納米TiO2與SBS復(fù)合改性瀝青混合料路用性能研究

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材料

基質(zhì)瀝青為洛陽(yáng)生產(chǎn)的70#道路石油瀝青，納米TiO2粉末由杭州萬(wàn)景新材料有限公司生產(chǎn)，SBS粉末（苯乙烯丁二烯嵌段共聚物）由中石化茂名石化公司生產(chǎn)。

1.2TiO2/SBS復(fù)合改性瀝青制備

本試驗(yàn)采用的是高速剪切法（高速剪切混合乳化機(jī)）制備改性瀝青。將確定量熔融的滾動(dòng)態(tài)基質(zhì)瀝青參與高速剪切機(jī)附帶器皿中，持續(xù)加熱并開(kāi)動(dòng)轉(zhuǎn)頭以2400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌基質(zhì)瀝青約5min，同時(shí)保證溫度為165℃。將混合好的改性劑緩慢參與基質(zhì)瀝青中舉行改性，并調(diào)理剪切機(jī)轉(zhuǎn)速到6000r/min，高速剪切60min，結(jié)果在125℃下充分溶脹，發(fā)育90min。

1.3改性瀝青性能分析

相關(guān)研究說(shuō)明：納米TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，改性瀝青根本性能變化較小，且可提高瀝青的抗老化性能;SBS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，改性瀝青相比基質(zhì)瀝青表達(dá)出良好的感溫性。按不同改性劑比例分為5組，改性瀝青技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

相對(duì)比于基質(zhì)瀝青，參與納米TiO2、SBS粉末瀝青的改性瀝青的針入度有所下降，且5%SBS改性瀝青針入度降幅最大達(dá)43.06%，納米TiO2對(duì)瀝青的針入度影響較小，SBS可提高瀝青的稠度;參與納米TiO2、SBS粉末瀝青的改性瀝青相對(duì)于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)有所提高，其中3%TiO2+5%SBS可提高瀝青軟化點(diǎn)約53.43%，說(shuō)明SBS及納米TiO2對(duì)提高瀝青的熱穩(wěn)定性有積極影響，SBS及納米TiO2粉末改性劑可在瀝青中發(fā)生溶脹，使得瀝青分子團(tuán)質(zhì)量變高，分子團(tuán)之間吸引力變大，從而提高了各組團(tuán)之間的黏聚力，提高了瀝青的熱穩(wěn)定性;參與納米TiO2可大幅降低瀝青的延度，而SBS粉末可提高瀝青的延度。

2TiO2/SBS復(fù)合改性瀝青混合料合作比設(shè)計(jì)

瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍才能60%憑借于其集料間的嵌鎖作用，40%來(lái)源于瀝青的黏結(jié)作用。采用AC-16級(jí)配類(lèi)型舉行研究，集料級(jí)配見(jiàn)表2。采用基質(zhì)瀝青作為比對(duì)方案（A組）及3種改性劑摻配試驗(yàn)方案：B組（4%TiO2），C組（3%TiO2+4%SBS），D組（5%SBS）。

3TiO2/SBS復(fù)合改性瀝青混合料路用性能

3.1高溫穩(wěn)定性

采用高溫車(chē)轍試驗(yàn)舉行4組的高溫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。使用納米TiO2及SBS改性后的瀝青。

混合料較基質(zhì)瀝青混合料表達(dá)出了良好的高溫穩(wěn)定性，相比于5%SBS改性劑，3%TiO2+4%SBS改性劑對(duì)瀝青軟化點(diǎn)影響較小，對(duì)感溫性的降幅較低，但卻對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的作用，相較于基質(zhì)瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度提高了75.5%。

3.2水穩(wěn)定性

瀝青混合料因水穩(wěn)定性缺乏產(chǎn)生的瀝青路面“水損害”不容忽略，采用浸水馬歇爾試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)舉行4組的水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2、圖3所示。使用納米TiO2及SBS改性后的瀝青混合料均表達(dá)出了良好的水穩(wěn)定性，其中單獨(dú)使用納米TiO2改性瀝青對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定改善意義不大，使用納米TiO2及SBS復(fù)合改性瀝青混合料的浸水殘留穩(wěn)定度達(dá)92.5%，凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比達(dá)93.8%。

從高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性兩方面來(lái)看，TiO2對(duì)其改性瀝青混合料路用性能影響不大，但3%TiO2+4%SBS組合方式卻有著良好的路用性能表現(xiàn)。納米TiO2的參與與瀝青及SBS改性劑產(chǎn)生了物化回響，改善了SBS與瀝青之間的相容性，并且納米TiO2具有吸收紫外線的作用，對(duì)瀝青混合料的抗老化性起著重要作用，可以彌補(bǔ)SBS改性瀝青易老化的特性。

4結(jié)語(yǔ)

（1）摻加SBS降低了瀝青的針入度，提高了瀝青的軟化度，使改性瀝青具有更高的稠度及更低的感溫性，適量的TiO2對(duì)瀝青影響較少，3%TiO2+5%SBS摻配比的改性瀝青的根本性能最好。

（2）SBS及納米TiO2改性劑均能提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能及水穩(wěn)定性，相比于4%TiO2改性瀝青混合料、5%SBS改性瀝青混合料及基質(zhì)瀝青混合料，3%TiO2+4%SBS改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性更好。

（3）納米TiO2會(huì)與瀝青及SBS改性劑發(fā)生物化回響，從而改善SBS與瀝青之間的相容性，使得其改性瀝青混合料表現(xiàn)出更為優(yōu)秀的路用性能，并且納米TiO2具有吸收紫外線的作用，可以彌補(bǔ)SBS改性瀝青易老化的特性。

參考文獻(xiàn)

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