改性瀝青機(jī)理及應(yīng)用

改性瀝青機(jī)理及應(yīng)用11．改性瀝青機(jī)理2改性劑與瀝青的充分混溶是改善瀝青性能的基本前提。在此基礎(chǔ)上，改性劑吸附瀝青中的輕質(zhì)組分而發(fā)生溶脹，已溶脹的改性劑又與瀝青的其余組分相互作用，從而形成一種新結(jié)構(gòu)體系。加之此種改性劑自身的固有特性而使瀝青性能得到相應(yīng)的改善。同時(shí)，應(yīng)指出的是，在研磨過(guò)程中以及在穩(wěn)定劑或催化劑的作用下，會(huì)發(fā)生斷鏈與交聯(lián)反應(yīng)，形成一些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使改性瀝青的粘度與貯存穩(wěn)定性得到提高。31.1相容性從熱力學(xué)的含義講，相容性是指兩種或兩種以上的物質(zhì)按任意比例均能形成均相物質(zhì)的能力；而物理上的含義是指兩種物質(zhì)混溶以后形成的一個(gè)穩(wěn)定的體系，不發(fā)生分層或相分離?？傮w來(lái)講，能完全滿(mǎn)足熱力學(xué)混溶條件形成均相體系的材料是極少的，而熱力學(xué)不相容則是常見(jiàn)情況。瀝青與高聚物之間存在著分子量及化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，因而屬于熱力學(xué)不相容體系，但這也許是改性瀝青所期望的。同聚合物共混物相類(lèi)似，由于不同組分相界面上的相互作用，使聚合物共混物具有很多均相物質(zhì)所難以達(dá)到的性質(zhì)。SamMaccarrone認(rèn)為聚合物在瀝青——聚合物體系中的理想狀態(tài)是細(xì)分布而不是完全至溶。所以，對(duì)聚合物改性瀝青來(lái)講，達(dá)到物理意義上的相容是很有必要的。4改性瀝青的相容性好是指改性劑以微細(xì)的顆粒均勻、穩(wěn)定地分布在瀝青中，不發(fā)生分層、凝聚或者相分離的現(xiàn)象。它取決于改性劑和瀝青兩種不同的相界面上的相互作用，兩者的溶度參數(shù)或分子結(jié)構(gòu)越是接近相容性越好。改性劑與基質(zhì)瀝青的相容性是分子級(jí)的可混性，相容性能形成均質(zhì)混合體系。據(jù)研究，材料的溶度參數(shù)是定量反應(yīng)物質(zhì)極性的數(shù)據(jù)，根據(jù)一般規(guī)律，兩種物質(zhì)的極性越是接近，則兩物質(zhì)的溶度參數(shù)差就越小，則就越容易互相混溶，故改性劑與瀝青的溶度參數(shù)可作為評(píng)價(jià)相容性好壞的指標(biāo)。高分子聚合物的溶度參數(shù)

可按Small公式計(jì)算：式中：F——化學(xué)分子團(tuán)的引力常數(shù)；V——分子容積；

——密度；M——分子量。

5應(yīng)指出的是，不同原油基屬的瀝青與不同改性劑的相容性是不同的。如屬中間基的勝利瀝青與SBR的相容性要優(yōu)于屬石蠟基的大慶瀝青；而大慶瀝青與EVA的相容性則優(yōu)于勝利瀝青；石蠟基瀝青與PE的相容性好是因?yàn)镻E和石蠟的溶度參數(shù)比較接近的緣故。聚合物在瀝青中的溶融行為與低分子的溶解是不同的，除了化學(xué)組成外，聚合物的結(jié)構(gòu)形狀、鏈的長(zhǎng)短、鏈的柔性和結(jié)晶情況等都對(duì)其溶融性有明顯影響。61.2溶脹聚合物加入到瀝青后，一般并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是在瀝青中輕質(zhì)組分的作用下，改性劑體積脹大，即發(fā)生溶脹。溶脹是聚合物對(duì)瀝青起到改性作用的重要環(huán)節(jié)。聚合物溶脹后表現(xiàn)出區(qū)別于聚合物又不同于瀝青界面性質(zhì)。溶脹是改性瀝青穩(wěn)定的保障。由于聚合物與瀝青之間的界面作用，致使二者不會(huì)發(fā)生相分離，聚合物粒子均勻地分布于瀝青中，Nahas認(rèn)為：為了保證貯存穩(wěn)定性，聚合物吸收瀝青中的油分，體積脹大到原體積的5～10倍。在高劑量聚合物情況下，聚合物在瀝青中的溶脹程度降低，但可形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使瀝青性質(zhì)發(fā)生顯著的改善。71.3新膠體結(jié)構(gòu)的形成從表面能的角度來(lái)看，分散相被分散的越細(xì)，其比表面能就越高，根據(jù)能量最低原理，體系有自動(dòng)降低表面能的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)可通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)：（1）被分散的分散相重新集結(jié)成較大的粒子，致使兩相分離，這是改性瀝青中不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象。（2）分散相有選擇地吸附瀝青中能夠降低其表面能的物質(zhì)在兩相表面上以降低表面能。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)必然會(huì)打破瀝青原有膠體結(jié)構(gòu)，引起原瀝青中多個(gè)組成重新分配，在新條件下重新建立新的平衡。在低劑量聚合物情況下，聚合物被溶脹，瀝青中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)析出并吸附于聚合物的表面，形成另一種膠體結(jié)構(gòu)，但組分比例發(fā)生變化，從而瀝青的性能得到改善。8可以認(rèn)為，兩種相容性較差的材料摻混后，材料的整體性質(zhì)在很大程度上是由兩相的界面性質(zhì)決定的，而界面性質(zhì)又取決于兩相界面上局部擴(kuò)散的深度及兩相的相互作用能。按照共混改性原理，如果兩種相容性好，那么這兩種材料的物理性質(zhì)也接近，雖然彼此間結(jié)合很好，但不能指望其性能有多大改善；若兩種材料相容性太差，分散相不能很好分散，則其性質(zhì)也不可能有多大改善。只有具備適當(dāng)?shù)南嗳菪?，又有良好的界面性質(zhì)才能得到性質(zhì)優(yōu)良的改性材料。用聚合物改善瀝青的性質(zhì)同樣也應(yīng)滿(mǎn)足良好的界面性質(zhì)與很好的分散狀態(tài)，這樣才能使改性劑自身特有的性質(zhì)充分體現(xiàn)出來(lái)，起到明顯的改性效果。因此可認(rèn)為，改性瀝青即不是結(jié)構(gòu)全新的材料，也不是瀝青結(jié)構(gòu)的重復(fù)，而是一種同時(shí)具有原瀝青和聚合物基本特點(diǎn)的新型結(jié)構(gòu)。92．影響瀝青改性效果的因素102.1改性劑種類(lèi)不同種類(lèi)的聚合物具有不同的改性效果，而同一類(lèi)聚合物也會(huì)由于劑量，粒子大小的差異產(chǎn)生不同的改性效果?；|(zhì)瀝青的溶度參數(shù)通常變動(dòng)在8~9（卡/厘米3）1/2之間，因此，適合于改性瀝青的改性劑應(yīng)在這一范圍內(nèi)遴選。實(shí)踐表明，塑料類(lèi)在常溫下較硬，對(duì)改善瀝青的高溫性能見(jiàn)長(zhǎng)；SBR具有較大的粘彈性范圍，在低溫時(shí)仍呈彈性，故對(duì)改善瀝青的低溫性能效果顯著；SBS軟段與硬段相嵌，兼具塑料和橡膠特點(diǎn)，對(duì)同時(shí)改善瀝青的高溫與低溫性能具有獨(dú)特功能。11表1為SLI-140瀝青用各種改性劑改性后的主要技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果。從表1可以看出，經(jīng)改性后瀝青的軟化點(diǎn)均有所提高，其中塑料類(lèi)（EVA、PE）提高的幅度最大，SBS次之，SBR提高的幅度最?。籗BR改性瀝青的低溫延度和針入度指數(shù)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他改性劑，塑料類(lèi)改性瀝青的低溫延度最小。表2是SLI-100和KLM-90瀝青用各種改性劑改性瀝青的試驗(yàn)結(jié)果。從表2亦可看到上述類(lèi)似的規(guī)律。12各種改性劑SLI-140改性瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表1技術(shù)指標(biāo)瀝青品種針入度（25℃,0.1mm）延度（5℃,cm）軟化點(diǎn)（℃）針入度指數(shù)PISLI-140124.07.145.9-1.31+2%SBS74.07.348.3-1.09+4%SBS72.010.549.0-0.47+5%SBS73.514.649.5+0.17+2%SBS95.0>10045.9+0.35+5%PE62.04.354.4-0.49+2%EVA67.84.254.3+0.82+3%EVA61.54.258.8-0.18+4%EVA58.54.359.5-0.11[注]試驗(yàn)用瀝青的組分分析見(jiàn)附表1（下同）。13各種改性劑SLI-100及KLM-90改性瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表2技術(shù)指標(biāo)瀝青品種針入度（25℃,0.1mm）延度（5℃,cm）軟化點(diǎn)（℃）針入度指數(shù)PISLI-10099.08.047.3-1.15+2%EVA71.06.054.8-0.32+3%EVA61.85.760.7-0.17+5%PE55.04.656.7-0.34+5%SBS64.818.352.7+0.35+2%SBR77.8>10048.6+0.54KLM-9094.029.446.3-0.23+2%EVA75.08.952.0+0.06+3%EVA69.88.358.7+0.33+5%SBS71.823.853.3+0.94+2%SBR80.5>10047.0+0.28142.2改性劑劑量隨著聚合物劑量的增加，改性效果逐漸增大，而當(dāng)劑量達(dá)到臨界劑量時(shí)，即當(dāng)一個(gè)連續(xù)的聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成時(shí)，瀝青的高，低溫性能將會(huì)大幅度改善，隨后改性效果的增長(zhǎng)率將降低。通常，改性劑的劑量是通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定的。表3和表4分別為不同瀝青用不同劑量的PE和SBS改性瀝青的試驗(yàn)結(jié)果。從這些試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著改性劑劑量的增加，瀝青的高，低溫性能都在不斷提高，粘彈域和針入度指數(shù)也不斷改善。還可以看到，當(dāng)SBS劑量過(guò)大時(shí)（>6%），試驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)一些假象，而且結(jié)合料的粘度過(guò)大，其工藝性變差。

15不同劑量PE改性瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表3技術(shù)指標(biāo)瀝青品種針入度（25℃,0.1mm）T800（℃）T1.2（℃）粘彈域（℃）SLI-1009649.6-25.675.2+3%PE7755.9-29.985.8+4%PE7058.7-30.188.8+5%PE6260.9-30.891.7+7%PE5762.2-30.192.3LHE-100乙8544.0-11.155.1+3%PE7247.1-12.059.1+5%PE6450.9-15.166.0+7%PE5854.1-15.569.6MMN-100甲10841.9-11.253.1+3%PE8847.5-17.865.3+5%PE7151.3-18.669.9+7%PE6551.7-19.270.916不同劑量SBSLAL-90改性瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表4技術(shù)指標(biāo)瀝青品種針入度（25℃,0.1mm）延度（5℃,cm）軟化點(diǎn)（℃）針入度指數(shù)PILAL-90847.846.0-1.033+3%SBS7913.850.3-0.263+4%SBS6524.659.0+0.452+5%SBS6127.154.0+0.454+6%SBS7037.055.6+0.632+10%SBS6750.391.2+1.459+12%SBS6548.297.7+1.715172.3基質(zhì)瀝青基質(zhì)瀝青對(duì)改性瀝青的影響通過(guò)其與聚合物的相容性而體現(xiàn)出來(lái)。與聚合物具有良好相容性的瀝青其改性效果就好。過(guò)多的瀝青質(zhì)含量對(duì)相容性有不利的影響。表5為用SBS改性含有不同瀝青質(zhì)瀝青的貯存穩(wěn)定性的試驗(yàn)結(jié)果?？梢钥吹剑S著瀝青質(zhì)含量的增多，貯存穩(wěn)定性變差。18SBS改性瀝青的熱貯存穩(wěn)定性與瀝青質(zhì)含量的關(guān)系表5改性劑的牌號(hào)F411X、F409F401、F416、F502改性劑劑量任何劑量2%4%6%瀝青質(zhì)含量＜8%SSSS8%~12%NSSSS12%~15%NSSSNS15%~17%NSSNSNS＞17%NSNSNSNS注：表中S表示穩(wěn)定性好，NS表示不穩(wěn)定19為了保證相容性，飽和分和芳香分應(yīng)占有一定的比例。從有關(guān)的文獻(xiàn)[5]中可以查到，常用的改性劑的溶度參數(shù)如下：聚合物L(fēng)DPESBSEVA溶度參數(shù)（卡/厘米3）1/27.1~8.358.1~8.78.1~8.3而我們從瀝青中萃取出的芳香分和飽和分的溶度參數(shù)分別為8.8和8.2（卡1/2/厘米3/2）。顯然，芳香分的溶度參數(shù)與SBS較為接近；而飽和分的溶度參數(shù)與PE、EVA較為接近。所以一般認(rèn)為，聚烯烴類(lèi)改性劑與飽和分含量高的瀝青相容性要好；而橡膠類(lèi)改性劑（如SBR、SBS）則與芳香分含量高的瀝青相容性要好。20瀝青的標(biāo)號(hào)對(duì)相容性和改性效果均有影響。隨著針入度的減小相容性降低，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需聚合物量增加，攪拌時(shí)間延長(zhǎng)，改性效果降低。而高標(biāo)號(hào)瀝青低溫柔性好，其高溫性能可以通過(guò)添加聚合物得到改善。當(dāng)瀝青太硬時(shí)，由于提供給聚合物溶脹的油分少，改善低溫性能不利；但是，如果瀝青的標(biāo)號(hào)太大，則改性瀝青達(dá)到高溫指標(biāo)要求所需的聚合物用量要增加。所以，在常年低溫地區(qū)，宜采用針入度較大的瀝青，選用低溫性能好的改性劑（如SBR等）；在高溫地區(qū)，宜采用針入度較小的瀝青，選用塑料類(lèi)（PE、EVA）或SBS等改性劑；對(duì)于高低溫性能均有要求的地區(qū)，可選用SBS或復(fù)合改性劑。

212.4改性瀝青加工工藝要使聚合物發(fā)揮改性效果，就必須使聚合物均勻，充分地分布于瀝青中。為了使聚合物與瀝青之間發(fā)生更好的相互作用以形成穩(wěn)定的新膠體結(jié)構(gòu)，聚合物必須粉碎到一定的程度。所以，改性瀝青攪拌設(shè)備的好壞是保證加工質(zhì)量和改性效果的關(guān)鍵。另外，工藝過(guò)程中的溫度和攪拌時(shí)間也是影響改性效果的重要因素。在適宜的溫度下隨著攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)，聚合物顆粒逐漸變細(xì)，改性效果隨之提高，但攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不僅降低生產(chǎn)效率，還會(huì)導(dǎo)致瀝青的老化。攪拌溫度太低，不僅增加攪拌時(shí)間，甚至不能使聚合物完全溶融于瀝青中。22表6為研磨遍數(shù)對(duì)SBS粒度大小及改性瀝青技術(shù)性能的影響。可見(jiàn)，隨著SBS粒度的減小，各方面性能均有不同程度的改善。研磨遍數(shù)（SBS粒徑）對(duì)改性瀝青的影響表6

粒徑指標(biāo)10~20μ(1遍)8~12μ（2遍）2~5μ（3遍）25℃針入度676256軟化點(diǎn)5570825℃延度143852軟化點(diǎn)差/3.5（73-69.5）1.0(71.5-70.5)23除此而外，改性劑的溶脹和改性瀝青的發(fā)育過(guò)程對(duì)瀝青的改性效果亦有影響。改性劑的預(yù)先溶脹可減輕加工工藝，提高加工質(zhì)量。改性瀝青研磨后的發(fā)育過(guò)程，可使改性劑與瀝青之間的相互作用充分進(jìn)行，對(duì)于橡膠類(lèi)改性瀝青（SBR、SBS）還有可能發(fā)生膠聯(lián)，進(jìn)一步形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。243．不同改性劑對(duì)瀝青的改性效果試驗(yàn)研究25本研究采用三種改性劑：（1）低密度聚乙烯（LDPE），（2）線(xiàn)型苯乙烯——丁二烯共聚物（SBS），和（3）乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA），其VA含量為28%。基質(zhì)瀝青采用兩種：（1）錦西瀝青（JX）和（2）大港瀝青（DG），其技術(shù)指標(biāo)如表7所列?；|(zhì)瀝青主要技術(shù)性質(zhì)表7瀝青品種針入度（0.1mm）軟化點(diǎn)（℃）25℃延度(cm)密

度含蠟量%JX9246>2001.0062.48DG99481250.99136.0226瀝青的組分分析結(jié)果表8瀝青品種飽和分芳香分膠

質(zhì)瀝青質(zhì)JX37.231.528.13.2DG27.130.840.81.3本文對(duì)各種改性劑在不同劑量時(shí)對(duì)瀝青的改性效果進(jìn)行了高溫及低溫性能評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)中既采用了常規(guī)指標(biāo)，又采用了SHRP有關(guān)指標(biāo)，同時(shí)還對(duì)改性瀝青混合料進(jìn)行了高、低溫性能的評(píng)價(jià)。

273.1改性瀝青常規(guī)指標(biāo)評(píng)價(jià)改性瀝青常規(guī)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果列于表9改性瀝青常規(guī)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表9名稱(chēng)劑量針入度（1/10mm）PI軟化點(diǎn)（℃）延度（cm）15℃25℃30℃5℃10℃15℃JX020.792191.3-2.8946.05.274＞100PE318.878157-2.6448.04.714.245.5419.768131.6-1.9150.05.710.030.6517.959108.6-1.7153.14.78.128.4619.355.390-0.7359.0——————SBS31966.6121-1.8649.89.833.348.8417.557.8111-1.8151.212.137.550.7517.55393-1.2252.022.241.159.2616.551.388-1.2553.5——————EVA336106.6175.6-0.9253.0——————433293.5153-0.6753.411.439.935.3530.788136.3-0.5556.014.633.735.3623.367.3107.6-0.7059.920.434.827.4DG02999182-1.8048.04.211.539PE32792155-1.5550.23.74.79.542681133-1.1252.23.54.912.552572118-0.7854.03.44.427626.565.5104-0.7755.0——————SBS32569141.3-1.3451.24.77.07.3423.564.7123.8-1.1152.55.17.48.252461.3109.6-0.5555.010.47.49.5622.656.3890.05457.815.4————EVA425.567107.3-0.8260.74.96.07.4526.565.6106-0.00562.25.16.17.262761881.0363.64.55.36.228從試驗(yàn)結(jié)果可以看到：（1）軟化點(diǎn)①

改性劑摻加后，瀝青的軟化點(diǎn)均有不同程度的提高，而且改性劑的劑量越多，其提高的幅度則越大。這是因?yàn)楦男詣┑牧Ｗ舆x擇性地吸附了瀝青中的輕質(zhì)油分，使的瀝青變稠；另外，改性劑在瀝青中由于溶脹和吸附作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大分子鏈?zhǔn)菬o(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)，彼此發(fā)生纏結(jié)，其結(jié)果使流動(dòng)單元變大，增大了對(duì)瀝青流動(dòng)的阻力。②

就三種改性劑而言，EVA對(duì)瀝青軟化點(diǎn)的提高幅度最大，而PE和SBS則不相上下；③

就兩種不同的瀝青而言，則DG瀝青軟化點(diǎn)的提高幅度略大于JX瀝青。29（2）延度①

改性劑摻加后，常溫時(shí)延度均有大幅降低，且改性劑劑量越多，降低的幅度則越大；②

低溫（5℃）延度則與改性劑的品種和基質(zhì)瀝青的種類(lèi)密切相關(guān)。對(duì)JX瀝青，SBS和EVA改性瀝青比基質(zhì)瀝青的5℃延度均較大幅度的提高（劑量多則提高幅度大），而PE則基本不提高或略有降低；對(duì)DG瀝青，則SBS改性瀝青比基質(zhì)瀝青的5℃延度有一定程度的提高，且隨著劑量的增多而提高的幅度增大，而EVA改性瀝青則提高很少，PE改性瀝青的5℃的延度還略有下降。30（3）針入度指數(shù)（PI）①

改性劑的摻加，瀝青的針入度指數(shù)均有不同程度的提高，且隨著改性劑劑量的增多，提高的幅度加大，亦即瀝青的感溫性改善越顯著；②

就三種改性劑而言，EVA對(duì)瀝青的針入度指數(shù)提高的幅度最大，其次是SBS，而PE的提高幅度略低于SBS；③

就兩種瀝青而言，改性劑對(duì)DG瀝青針入度指數(shù)的提高幅度比對(duì)JX的大。313.2改性瀝青SHRP指標(biāo)評(píng)價(jià)本文僅對(duì)改性瀝青的高溫抗車(chē)轍因子（G*/sin）和低溫蠕變勁度（S）及其對(duì)時(shí)間的變化率（m）進(jìn)行評(píng)價(jià)。（1）高溫抗車(chē)轍因子（G*/sin）改性瀝青抗車(chē)轍因子（G*/sin）的試驗(yàn)結(jié)果列于表10。從試驗(yàn)給結(jié)果可以看到：32改性瀝青抗車(chē)轍因子（G*/sin）表10名稱(chēng)劑量G*/sin（Pa）46℃52℃58℃647076℃82℃JX0633727651213613337186——PE3119845281254412967263792254114495409256513577984832825155056816321015198054682476218149993462025751317798430SBS3859740311949103156331218541207856002744142281048229951337255932884150885850629662359610658412922561192605302EVA41783379403605179491756333451854484023985198010155683396208649792450121901481872556DG0591325891180688359206——PE313304637331531556868476265414391700133771770949531295515780802542532281116065237262386311632578627281440805562SBS311005549625091284736450306417195818139952161105360833551807787484234222112236253886188969166487233021853866541EVA418697852541202182147386349452163410556550836061735946530624988114736178393318771275718①改性劑的摻加，瀝青的G*/sin均得到大幅度提高，且隨著改性劑劑量的增多，G*/sin提高的幅度增大，而隨著溫度的升高，G*/sin則不斷降低。按規(guī)范要求，G*/sin不得低于1000Pa，并據(jù)此界定改性瀝青能適應(yīng)的最高路面溫度。33②根據(jù)以上原則，可以認(rèn)為：對(duì)JX瀝青僅能適應(yīng)58℃以下的最高路面溫度；而用低于5%的PE或SBS改性后，則能適應(yīng)64℃以下的最高路面溫度，當(dāng)PE或SBS的劑量為6%時(shí)，又可提高一級(jí)，而達(dá)到70℃；當(dāng)用EVA改性時(shí)，劑量為4%即可提高到64℃，劑量為5%則可提高到70℃。對(duì)DG瀝青，也僅能適應(yīng)58℃以下的最高路面溫度；而用3%的PE或SBS即可適應(yīng)64℃，用4%的SBS或5%PE則可適應(yīng)70℃的最高路面溫度；用4%的EVA即可達(dá)到70℃的最高路面溫度，用6%EVA可達(dá)到76℃的最高路面溫度的要求。

34③就三種改性劑而言，EVA對(duì)瀝青高溫性能的改善效果最好，PE與SBS的改性效果不相上下；④就兩種基質(zhì)瀝青而言，改性劑對(duì)DG瀝青的改性效果比JX瀝青的要好。（2）低溫蠕變勁度（S）及其對(duì)時(shí)間的變化率（m）SHRP瀝青規(guī)范規(guī)定，采用經(jīng)過(guò)RTFO和PAV老化后的瀝青殘?jiān)鳛樵囼?yàn)樣品，按照時(shí)間——溫度等效原則，取高于路面最低設(shè)計(jì)溫度10℃作為試驗(yàn)溫度，

以60s所對(duì)應(yīng)的蠕變勁度S及其對(duì)時(shí)間的變化率m作為評(píng)價(jià)瀝青低溫開(kāi)裂性能的標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定，在最低路面設(shè)計(jì)溫度條件下，S≤300MPa,m≥0.30035改性瀝青低溫蠕變勁度（S）及其對(duì)時(shí)間的變化率（m）的試驗(yàn)結(jié)果列于表11，從試驗(yàn)結(jié)果可以看到：改性瀝青率曲梁流變?cè)囼?yàn)結(jié)果表11名稱(chēng)劑量（%）溫度（℃）S(MP)m名稱(chēng)劑量（%）溫度（℃）S（MPa）mJX0-101000.3920.3630.285DG0-12510.305-12147-14890.304-18200-181370.297PE4-10800.336PE3-12530.297-121700.313-183350.2924-10700.2885-101140.345-182050.249-121280.3095-10670.305-182810.295-181590.279SBS4-101000.336SBS3-12430.309-121230.3304-12410.297-181860.279-14940.3005-10620.381-181260.301-121070.3455-12470.287-182280.300-181200.295EVA4-101240.373EVA4-10-18711690.3110.262-121250.360-182500.3055-101140.3655-10-18681310.3090.299-121510.350-182040.36966-10640.295-181590.29036①隨著試驗(yàn)溫度的降低SX隨之增大，m隨之減少。在同時(shí)滿(mǎn)足S≤300Mpa和m≥0.300的條件下：對(duì)于JX瀝青，4%和5%PE，以及4%SBS改性瀝青為-22℃；而對(duì)于5%SBS，4%和5%EVA為-28℃。對(duì)于DG瀝青為-24℃，5%PE，4%和5%EVA改性瀝青為-20℃，對(duì)于3%SBS改性瀝青為-22℃，而4%SBS改性瀝青為-28℃。②就三種改性劑而言，PE對(duì)瀝青低溫性能的改善較差，EVA和SBS對(duì)瀝青低溫性能的改善效果不相上下。但總的講，改性劑對(duì)瀝青低溫性能的改善不明顯。③就兩種瀝青而言，改性劑對(duì)JX瀝青低溫性能的改善效果略?xún)?yōu)于DG瀝青。37（3）改性瀝青的性能分級(jí)根據(jù)前述試驗(yàn)結(jié)果，按照SHRP規(guī)范，對(duì)改性瀝青進(jìn)行性能分級(jí)，其結(jié)果列于表12。改性瀝青性能分級(jí)表表12PG等級(jí)JX系列DG系列PG58-22JXDGPG64-224%PE、5%PE、4%SBS3%SBSPG64-284%EVA，5%SBS4%SBSPG70-16其余改性瀝青PG70-285%EVA383.3改性瀝青混合料高、低溫性能評(píng)價(jià)改改瀝青混合料所用粗集料為張家口地區(qū)的玄武巖，細(xì)集料為綏中地區(qū)的中砂，礦粉為薊縣石灰?guī)r礦粉。礦料級(jí)配采用AC-16Ⅱ型瀝青混合料級(jí)配中值（見(jiàn)表13）

瀝青混合料級(jí)配組成表13通過(guò)以下篩孔的質(zhì)量百分率（%）篩孔尺寸191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過(guò)%1009575604026.518126.14.63.7試驗(yàn)中改性瀝青混合料的高溫性能采用車(chē)轍試驗(yàn)，用車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度（DS）表征；低溫性能采用凍斷試驗(yàn)，用凍斷溫度和凍斷拉應(yīng)力表征。39（1）改性瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度（DS）的試驗(yàn)結(jié)果列于表14。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：

改性瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度表14名稱(chēng)劑量（%）DS（次/mm）名稱(chēng)劑量（%）DS（次/mm）JX0333DG0466PE4

5810

1065PE345104420453377SBS3933SBS315704135041913EVA41615EVA316974324040①改性劑的摻加，DS得到大幅度的提高；②對(duì)于JX瀝青，EVA改性瀝青混合料的DS提高的幅度最大，其次為SBS，PE提高的幅度最小；③對(duì)于DG瀝青，仍是EVA提高的幅度最大，而SBS與PE的提高幅度不相上下。④總體來(lái)講，三種改性劑對(duì)DG瀝青高溫性能的改善效果要優(yōu)于JX瀝青。41

（2）改性瀝青混合料低溫凍斷試驗(yàn)低溫凍斷試驗(yàn)結(jié)果列于表15，從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：改性瀝青混合料凍斷試驗(yàn)結(jié)果表15名稱(chēng)劑量（5）凍斷溫度（℃）凍斷拉應(yīng)力（MPa）名稱(chēng)劑量（%）凍斷溫度（℃）凍斷拉應(yīng)力（MPa）JX0-24.81.62DG0-30.72.75PE4-28.43.305PE3-29.93.344-30.62.845SBS3-28.23.28SBS3-29.13.1554-25.63.345①改性劑的摻加，瀝青混合料的凍斷溫度有所降低，但降低的不多，特別對(duì)于DG瀝青凍斷溫度基本未降低；而混合料的凍斷拉應(yīng)力卻得到不同程度的提高。②就兩種改性劑而言，PE與SBS對(duì)改善混合料低溫性能的效果不相上下；③就兩種基質(zhì)瀝青而言，DG瀝青的低溫性能優(yōu)于JX瀝青，而改性效果卻是JX瀝青優(yōu)于DG瀝青。

424.環(huán)保改性瀝青·廢舊聚乙烯（RPE）改性瀝青·橡膠粉（CR）改性瀝青434.1RPE改性瀝青歐共體RPE環(huán)保改性瀝青試驗(yàn)研究方案·44種新PE（LDPE、LLDPE、HDPE）·12種回收PE·6種不同基質(zhì)瀝青·288種不同改性瀝青配方·26種不同改性瀝青混合料配方44(1)初步試驗(yàn)結(jié)果

RPE改性瀝青的性能表16瀝青粘結(jié)料性能比較試驗(yàn)瀝青粘結(jié)料傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法SHRP復(fù)合成份25℃針入度環(huán)球軟化點(diǎn)PMB等級(jí)PG等級(jí)NYNA70/100NY+5%V-LDPENY+5%V-HDPE955943465562---50/70-5330/50-60PG64-28PG70-22PG76-22NY+6%RPE1NY+6%RPE24143616330/50-6030/50-60PG82-22PG76-22NY+3%RPE+3%SBSNY-SBS-PMB455059617830/50-6030/50-53PG76-22PG76-2245RPE改性瀝青的性能表17瀝青混合料性能比較試驗(yàn)使用瀝青材料瀝青混合料性能混合料類(lèi)瀝青和聚合物25℃RM彈性恢復(fù)MPa25℃IDT間接拉伸MPa40℃DCR動(dòng)態(tài)蠕變M（MPa）：S60℃WTR（車(chē)轍）車(chē)轍深度%SMA0/11NYNAS70/100+6%RPE1NYNAS+3%RPE+3%SBS250421920.80.826;0.2623;0.247.88.2NY-SBS-MB4520790.722;0.2010.8AB0/16ESSO50/70+6%RPE1ESSO50/70+6%RPE2476149791.11.158;0.1583;0.156.93.0NY-SBS-PMB4527921.080;0.1811.046美國(guó)FHWA車(chē)轍試驗(yàn)報(bào)告ALF1994-1998表18瀝青膠結(jié)料AC-5AC-10AC-20PE/RPESBSMod1．LCPC（法國(guó)車(chē)轍試驗(yàn)法：）車(chē)轍深度%15.513.86.42.63.72．喬治亞洲D(zhuǎn)OT（美國(guó)）輪載試驗(yàn)（40C；0.13rad/s;8000cycles）車(chē)轍深度mm7.45.43.71.41.93．漢堡（德國(guó)）車(chē)轍試驗(yàn)；50C；0.13rad/s;20000cycles車(chē)轍深度mm>30>308.51.92.8速率/1mm296634622424594179474．ALF（速率）：2.3rad/s；ALF車(chē)轍性能等級(jí)53412（2）試驗(yàn)結(jié)果分析1．RPE改性瀝青高溫性能及混合料抗車(chē)轍能力大大提高。2．RPE改性瀝青混合料的抗疲勞能力與其它聚合物改性基本相當(dāng)。3．RPE減少了加熱過(guò)程中，有害氣體的影響（脂肪族碳?xì)浠衔锛澳蜗盗形镔|(zhì)）474.2橡膠粉（CR）改性瀝青（1）瀝青橡膠的應(yīng)用·20世紀(jì)四十年代為初期發(fā)展階段·20世紀(jì)九十年代，技術(shù)日趨成熟，得到了廣泛的應(yīng)用（廢舊輪胎成災(zāi)）·1992年美國(guó)聯(lián)邦公路局曾立法推動(dòng)橡膠粉應(yīng)用于瀝青改性·至今世界發(fā)達(dá)國(guó)家均各自為橡膠粉改性瀝青制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范。48（2）橡膠粉改性瀝青機(jī)理·膠粉吸收瀝青中的芳香分而膨脹、軟化（膨脹1-3倍）·瀝青中芳香分的減少導(dǎo)致瀝青粘度增大·橡膠粉自身的柔性，為改性瀝青提供了良好的路用性能49（3）橡膠粉的制備方法1）破碎研磨——先將輪胎適應(yīng)切割然后研磨，其顆粒尺寸為4～5mm；2）顆粒機(jī)——用旋轉(zhuǎn)鋼刀片剪切，顆粒尺寸為2～10mm；3）細(xì)磨（濕磨）——可磨出0.07mm的細(xì)膠粉；4）冷凍變脆后再磨，質(zhì)量好，但造價(jià)高。50