直投式環保型瀝青改性劑

一、產品簡介

      利用以回收PE為主要材料的新型直投式改性劑制備改性瀝青及混合料，采用動態剪切流變試驗(DSR)和差示掃描量熱試驗(DSC)分析直投式改性劑，借助彎曲梁流變試驗(BBR)對其低溫流變特性進行研究，并對其路用性能進行評價。作為一種常用的改性劑，聚乙烯(PE)成分可有效加大瀝青材料的黏度和抗疲勞特性?；厥誔E價格低廉，從環境友好角度出發，可將其作為改性劑應用于當前的道路建設中，從而降低瀝青路面的建設成本，提高混合料的回彈模量，增強水穩定性，提高疲勞壽命。

二、主要作用

1）高溫穩定性

      可以看出，標準條件下，直投式環保型瀝青改性劑動穩定度是普通瀝青混合料的8.0倍，是SBS改性瀝青的1.5倍，直投式環保型瀝青改性劑顯著提高了混合料抗車轍性能。浸水及70℃、0.8MPa條件下動穩定度仍優于SBS改性瀝青混合料在標準條件下抗車轍性能，顯示直投式環保型瀝青改性劑優異的高溫穩定性。

2）低溫抗裂性

      直投式環保型瀝青改性劑的彎拉強度與彎拉應變均有提高，但幅度有限，直投式改性劑對于混合料的低溫抗裂性正向作用效果不明顯。

3）水穩定性

      與基質瀝青相比，直投式環保型瀝青改性劑25℃劈裂抗拉強度提高了46.9%，且高于SBS改性瀝青，直投式環保型瀝青改性劑可以明顯提高混合料的力學性能。凍融劈裂強度比較基質瀝青提高了9.3%，說明直投式環保型瀝青改性劑可能夠很好的改善瀝青混合料的水穩定性能。這是因為直投式環保型瀝青改性劑對集料的界面進行了改性，將改性劑加入加熱的集料中，利用拌合過程中骨料的高溫傳熱和混合料之間的相互摩擦、剪切作用，改性劑迅速熔融分散并粘附在集料表面，形成一層可以擴散到集料表面微空隙內的改性劑薄膜，加入基質瀝青改性后，改性瀝青充分裹覆在集料表面形成良好的集料瀝青界面，集料與瀝青間的粘結力大幅增強，混合料抗水損害能力得以改善。

三、試驗方法

(1)動態剪切流變試驗(DSR)

      采用英國Malvern公司生產的ADS型全自動動態剪切流變儀，對3種不同摻量的直投式新型改性瀝青、70?；|瀝青和SBS改性瀝青在原樣和RTFOT短期老化2種狀態下進行DSR試驗。試樣直徑為25mm，厚1mm。采用應變控制模式，加載頻率為10rad·S^-1，約1.59Hz。試驗起始溫度為64℃，以6℃逐級提高，直至不滿足車轍因子指標為止。按ASTMD7175標準[8]中的方法進行試驗。

(2)彎曲梁流變試驗(BBR)

      采用美國ATS公司生產的RHE-102型彎曲梁流變儀對經RTFOT短期老化和PVA長期老化后的3種直投式新型改性瀝青、70?；|瀝青和SBS改性瀝青進行流變試驗，2組試驗溫度控制在-12℃和-18℃。按ASTMD6648標準[9]中的方法進行試驗。

(3)差示掃描量熱試驗(DSC)

      采用美國TA公司生產的Q100DSC型分析儀對2組瀝青材料進行DSC試驗。試驗時為氮氣氣氛，試驗溫度在-40℃~100℃之間，控制試驗升溫速率為10℃·min^-1。

(4)瀝青混合料的路用性能試驗

      對基質瀝青、SBS瀝青和直投式改性瀝青3種瀝青混合料進行常規路用性能試驗。直投式改性瀝青混合料由改性劑直投法制備，經過多次試驗確定改性劑用量為瀝青總質量的0.35%，上述瀝青混合料均采用AC-13型級配中值。

      采用車轍試驗對混合料的性能指標進行測定，除了標準的試驗條件之外，還新增了2種較為苛刻的試驗條件，分別為60℃、0.7MPa浸水和70℃、0.8MPa浸水。利用小梁彎曲試驗對瀝青混合料的路用低溫性能進行評價，標準試驗條件為：溫度-10℃，加載速率50mm·min^-1?；旌狭系乃€定性采用凍融劈裂試驗法測定，其他相關路用性能指標測定采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTG E20-2011)中要求的試驗方法。

四、結語

      (1)加入直投式改性劑，瀝青復數模量加大，相位角減小，高溫性能得到改善；且改性劑用量越多，改善效果越明顯。改性劑對于高溫區間感溫性能的改善效果并不如高溫穩定性那樣顯著。

      (2)熱分析結果證明，采用直投式改性劑進行改性后，瀝青高溫區間平均吸熱量會大大降低，吸熱峰溫度范圍變小，高溫穩定性得到改善，DSC與DSR試驗結果具有較好的一致性。

      (3)就瀝青低溫性能而言，改性劑摻量為6%，摻入改性劑可在一定程度上改善瀝青低溫性能，但并不足以改變瀝青低溫性能分級。

      (4)直投式改性劑顯著提升瀝青混合料的抗高溫性能和水穩定性，對于低溫性能影響不明顯。