天然巖瀝青改性對瀝青路面性能的影響

陳景龍

（中鐵十一局集團第二工程有限公司 湖北十堰 442000）

天然巖瀝青在道路施工中的應用隨著其在瀝青改性中的效果得到了廣泛的認同。通過對改性的瀝青在道路中的應用效果分析，得出改性瀝青具有耐磨、性能持久等優點。我國對改性瀝青的研究已經取得了一定的成效，并在道路施工建設中得到了良好的應用。如山東濰坊市某段交通道路施工就利用了天然巖瀝青改性瀝青，相較于一般的瀝青路面，路面的橫向裂縫出現的很少，縱向裂縫幾乎沒有。基于巖瀝青改性瀝青加工方面，應用效果良好，具有普遍的推廣價值。

1 天然巖瀝青改性瀝青性能試驗

試驗選用AH-70#基質瀝青兩種A、B，天然巖為黑褐色、粉末狀，含水量在1.2%左右的四川廣元地區的巖瀝青。天然巖瀝青摻入到基質瀝青的比例分別為5%、7.5%、10%和12.5%，觀察巖瀝青改性瀝青的流程可得出10樣改性后的樣品，將這些樣品與基質瀝青進行性能比較，可得出表1的性能結果。

表1 巖瀝青改性瀝青性能測試

從表1中可以看出，隨著巖瀝青添加計量的增多，巖瀝青改性瀝青的軟化度相對增高，延展度下降，說明巖瀝青改性瀝青的抗變形能力增加，對溫度的敏感性降低。

2 巖瀝青改性瀝青多種微觀性能分析

2.1 瀝青組分分析

瀝青的組分對于瀝青的性能具有重要的影響，為了研究巖瀝青的瀝青組分對基質瀝青性能的影響，遂進行了組分試驗，得出結果如表2。

從表2中可以看出，天然巖的瀝青膠質與青質教基質瀝青要高，且飽和分和芳香分的含量要低，這說明巖瀝青自身具有較高的軟化點和粘性[1]。在將巖瀝青摻入到基質瀝青中后，改進瀝青的飽和分和芳香分的含量有所下降，而瀝青的膠質含量以及瀝青質的含量有所提升，這說明巖瀝青能夠使基質瀝青的黏性和抗高溫性能提升，同時瀝青膠質的穩定性增強，在此情況下，改性瀝青應用于路面施工，對于保證公路的使用性能具有重要的作用。

表2 組分試驗結果

2.2 熒光顯微鏡分析

熒光顯微鏡應用于觀察改性瀝青的相態結構具有顯著的作用，通過對改性瀝青的相態結構進行分析，可以判斷出基質瀝青的改性程度，對于確定巖瀝青摻入基質瀝青的最佳配比創造了有利的條件。試驗選用倒置熒光顯微鏡，基質瀝青和配比例為8%，制配前后的瀝青相態放在顯微鏡下觀察，并采集圖像。據實驗可知，巖瀝青改性劑在基質瀝青中的分布較為平均，且在充分混合后，使基質瀝青的青質組分膨脹，凸起的顆粒上結有一層含瀝青質的凝膠膜。在配比濃度為8%的情況下，溶脹的巖瀝青能夠達到結交料的15%作用，通過凝膠膜的連接，構成了一個網狀的空間結構，由此可以看出，改性后的基質瀝青的黏性有了明顯的提升。

3 巖瀝青改性瀝青對瀝青路面性能的影響探討

3.1 感溫性

巖瀝青用于基質瀝青的改性，對于基質瀝青表征感溫性的影響測試，多用針入度指數、針入度粘度數和粘溫指數。其中，對于粘溫指數與材料本質的流動活化能關系的研究，將得出改性瀝青粘性在溫度影響下的變化，進而得出材料溫度的敏感性[2]。同時，針對度指數與粘溫指數會隨著巖瀝青摻入量的增加而發生改變，針入度指數會持續上升，感溫性會下降，而粘溫指數變化呈不規律性，主要受試驗條件的影響。

在低溫情況下，巖瀝青會改變基質瀝青的瀝青質、膠質含量，且混合體系極性增強，在組分內分子相互作用下，會形成網狀的粘聯結構。在溫度不高的情況下，分子的活動能力有限，所以，改性瀝青的感溫性會隨著巖瀝青添加量的增多而降低，而在高溫條件下，巖瀝青的大膠束在爆破之后會分散出很多活性點與小分子結合，形成半聚合的局面，在巖瀝青不斷摻入基質瀝青的情況下，形成的半聚合面會增多，從而增強了改性瀝青的溫度敏感性，但當巖瀝青的加入量達到10%時，破裂的膠束會重新聚合在一起，形成一個整體的粘連結構，此時的改性瀝青的溫度敏感度會降低。

3.2 高溫性能

通過巖瀝青改性瀝青性能測試可以看出，改性瀝青的軟化點、粘性與基質瀝青相比，都有向著好的方向發展。在巖瀝青將瀝青質帶入到石油瀝青當中后，對于改善以氫鍵為主的分子作用力，形成聚合的網狀分子結構有著積極的促進作用。同時，巖瀝青含有的礦物質，對改善基質瀝青的黏性也起到了明顯的效果。相較于基質瀝青，改性后的基質瀝青在溫度低于60℃的環境下，黏性會更強。因此，改性瀝青的彈性較好，在道路建設中應用巖瀝青改性瀝青，遇到施加力因具有較好的彈性，而不易凹陷，從而避免車轍、推擁等情況的出現。

4 結束語

巖瀝青對基質瀝青的改性，通過配比出適合工程施工標準的優良改性瀝青，對于改善基質瀝青路面的高溫感性能以及抗激變能力等具有重要的作用，因此，可有效改善路面的使用性能。

圖1 巖瀝青改性瀝青軟化點

[1]李敏.天然巖瀝青BRA改性瀝青在京張高速公路上的應用[J].交通世界（建養·機械），2012（04）：294～296.

[2]余四新，韋金城，蔡長松等.天然巖瀝青復合改性瀝青性能評價與應用研究[J].山東建筑大學學報，2015（05）：435～440.