PPA等級對PPA改性瀝青及瀝青混合料技術(shù)特性的影響*

武鐵征，魏建國

(1.河南交投沈皖高速公路有限公司,河南 鄭州 450007；2．長沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南 長沙 410114)

高速公路瀝青路面早期損壞嚴(yán)重，不僅造成行車安全性及舒適性嚴(yán)重下降，還使瀝青路面服役壽命變短。為提高瀝青路面的服役壽命，張爭奇等將SBS、橡膠粉等應(yīng)用到瀝青混合料中改善瀝青混合料的路用性能，但該方法工程造價(jià)偏高。由于多聚磷酸(PPA)價(jià)格低廉，人們逐漸將其應(yīng)用到瀝青路面中。PPA由正磷酸(H3PO4)加熱脫水縮合或H3PO4與五氧化二磷(P2O5)聚合而成，是一組含有H3PO4、焦磷酸和三聚磷酸等含氧酸的無機(jī)聚合物。由于PPA組分比例不易測定，通常將其水解為H3PO4，再根據(jù)H3PO4所占百分比將PPA分成不同等級。丁海波等將105%等級的PPA加入瀝青中，發(fā)現(xiàn)PPA的加入使瀝青稠度與黏度顯著提高，瀝青的高溫性能得到顯著改善。李彩霞等將110%等級的PPA加入瀝青混合料中，發(fā)現(xiàn)PPA的加入使瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性與水穩(wěn)定性得到改善。宋聰聰?shù)葘?10%等級的PPA加入瀝青膠漿中，發(fā)現(xiàn)PPA的加入使瀝青膠漿的低溫性能有所提高。劉斌清、劉紅瑛等將115%等級的PPA加入瀝青混合料中，發(fā)現(xiàn)PPA的加入使瀝青混合料的低溫性能顯著下降。可見，不同等級的PPA對瀝青及瀝青混合料性能的影響不同。而PPA生產(chǎn)廠家多，生產(chǎn)的PPA等級多樣，給PPA等級選擇帶來困難。竇謙培等采用PPA改性不同標(biāo)號瀝青，發(fā)現(xiàn)其對70#基質(zhì)瀝青性能的提升較明顯。張銘銘研究發(fā)現(xiàn)PPA摻量對瀝青混合料路用性能影響顯著，基于路用性能的均衡性，其摻量宜為瀝青質(zhì)量的1%。該文采用70#基質(zhì)瀝青，以1%瀝青質(zhì)量的摻量將不同等級PPA摻加到瀝青及瀝青混合料中，分析PPA等級對瀝青及瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)的影響，為PPA選型及應(yīng)用提供參考。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

試驗(yàn)采用70#基質(zhì)瀝青，其技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 70#基質(zhì)瀝青的技術(shù)性質(zhì)

試驗(yàn)所用PPA分別來自川東化工集團(tuán)(CD)、越洋化工實(shí)業(yè)集團(tuán)(YY)、展云化工有限公司(ZY)和艾科試劑有限公司(AK)，以H3PO4含量確定其等級，不同等級PPA的技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 不同等級PPA的技術(shù)指標(biāo)

試驗(yàn)用集料產(chǎn)自河南省洛陽地區(qū)，集料與礦粉均為石灰?guī)r，其主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 集料的物理性能指標(biāo)

1.2 PPA改性瀝青制備與性能測試方法

將70#基質(zhì)瀝青加熱到150 ℃，再將1%瀝青質(zhì)量的不同等級PPA分別摻入瀝青中，采用高速剪切機(jī)以3 500 r/min的速率剪切6 min，分別制成不同等級的PPA改性瀝青。依據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》分別對不同等級PPA改性瀝青進(jìn)行25 ℃針入度試驗(yàn)、軟化點(diǎn)試驗(yàn)、10 ℃延度試驗(yàn)，測定其針入度、軟化點(diǎn)、延度。

1.3 PPA改性瀝青混合料制備與性能測試方法

采用表4所示集料級配AC-20，油石比為4.9%，依據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》制備不同等級PPA改性瀝青混合料車轍試件，在60 ℃下分別進(jìn)行車轍試驗(yàn)，測定其動穩(wěn)定度；將車轍試件切成小梁試件，在-10 ℃下分別進(jìn)行小梁低溫彎曲試驗(yàn)，測定其最大彎拉應(yīng)變。成型不同等級PPA改性瀝青混合料馬歇爾試件，分別進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)與凍融劈裂試驗(yàn)，測定其殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比。

表4 集料級配設(shè)計(jì)

2 PPA等級對瀝青性能的影響

2.1 瀝青針入度

不同等級PPA改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果及動穩(wěn)定度與PPA等級的關(guān)系見圖4。

由圖2可知：隨著PPA等級的提高，PPA改性瀝青的軟化點(diǎn)升高，且增幅較大。表明PPA等級對瀝青軟化點(diǎn)影響顯著，隨著PPA等級的提高，瀝青軟化點(diǎn)提高。這主要是因?yàn)榈燃壍偷腜PA以單體單元為主，與瀝青組分反應(yīng)后形成的“蜂狀”結(jié)構(gòu)較少；隨著PPA等級的提高，PPA單體單元減少，多聚合物增多，與瀝青組分反應(yīng)后形成的“蜂狀”結(jié)構(gòu)增多，改性后瀝青高溫性能增強(qiáng)。PPA等級對瀝青高溫性能影響顯著，等級較高的PPA對瀝青高溫性能的改善效果較好。

圖1 PPA改性瀝青針入度與PPA等級的關(guān)系

2.2 瀝青軟化點(diǎn)

不同等級PPA改性瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果及瀝青軟化點(diǎn)與PPA等級的關(guān)系見圖2。

圖2 PPA改性瀝青軟化點(diǎn)與PPA等級的關(guān)系

由圖1可知：隨著PPA等級的提高，PPA改性瀝青的針入度降低，且降幅較大。表明PPA等級對瀝青針入度影響顯著，隨著PPA等級的提高，瀝青針入度降低。這主要是因?yàn)榈燃壍偷腜PA以單體單元為主，與瀝青組分反應(yīng)后的化合物鏈較少；隨著PPA等級的提高，PPA單體單元減少，多聚合物增多，與瀝青組分反應(yīng)后的化合物鏈增多，鏈之間的交互作用增強(qiáng)，改性后瀝青稠度增大。PPA等級對瀝青黏度影響顯著，等級較高的PPA對瀝青稠度的改善效果較好。

2.3 瀝青延度

由圖4可知：隨著PPA等級的提高，瀝青混合料動穩(wěn)定度增大，且增幅明顯。說明PPA等級對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響顯著，隨著PPA等級的提高，瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性提高。這主要是因?yàn)殡S著PPA等級的提高，瀝青稠度增大，表現(xiàn)為瀝青混合料高溫穩(wěn)定性提高。PPA等級對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響顯著，等級較高的PPA對瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的改善效果較好，高溫地區(qū)宜采用等級較高的PPA改性瀝青混合料。

圖3 PPA改性瀝青10 ℃延度與PPA等級的關(guān)系

Borin等[7]基于5年表面流濕地處理農(nóng)田排水試驗(yàn)，得出進(jìn)入濕地的農(nóng)田排水總氮的50%以上被植物吸收，20%以上的氮儲存在土壤中，少部分氮通過反硝化損失掉，氮的平均消減能力約為90%。Williams等[8]研究表明，控制排水與常規(guī)排水方式相比，可以使硝態(tài)氮(NO3-N)降低約20%左右。王巖等[2]研究得出農(nóng)田排水生態(tài)溝渠對氮磷的高效去除機(jī)理主要表現(xiàn)在溝渠植物吸收、過濾箱中的基質(zhì)吸附和植物吸收、溝渠攔截壩所產(chǎn)生的減緩流速和沉降泥沙等方面。徐紅燈等[9]發(fā)現(xiàn)溝渠沉積物對氨氮具有很強(qiáng)的吸附和硝化能力。但是到目前為止，關(guān)于直接用于農(nóng)田徑流氮磷攔截去除的生態(tài)溝道技術(shù)還比較缺乏。

一般孕產(chǎn)婦及其家人并不懂醫(yī)學(xué)上的專有名詞,所以,護(hù)理人員在進(jìn)行溝通時(shí),要盡量減少專有名詞的使用,掌握溝通的技巧和方法,除了語言外,還可以運(yùn)用肢體語言等。同時(shí),護(hù)理人員在與孕產(chǎn)婦進(jìn)行溝通時(shí),也要注意語速、語調(diào)等,孕產(chǎn)婦處于情緒比較容易波動的時(shí)期,護(hù)理人員就更要照顧孕產(chǎn)婦的情緒,注意溝通方式和技巧。而且,不同的孕婦產(chǎn)的文化層次等方面不同,理解能力也有差距,因此,護(hù)理人員在與孕產(chǎn)婦溝通時(shí),要采用不同的方式,降低她們對分娩的恐懼。運(yùn)用通俗易懂的語言將護(hù)理的內(nèi)容告知孕產(chǎn)婦及家屬,使他們對分娩有正確且清醒的認(rèn)識。

3 PPA等級對瀝青混合料性能的影響

3.1 瀝青混合料高溫穩(wěn)定性

不同等級PPA改性瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果及針入度與PPA等級的關(guān)系見圖1。

由圖5可知：隨著PPA等級的提高，瀝青混合料最大彎拉應(yīng)變降低，且降幅明顯。說明PPA等級對瀝青混合料低溫抗裂性能影響顯著，隨著PPA等級的提高，瀝青混合料低溫抗裂性能降低。這主要是因?yàn)殡S著PPA等級的提高，瀝青的延展性降低，表現(xiàn)為瀝青混合料低溫抗裂性能降低。PPA等級對瀝青混合料低溫抗裂性能影響較大，等級較高的PPA對瀝青混合料低溫抗裂性能較為不利，低溫地區(qū)宜采用等級低的PPA改性瀝青混合料。

不同等級PPA改性瀝青10 ℃延度試驗(yàn)結(jié)果及瀝青10 ℃延度與PPA等級的關(guān)系見圖3。

圖4 PPA改性瀝青混合料動穩(wěn)定度與PPA等級的關(guān)系

3.2 瀝青混合料低溫抗裂性能

不同等級PPA改性瀝青混合料小梁低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

（五）病蟲害防治。蘆筍的主要病蟲害有莖枯病、褐斑病、根腐病、薊馬、飛虱等。物理防治采用藍(lán)光燈或藍(lán)板誘殺飛虱；農(nóng)業(yè)防治要施足優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，合理密植，清潔田園。

由圖3可知：隨著PPA等級的提高，PPA改性瀝青的10 ℃延度降低，且降幅較大。說明PPA等級對瀝青延度影響顯著，隨著PPA等級的提高，瀝青延度降低。這主要是因?yàn)榈燃壍偷腜PA以單體單元為主，與瀝青組分反應(yīng)后化合物鏈較少，形成的“蜂狀”結(jié)構(gòu)也較少，對瀝青延度的影響較小；隨著PPA等級的提高，PPA單體單元減少，多聚合物增多，與瀝青組分反應(yīng)后的化合物鏈增多，形成的“蜂狀”結(jié)構(gòu)也增多，對瀝青延度的影響較大。PPA等級對瀝青低溫性能影響顯著，等級較高的PPA對瀝青低溫性能較為不利。

圖5 PPA改性瀝青混合料最大彎拉應(yīng)變與PPA等級的關(guān)系

學(xué)生合作能力、組織管理能力和社會交往能力，是適應(yīng)現(xiàn)代社會活動的必需。學(xué)生的合作能力和團(tuán)隊(duì)精神體現(xiàn)在綜合實(shí)踐活動過程中，學(xué)生以小組或團(tuán)隊(duì)的形式，為了一定的目標(biāo)、任務(wù)而進(jìn)行的相互間或與組外人員的交流、交往、溝通，以各種方式創(chuàng)造機(jī)會讓他們直接到社會中去從事調(diào)查活動，在活動中各盡所長，積極為共同的活動出謀劃策，提出自己的個(gè)人見解，主動承擔(dān)活動中最適合自己的部分，充分將自己展示給同伴，提升自我。如在6月5日世界環(huán)境日，組織同學(xué)走出校園，到環(huán)保局、水利局調(diào)查訪問。在活動中相互了解，相互建議，相互彌補(bǔ)，從而形成具有較強(qiáng)凝聚力的團(tuán)隊(duì)。

2.1 2017年北京市孕產(chǎn)婦死亡情況描述 2017年(2016年10月-2017年9月)北京市共死亡孕產(chǎn)婦15例，孕產(chǎn)婦死亡率為5.68/10萬。其中經(jīng)產(chǎn)婦死亡人數(shù)9人，經(jīng)產(chǎn)婦死亡率為7.94/10萬。高齡經(jīng)產(chǎn)孕產(chǎn)婦死亡7例，高齡經(jīng)產(chǎn)孕產(chǎn)婦死亡率為15.38/10萬。

3.3 瀝青混合料水穩(wěn)定性

不同等級PPA改性瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果及殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比與PPA等級的關(guān)系見圖6、圖7。

證明 因?yàn)門,I,F均為實(shí)數(shù)，故根據(jù)實(shí)數(shù)的大小關(guān)系，結(jié)合概率易知，對任何a,b∈R,若a>b,則P(a≥b)=1,反之，P(a≤b)=0。由此，(1)得證。

由圖6、圖7可知：隨著PPA等級的提高，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比均提高，但增幅較小。說明PPA等級對瀝青混合料水穩(wěn)定性影響較大，隨著PPA等級的提高，瀝青混合料的水穩(wěn)定性提高。這主要是因?yàn)殡S著PPA等級的提高，瀝青稠度增大，表現(xiàn)為瀝青混合料水穩(wěn)定性在一定程度上提高。PPA等級對瀝青混合料水穩(wěn)定性影響較大，等級較高的PPA對瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果較好，多雨地區(qū)宜采用等級高的PPA改性瀝青混合料。

圖6 PPA改性瀝青混合料殘留穩(wěn)定度與PPA等級的關(guān)系

圖7 PPA改性瀝青混合料凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比與PPA等級的關(guān)系

4 結(jié)論

(1) PPA等級對瀝青及瀝青混合料高溫性能影響顯著，等級較高的PPA對瀝青高溫性能及瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的改善效果較好，高溫地區(qū)宜采用等級高的PPA改性瀝青混合料。

(2) PPA等級對瀝青及瀝青混合料低溫性能影響顯著，等級較高的PPA對瀝青延展性與瀝青混合料低溫抗裂性能較為不利，低溫地區(qū)宜采用等級低的PPA改性瀝青混合料。

(3) PPA等級對瀝青混合料水穩(wěn)定性影響較大，等級較高的PPA對瀝青稠度與瀝青混合料水穩(wěn)定性的改善效果較好，多雨地區(qū)宜采用等級高的PPA改性瀝青混合料。