBS改性瀝青的PG分級(jí)結(jié)果如表11所示.

由表11可以看出，當(dāng)Sasobit摻量達(dá)到3.0%時(shí)，可提高瀝青的一個(gè)高溫等級(jí)，且低溫等級(jí)保持不變.但當(dāng)Sasobit摻量達(dá)到3.5%時(shí)，瀝青的低溫等級(jí)升高一個(gè)等級(jí)，說(shuō)明Sasobit摻量不宜高于3.5%，否則將會(huì)對(duì)瀝青的低溫性能產(chǎn)生一定的不利影響.

表11 PG分級(jí)結(jié)果

3.4 布氏旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)

試驗(yàn)溫度取120 ℃、135 ℃，分別測(cè)定基質(zhì)瀝青、不同摻量Sasobit改性瀝青及SBS改性瀝青的布氏旋轉(zhuǎn)黏度.具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表12.

表12 布氏旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明：

1) 在相同的試驗(yàn)條件下，對(duì)于同一試驗(yàn)溫度，瀝青的布氏旋轉(zhuǎn)黏度均隨Sasobit摻量的增加而降低；135 ℃時(shí)的布氏旋轉(zhuǎn)黏度值均小于3.0 Pa·s，符合我國(guó)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和Superpave瀝青規(guī)范的要求.

2) 以135 ℃時(shí)的布氏旋轉(zhuǎn)黏度為例進(jìn)行分析，摻量為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的Sasobit改性瀝青分別比基質(zhì)瀝青降低了16.3%、19.8%、21.1%、23.4%、25.9%.這表明Sasobit改性劑可有效降低基質(zhì)瀝青的高溫黏度，增大高溫流動(dòng)性，改善瀝青的施工和易性，起到溫拌效果.

3) 在兩種試驗(yàn)溫度下，SBS改性瀝青的布氏旋轉(zhuǎn)黏度值均明顯大于Sasobit改性瀝青和基質(zhì)瀝青，表明SBS改性瀝青的施工和易性不如Sasobit改性瀝青；此外，實(shí)際施工過(guò)程中，SBS改性瀝青需要較高的加熱溫度也說(shuō)明了這一點(diǎn).這些充分表明Sasobit改性瀝青具有良好的施工和易性.

通過(guò)瀝青常規(guī)性能試驗(yàn)與Superpave評(píng)價(jià)指標(biāo)試驗(yàn)，綜合考慮基質(zhì)瀝青、不同摻量Sasobit改性瀝青和SBS改性瀝青的高溫性能、低溫性能、施工和易性、感溫性能試驗(yàn)結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益，推薦Sasobit的最佳摻量為3.0%.

4 結(jié)論

本文通過(guò)瀝青常規(guī)性能試驗(yàn)與Superpave評(píng)價(jià)指標(biāo)試驗(yàn)，分析了不同摻量Sasobit改性劑對(duì)瀝青性能的影響規(guī)律，由此得出以下結(jié)論：

1) Sasobit改性劑的添加可顯著改善瀝青的高溫性能及施工和易性，對(duì)瀝青的溫度敏感性、抗老化性能也有一定的改善作用.

2) Sasobit改性劑的添加對(duì)瀝青的低溫性能具有一定的負(fù)面影響.

3) Sasobit改性劑的添加對(duì)瀝青疲勞性能的影響需要進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證.

4) 綜合改性瀝青材料的性價(jià)比，推薦Sasobit改性劑的最佳摻量為3.0%，能夠保證改性瀝青提高一個(gè)高溫等級(jí)，同時(shí)低溫等級(jí)保持不變.

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