本站小編為你精心準備了布敦巖瀝青改性瀝青性能研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《湘潭大學自然科學學報》2014年第二期

1BRA改性瀝青黏度性能

黏性是瀝青在荷載作用下抵抗流動變形的能力，其大小通常用黏度來表示．瀝青的黏度反映了路面在高溫條件下的使用情況，瀝青黏度越大，其在荷載作用下產生的剪切變形越小．另外，瀝青的黏度能夠表征結合料的和易性，在工程中為控制改性瀝青的施工性能，確保其具有充分的液體狀態，利于泵送，Su－perpave瀝青結合料規范［6］要求改性瀝青135℃黏度不得超過3Pa•s．試驗結果見圖1．由圖1可知，在同一溫度下，BRA改性瀝青的黏度隨巖瀝青摻量的增加而增大，在摻量為20％～40％時增量明顯．以135℃黏度為例分析，BRA摻量為20％、30％、40％的改性瀝青，分別比基質瀝青的黏度提高了43．0％、68．5％、116．9％．表明BRA改性瀝青高溫下抵抗流動變形的能力增強，在相同的荷載作用下產生的剪切變形小．由圖1還可以看出，BRA改性瀝青135℃的黏度均小于3Pa•s，滿足我國現行的技術規范和Superpave瀝青結合料規范的要求，說明BRA改性瀝青具有良好的工程性能，有利于提高瀝青混合料的路用性能．

2BRA改性瀝青剪切流變性能

動態剪切流試驗用來確定瀝青結合料高溫和中等溫度下的黏性和彈性特性，主要測量瀝青結合料的復數剪切模量G＊和相位角δ，并采用車轍因子G＊／sinδ作為瀝青材料抗永久變形的評價指標，用疲勞因子G＊•sinδ作為瀝青材料抗疲勞開裂性能評價指標。試驗，試驗結果見圖2、圖3和表3．由圖2、圖3和表3可知，同一溫度下，BRA改性瀝青RTFO老化前后的復數模量G＊均隨著BRA摻量的增加而增大，相位角δ隨著BRA摻量的增加而減小，因此抗車轍因子G＊／sinδ隨著BRA摻量的增加而增大，說明BRA可以改善基質瀝青高溫性能；從相位角也能得出相同的結論，相位角的減小意味著改性瀝青的彈性分量比例增加，即在承受相同的路面荷載的情況下，其變形可恢復的性能增加，高溫抗車轍性增強．復數模量G＊由彈性模量和損失模量兩部分組成，是對瀝青材料固有性質的定量描述，直接反映材料的力學性能．本文采用lglgG＊－lgT回歸得到的GTS來評價BRA改性瀝青的感溫性能，并按照公式（1）計算，計算結果如表4所示． 式中：G＊為復數模量，Pa；T為試驗溫度，K（以絕對溫度表示）；C為常數；GTS為復數模量指數，表示瀝青在高溫及中溫的感溫性．由表4可知，lgT與lglgG＊有較好的相關關系，GTS直接反映材料力學性能隨溫度的變化．BRA改性瀝青的｜GTS｜值隨巖瀝青摻量的增加而減小，說明BRA改性瀝青復數模量G＊受溫度影響變化的趨勢減小．表明BRA改性瀝青感溫性能隨BRA摻量的增加而降低．Superpave瀝青規范中對原狀瀝青、RTFO老化瀝青及PAV老化瀝青的連續分級溫度標準要求不同．按照ASTMD7643－10［8］規范的要求，本文取原狀瀝青。由表5可知，原狀瀝青、RTFO瀝青的連續分級溫度均隨著BRA摻量的增加而升高，BRA改性瀝青的PG高溫分級溫度由68．1℃升高到82．7℃，說明BRA改性瀝青PG高溫分級隨著巖瀝青摻量的增加而提高．表明摻入BRA之后，改性瀝青的高溫性能得到較大的改善．從表5中還可以看出，中間溫度均隨BRA摻量的增加而升高，且各溫度下抗疲勞因子均滿足規范的要求，即G＊•sinδ≤5000kPa．

3BRA改性瀝青低溫性能

彎曲梁流變儀試驗用來確定低溫路面瀝青結合料的低溫開裂性質，主要測量兩個參數即蠕變勁度S（t）和勁度變化速率m．其中，勁度S（t）表征瀝青路面由于溫縮形成的溫度應力，勁度變化速率m表征瀝青結合料應力松弛速率．本文采用美國生產的BBR彎曲流變儀，試驗樣品采用經過RTFO和PAV老化以后的瀝青殘渣，試驗結果見表6和圖4、圖5．對于PG低溫分級溫度，本文按照ASTMD7643－10［8］規范的要求，取蠕變勁度S（60）＝300，m＝0．300時對應的分級溫度進行分析，且S（60）對應的連續分級溫度根據公式（2）進行對數插值，m對應的連續分級溫度根據公式（3）進行線性插值計算，最終取兩個連續分級溫度中的較高者作為PG低溫分級溫度．由圖4和圖5可知，BRA改性瀝青的勁度模量S均比基質瀝青高，并且隨著BRA摻量的增加呈現增大的趨勢，反映了BRA改性瀝青低溫脆化的過程；BRA改性瀝青的勁度變化率m，隨著BRA摻量的增加呈減小的趨勢，這表明BRA改性瀝青的應力松弛能力下降，當溫度急劇下降時容易出現溫縮開裂．由表6可知，BRA改性瀝青PG低溫分級溫度由－23．7℃升高到－16．0℃，說明改性瀝青PG低溫分級［9］隨BRA摻量的增加而降低，BRA改性瀝青低溫抗開裂性能下降．這些評價指標說明BRA對基質瀝青的低溫性能產生不利影響，對此可有三種解釋［10～13］：一是BRA的低延展性能，遺傳給整個BRA改性瀝青體系，導致改性瀝青低溫延展性下降；二是BRA中含有大量的礦物質；三是現有的試驗方法并不適合評價BRA的改性效果，如低溫勁度模量試驗條件性限制了對瀝青材料本質的探討．但大量的工程實例和室內試驗證明［11，12］，摻入適量的BRA改性瀝青混合料的低溫抗開裂性能指標并沒有明顯的降低．因此有必要從瀝青混合料及路面整體結構方面出發，間接地評價BRA對改性瀝青低溫性能的影響．目前，這些內容在巖瀝青的改性方面還需要進一步的工作和研究．由表5和表6可以看出，BRA改性瀝青的連續分級溫度和BRA摻量有密切的關系，本文采用HT與LT的差值，即溫差HT－LT的值來評價BRA改性瀝青的可使用溫度范圍與巖瀝青摻量的關系，其中HT（HighTempera－ture）、LT（LowTemperature）分別為BRA改性瀝青的PG高溫分級溫度和PG低溫分級溫度．分析結果如圖6所示．由圖6可知，HT－LT和BRA摻量具有較好的正相關關系，說明BRA改性瀝青的可使用溫度范圍隨巖瀝青摻量的增加呈增大趨勢．表明與基質瀝青相比，BRA改性瀝青更適合在溫差變化比較大的地區使用．

4結論

通過瀝青旋轉黏度試驗、動態剪切流變試驗及彎曲蠕變試驗，評價了不同摻量的BRA改性瀝青的溫度敏感性、高溫性能和低溫性能．主要評價指標為黏度、復數模量指數、復數剪切模量、相位角、蠕變勁度及勁度變化速率等．試驗結果與分析顯示：（1）隨著BRA摻量的增加，改性瀝青的黏度值增大，135℃的黏度均小于3Pa•s，符合我國現行的技術規范和Superpave瀝青結合料規范的要求，施工性能良好．（2）通過比較復數模量回歸得到的復數模量指數GTS值，說明摻加BRA后，改性瀝青的溫度敏感性降低．（3）各項指標均表明，BRA摻量對瀝青結合料的高溫性能影響顯著，改性瀝青高溫性能明顯優于基質瀝青．（4）BRA改性瀝青的可使用溫度范圍較基質瀝青擴大，其在溫差變化大的地區更適用．另外，BRA改性瀝青的中間連續分級溫度升高且均滿足PG中間溫度的要求．（5）低溫彎曲試驗采用的評價指標表明，BRA對瀝青結合料的低溫性能產生消極影響．但這一點，還需要從瀝青混合料、路面整體結構方面對BRA改性瀝青低溫性能進行綜合評價．

作者：曾夢瀾朱桃胡圣魁楠丁單位：湖南大學土木工程學院