基于多應力重復蠕變恢復試驗的納米SiO2改性瀝青高溫性能研究

易志斌

(湖南省益婁高速公路建設開發有限公司， 湖南 長沙 413099)

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永久變形(車轍)是瀝青路面最主要的問題之一，是由重載交通的反復荷載引起，在胎壓的反復作用下累積形成永久變形。車轍嚴重影響路面的使用性能，降低路面的使用壽命[1]。瀝青路面的抗車轍性能取決于多種因素，其中一個重要因素是瀝青膠結料的剛度。因此，有必要對瀝青膠結料進行改性，以提高膠結料的剛度，已有研究表明諸如納米SiO2等納米材料用于改性瀝青膠結料可大幅度提高膠結料的剛度[2]。

早在1978年，美國公路戰略研究計劃(SHRP)采用動態剪切流變儀測試瀝青的黏彈性參數，以車轍因子(G*/sinδ)作為指標評估瀝青膠結料的抗車轍性能。但該試驗采用的應力水平較低，從而低估了改性膠結料的抗車轍性能。為替代這個指標，修訂Superpave瀝青膠結料規范時引入了多應力重復蠕變恢復試驗(Multiple Stress Creep and Recovery，MSCR)評估瀝青膠結料的抗車轍性能。2007年，D'Angelo等[3]開發多應力蠕變恢復試驗來評價瀝青膠結料的高溫性能。與車轍因子相比，MSCR試驗中用不可恢復蠕變柔量Jnr來表征瀝青膠結料的抗車轍性能，其具有更高的相關性[4]。目前MSCR試驗已正式納入AASHTO TP 70-10規范[5]中，試驗包括10個蠕變和恢復周期。每個周期包括在2個不同應力水平下(低應力水平100 Pa與高應力水平3 200 Pa)的1 s蠕變階段和9 s恢復階段，其中不同應力水平表示實際路面的交通荷載等級。

本研究主要利用MSCR評估納米SiO2改性瀝青膠結料(Nanosilica Modified Asphalt Binder，NSMB)的高溫性能，并探討納米SiO2的摻入對瀝青膠結料蠕變柔量Jnr和應變恢復率R的影響，以此評估瀝青膠結料的抗車轍性能，并確定納米SiO2瀝青膠結料中改性劑的最佳摻量。……