Sasobit改性沥青改性效果对比试验研究

【摘 要】为研究Sasobit改性剂对ES70和PJ130两种基质沥青的改性效果，将ES70和PJ130两种基质沥青分别掺2%～6%的Sasobit并制备成沥青结合料，进行动态剪切流变试验和弯曲梁蠕变试验，并进行路用性能（PG）分级。试验结果表明：随着Sasobit掺量的增加，两种沥青的车辙因子和蠕变劲度模量逐渐增大，变形速率减小。在2%～6%掺量范围内，Sasobit均能较大程度地提高ES和PJ两种沥青的高温性能，能较大程度地削弱ES沥青的低温性能，但对PJ沥青低温性能只有略微不利的影响，因此Sasobit的掺量不得超过4%。

【关键词】改性沥青；基质沥青；Sasobit；沥青结合料；流变特性；PG分级

1. 前言

（1）沥青具有优良的防水性能和粘结性能，目前在道路建设中被广泛应用，但由于沥青温度敏感性大，低温易变脆，高温易流淌，耐老化性差，直接影响着路面的服务性能和使用性能，因而改性沥青技术越来越引起人们的重视[1]。

（2）目前，全球已经研制出几十种添加剂以及多种改性方法，其中成功推向市场应用的有10多种，并形成了4种主要的改性方法：沥青——矿物法，有机添加剂法，乳化沥青温拌法，泡沫沥青温拌法。其中，应用最广泛的是以Sasobit为代表的有机添加剂法[2]。随着时间的推移，国内外学者开始深入研究不同添加剂改性效果。李德超[3]在PG 64-22和PG 70-28两种沥青中分别加入Sasobit和Aspha-min 两种添加剂，并对其沥青结合料的流变性能进行了研究。李中秋[4]将Sasobit作为一种普通的沥青改性剂，仅对一种基质沥青的改性效果进行了评价。周刚[5]对EC-120添加剂的改性效果进行了研究，发现EC-120能够大幅改善沥青的高温稳定性，但同时对沥青的抗疲劳和低温抗开裂性能略微有消极的影响。众多研究表明：同一种改性剂对不同基质沥青有不同的改性效果，这是改性沥青研究的一个热门课题。

（3）综上所述，目前Sasobit对不同基质沥青的改性效果研究较少，并且没有从沥青PG分级的角度对其改性效果进行分析。本文将从不同的基质沥青入手研究Sasobit对其的改性效果，进行动态剪切流变试验和弯曲蠕变试验，并对Sasobit改性沥青进行PG分级，从理论上指导Sasobit改性沥青的研究和生产使用。

2. 室内试验

2.1 试验原材料。

（1）本文选用Sasobit作为改性剂，其熔点在100℃左右，可以完全融解在温度高于115℃的沥青中，随着温度升高，Sasobit改性剂的吸附溶解作用可降低沥青的粘度[6]。当温度低于熔点时，Sasobit将会结晶析出，在沥青中形成网状的晶格结构。其物理化学指标见表1。

（2）为研究Sasobit对不同基质沥青的改性效果，本文将sasobit与两种基质沥青混合并制备成沥青胶结料。本文选用两种种具有代表性并且标号差异性较大的基质沥青，分别为我国北方地区以及高寒区使用较多的130号盘锦沥青（PJ）和我国南方区域应用广泛的70号埃索沥青（ES）。

2.2 试验方法。

主要通过动态剪切流变试验和弯曲梁蠕变试验进行研究。

2.2.1 动态剪切流变试验。

动态剪切流变仪是一种用来评估材料的流变特性的通用仪器，在Superpave沥青结合料性能规范中[7～8]，车辙因子是一种评价沥青结合料高温性能的指标，沥青结合料车辙因子越大，流动变形越小，则抗车辙的能力就越强。疲劳因子是一种评价沥青结合料抗疲劳开裂性能的指标，沥青结合料的疲劳因子越大，抗疲劳开裂的能力就越强。试验时，应变控制模式下，角频率为10rad/s，应变为12%。

2.2.2 弯曲梁蠕变试验。

弯曲梁蠕变仪（BBR）是一种专门用来测定沥青结合料低温性能的仪器，试验样品均为经过R旋转薄膜老化（RTFO）/压力老化（PAV）后的残留沥青。SHRP研究计划中运用蠕变劲度模量和变形速率两个参数来确定低温临界分级温度。

3. 试验结果和分析

3.1 Sasobit对沥青胶结料流变特性的影响。

3.1.1 车辙因子。

（1）在PJ和ES沥青中分别加入2%～ 6%的Sasobit改性剂并制备成沥青胶结料，ES沥青旋转薄膜烘箱老化前后其车辙因子与Sasobit掺量的关系分别见图1，PJ沥青旋转薄膜烘箱老化前后其的车辙因子与Sasobit掺量的关系分别见图2。

3.3 Sasobit对沥青PG分级的影响。

3.3.1 综上所述，随着Sasobit改性剂的掺入，两种基质沥青的高温性能、疲劳性能和低温性能均会产生不同的影响。本文通过沥青PG分级来确定Sasobit改性剂对两种沥青的改性效果。ES和PJ沥青在不同Sasobit掺量下的临界分级温度和PG性能等级，见表2和表3。

4. 结论

（1）Sasobit改性剂的掺入可大幅提高ES70号和PJ130号两种基质沥青的高温稳定性，但是掺量过多则会对其抗疲劳性能和低温抗裂性能造成不利影响，故Sasobit改性剂的掺量应控制在中低限，不超过4%。

（2）在2%～6%掺量范围内，Sasobit改性剂能较大程度地削弱ES70号基质沥青的低温性能，但对PJ130号基质沥青的低温性能只略有不利影响。

参考文献

[1] 赵僶，杨军，陈荣生. 聚合物改性沥青性能的评价研究[J]. 公路交通科技，2000（4）.

[2] 刘晓文. 温拌沥青混合料在欧洲的应用[J]. 石油沥青，2009，23（5）：48～52.

[3] 李德超. 两种温拌沥青混合料添加剂性能室内试验比较[J]. 石油沥青，2008，22（2）：24～29.

[4] 李中秋，马敬坤. Sasobit改性剂对沥青改性的室内试验分析[J]. 公路交通科技，2004（21）：26～29.

[5] 周刚，唐江. EC-120温拌改性沥青胶结料性能试验研究[J]. 公路交通技术，2012（4）.

[6] Hurley G C， Prowell B D. NCAT Report 05-06， Evaluation of Sasobit for Use in Warm Mix Asphalt[R]. National Center for Asphalt Technology， 2005.

[7] AASHTO Standards. Performance-Graded Asphalt Binder. M 320-03.

[8] 余叔藩.性能分级沥青结合料规范和试验[Z].重庆：交通部重庆公路科学研究所，1997.