青川天然岩沥青对基质沥青性能影响分析

杨新春

摘 要：为评价青川天然岩沥青对基质沥青性能的影响，采用70-A级道路石油沥青为基质沥青，按照针入度分级和性能分级试验体系，对不同青川岩沥青掺量的岩改沥青性能进行了试验研究。

关键词：青川岩沥青；高温性能；感温性；低温性能；疲劳性能

目前关于青川天然岩沥青对基质沥青性能影响及评价鲜有报道，为进一步明确青川天然岩沥青对基质沥青的改性效果，分析与评价其对基质沥青性能的影响。本文以昆明石化70-A级道路石油沥青作为基质沥青，通过粘温试验、针入度试验、高低温性能试验、储存稳定性及疲劳性能试验，研究青川天然岩沥青对基质沥青性能的影响。

1.原材料试验

基质沥青采用昆明石化产70-A级道路石油沥青。

天然岩沥青采用四川广元青川天然岩，天然岩沥青组分与软化点试验结果见表1。

2.岩沥青改性沥青常规性能试验

采用5种掺量青川天然岩沥青（如表2所示）与基质沥青掺配，除了现行规范规定的常规指标，本实验增加了135℃和175℃粘度评价沥青抵抗流动的能力和施工性能，青川天然岩沥青改性沥青试验结果如表2所示。

表2常规指标试验结果表明，随着青川岩沥青掺量的增加，岩沥青改性沥青粘度、软化点提高，说明改性沥青的凝胶化程度得到加强，因此，10℃延度、15℃延度和RTFOT后10℃延度均逐渐减小。

3.青川天然岩沥青对基质沥青性能的影响分析

为了更全面评价岩沥青对基质沥青性能的影响，本文根据ASTM和AASHTO实验评价方法，研究岩沥青改性沥青的温度敏感性、高温性能、低温性能和老化性能。

（1）高温性能

通常采用软化点表征沥青耐高温性能。软化点越高，沥青的高温稳定性越好。从表2可以看出，随青川天然岩沥青掺量的增加，软化点逐渐升高。岩沥青的掺加，增加了以键能较小的氢键为主的分子间力，分子间的极性键增强，形成了大分子网状结构，沥青粘度显著增大，抗流动变形能力增强。同时，由于岩沥青改性沥青中沥青质和胶质含量增加，粘性成分降低，其弹性恢复能力有所增加，抗车辙性能提高。

（3）低温性能

室内试验发现，青川岩沥青改性沥青5℃低温延度为0，在保温去模或加载时发生脆断。可见，5℃低温延度不适于评价岩沥青改性沥青的低温性能。本文采用弯曲梁流变试验，根据SHRP规范中沥青的低温性能分级，当高于最低路面设计温度10℃时，60秒对应的蠕变劲度S≤300kPa，蠕变速率m≥0.3，以此评价沥青的抗低温收缩开裂性能，试验结果如图1所示。

从图1可以看出，不同岩沥青掺量、不同温度条件时，岩沥青改性沥青的低温流变性能不同。蠕变劲度与温度变化（图a）中，沥青蠕变劲度模量随温度降低而升高，反映了高聚物材料低温脆化的过程。图1（b）中也可以看出，在与m=0.3线交点的对应温度上，基质沥青、5%、7.5%、10%、12.5%岩沥青改性沥青的脆断温度是逐渐升高的，12.5%掺量的岩改性沥青在0℃试验条件下已经不能满足SHRP规定的蠕變速率要求。

（4）疲劳性能

本文采用Malvern公司生产的ADSⅡ型动态剪切流变仪，对青川岩改沥青PAV老化后进行试验，试验频率为10rad/s，试验结果见表5。