發(fā)泡用水量對基質(zhì)瀝青與RET改性瀝青感溫性影響的研究

李文清

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州　510000)

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發(fā)泡用水量對基質(zhì)瀝青與RET改性瀝青感溫性影響的研究

李文清

(廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州510000)

摘要：為了研究發(fā)泡用水量對基質(zhì)瀝青與RET改性瀝青感溫性影響，以復數(shù)模量指數(shù)(CNI)為評價指標，進行動態(tài)剪切流變試驗(DSR)。試驗結(jié)果表明：70#道路石油瀝青隨著發(fā)泡用水量的增大，溫度敏感性提高，在常規(guī)發(fā)泡用水量(1%～2%)條件下，溫度敏感性得到改善；RET改性瀝青隨著發(fā)泡用水量的增加，溫度敏感性降低，在常規(guī)發(fā)泡用水量(3%)條件下，溫度敏感性稍有降低。

關(guān)鍵詞：泡沫瀝青；基質(zhì)瀝青；流變特性；感溫性

0引言

道路用瀝青結(jié)合料對溫度的敏感性是路用瀝青的重要性能指標之一，其隨著溫度的變化而產(chǎn)生相應的變化，從而對路用性能產(chǎn)生影響，對溫度非常敏感的瀝青不適合作為道路石油瀝青。瀝青的溫拌技術(shù)是道路路面行業(yè)非常節(jié)能環(huán)保的一項技術(shù)，其具有減少高溫石油瀝青產(chǎn)生的氣體排放、降低由于高溫而需要的燃油消耗等優(yōu)點，因此備受道路行業(yè)的青睞。其中的溫拌發(fā)泡技術(shù)是采用自由水與高溫瀝青結(jié)合料在特定的發(fā)泡裝置中進行反應，當自由水與高溫瀝青反應時產(chǎn)生大量的氣泡，從而可以減低瀝青的粘度，提高瀝青結(jié)合料與集料之間的拌合效果，有利于瀝青混合料在較低的溫度下進行壓實致密。

1原材料

瀝青材料的選擇方面選用江蘇地區(qū)常用的70#道路石油瀝青與RET改性瀝青，二者性能指標滿足規(guī)范要求。進行發(fā)泡試驗所用的水是自來水公司的普通水。

2試驗方法及評價指標

2.1試驗方法

根據(jù)國內(nèi)外研究結(jié)果表明，70#道路石油瀝青在150 ℃發(fā)泡效果較好，RET改性瀝青在170 ℃發(fā)泡效果較好。70#道路石油瀝青與RET改性瀝青選擇的發(fā)泡用水量為1%、2%、3%，發(fā)泡水溫均為30 ℃。采用WLB10瀝青發(fā)泡機進行相關(guān)的試驗研究。

2.2評價指標

溫度敏感性反映了膠結(jié)料在環(huán)境溫度變化過程中自身性質(zhì)的穩(wěn)定狀況。在溫度敏感性評價方面，目前主要采用針入度指數(shù)(PI)、針入度粘度指數(shù)(PVN)、粘溫指數(shù)(VTS)、復數(shù)模量指數(shù)(GTS)。于新等人提出：基于存儲模量及損耗模量溫度敏感性指數(shù)的復數(shù)指數(shù)法評價溫拌橡膠瀝青溫度敏感性更為合理，不但克服其他方法精度差，溫度區(qū)間過窄，而且可以區(qū)分瀝青膠結(jié)料彈性和黏性組成部分分別對感溫性能的影響。因此，選用復數(shù)指數(shù)來評價泡沫溫拌瀝青的溫度敏感性，計算公式如(1)式所示

CNI=G′TS+G″TS·i

(1)

式中：CNI為瀝青膠結(jié)料溫度敏感性復數(shù)指數(shù)(Complex Number Index)；G′TS為存儲模量溫度敏感性指數(shù)，為存儲模量對數(shù)與溫度(絕對溫度)對數(shù)線性回歸斜率絕對值；G″TS為損耗模量溫度敏感性指數(shù)，為損耗模量對數(shù)與溫度(絕對溫度)對數(shù)線性回歸斜率絕對值。

通過對logG′、logG″和logT之間關(guān)系的線性回歸得出G′TS和G″TS的值。CNI的溫度敏感性參數(shù)越大，表明泡沫瀝青的溫度敏感性越大。

3試驗結(jié)果及分析

3.170#道路石油瀝青

選擇復數(shù)指數(shù)來評價對不同發(fā)泡用水量的70#道路石油瀝青的溫度敏感性。對logG′，logG″和T之間的關(guān)系進行了回歸，得出logG′，logG″皆與logT之間的線性關(guān)系如圖1所示。

圖1　道路石油發(fā)泡瀝青存儲模量對數(shù)與溫度對數(shù)關(guān)系圖

從圖1中可以看出, 各參數(shù)與溫度的回歸的相關(guān)系數(shù)均很高，線性關(guān)系很好。

根據(jù)式(1)所得的道路石油發(fā)泡瀝青的溫度敏感性復數(shù)指數(shù)為：50.632 + 42.286i(0%)，46.130+42.419i(1%)，49.380 + 42.498i(2%)，52.227+42.665i(3%)。

從圖1的結(jié)果可以看出，(1)70#道路石油瀝青隨著發(fā)泡用水量的增加，G′TS先降低后升高，當發(fā)泡用水量為1%時，G′TS值最小，說明隨著用水量的增多，膠結(jié)料內(nèi)部存儲模量(彈性部分)的感溫性能先提高后降低；(2)70#道路石油瀝青隨著發(fā)泡用水量的增加，G″TS增大，但變化不大，說明發(fā)泡瀝青是70#道路石油瀝青的損耗模量(粘性部分)的感溫性能無影響；(3)70#道路石油瀝青在常規(guī)發(fā)泡用水量(1%～2%)條件下，G′TS值降低，G″TS略增大，彈性部分的溫度敏感性能有所改善，粘性部分的溫度敏感性能無影響。

3.2RET改性瀝青

選用CNI來評價對不同發(fā)泡用水量的RET改性瀝青的溫度敏感性。對logG′，logG″和T之間的關(guān)系進行了回歸，得出logG′， logG″皆與logT之間的線性關(guān)系如圖2所示。

圖2　RET發(fā)泡瀝青存儲模量對數(shù)與溫度關(guān)系圖

從圖2中可以看出, 各參數(shù)與溫度的回歸的相關(guān)系數(shù)均很高，線性關(guān)系很好。根據(jù)公式(1)所得的RET發(fā)泡瀝青的溫度敏感性復數(shù)指數(shù)為：31.426+32.764i(0%)，36.734+36.252i(1%)，38.028+38.285i(2%)，36.303+34.236i(3%)。

從圖2的結(jié)果可以看出：

(1)RET改性瀝青隨著發(fā)泡用水量的增加，溫度敏感性參數(shù)先增大后減小，總體變化趨勢不大。發(fā)泡溫拌瀝青的溫度敏感性參數(shù)均大于原樣瀝青的溫度敏感性參數(shù)，說明發(fā)泡瀝青使原樣瀝青膠結(jié)料內(nèi)部的存儲模量(彈性部分)和損耗模量(粘性部分)的感溫性能略有降低；

(2)RET改性瀝青在常規(guī)發(fā)泡用水量(3%)條件下，溫度敏感性參數(shù)變大，溫度敏感性略有降低。

4結(jié)論

90#道路石油瀝青隨著發(fā)泡用水量的增加，溫度敏感性提高，在常規(guī)發(fā)泡用水量(1%～2%)條件下，溫度敏感性得到改善。RET改性瀝青隨著發(fā)泡用水量的增加，溫度敏感性降低，在常規(guī)發(fā)泡用水量(3%)條件下，溫度敏感性略有降低。

參考文獻：

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Study on the influence of foaming water consumption on the temperature susceptibility of base asphalt and RET modified asphalt

LI Wen-qing

(Guangdong Changda Highway Engineering Co., Ltd., Guangzhou,Guangdong 510000,China)

Abstract:In order to study the influence of foaming water consumption on the temperature susceptibility of base asphalt and RET modified asphalt, a study of dynamic shear rheometer (DSR) is done, being complex modulus index (CNI) as the evaluation index. The results show that 70# road petroleum asphalt improves the temperature susceptibility with increase of foaming water consumption; in conventional foam with water (1～2%) consumption, temperature susceptibility is improved; but RET modified asphalt’s temperature susceptibility decreases with increase of foaming water consumption, in conventional with water (3%) consumption, temperature sensitivity decreases slightly.

Keywords:foamed asphalt; base asphalt; rheological property; temperature susceptibility

中圖分類號：U416

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0019-02

作者簡介：李文清(1968-)，男，廣東平遠人，工程師，主要從事路基路面施工及檢測。

收稿日期：2015-12-25