石墨烯/聚乙烯复合改性沥青胶结料的流变性能研究

李宝玉

(陕西高速公路工程咨询有限公司，西安 710054)

0 引 言

随着交通荷载的增加和不利气候的影响，早期车辙已成为沥青路面典型的病害之一，常规沥青胶结料的粘弹特性会导致沥青路面在高温重载作用下产生塑性变形[1]。目前，对沥青胶结料进行改性被认为是改善沥青混合料高低温性能的良好解决方案。道路研究员们已经尝试将多种添加剂材料用于沥青胶结料的性能提升，其中聚烯烃类改性剂因其良好的抗变形性而被广泛用于沥青改性，如聚乙烯(polyethylene, PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)、再生PE等[2-3]。然而，聚烯烃聚合物改性沥青胶结料的溶解度和储存稳定性不足，在高温下易产生相分离[4]。

近年来，纳米材料以其“小尺寸效应”“表面和边界效应”和“量子尺寸效应”等独特的性能已成为众多领域中深受欢迎的研究主题[5]。作为一种新型的沥青改性剂，纳米材料引起了道路研究员们广泛的关注。研究结果表明，某些纳米材料(如纳米黏土、纳米TiO2、纳米SiO2、碳纳米管(carbon nanotube, CNTs)、石墨烯纳米片(graphene nanoplatelets, GNPs)和氧化石墨烯(graphene oxide, GO))能够极大地提高沥青胶结料的力学性能、抗老化性能、抗疲劳性以及粘附性能[6-11]。尽管上述纳米材料可以改善沥青胶结料的某些性能，但其改善效果有所不同。其中石墨烯是一种二维的层状纳米结构材料，具有出色的力学、电学、热学和光学等性能，自被发现以来备受关注[10-11]。

Le等[12]对来自不同制造商的三种GNPs(M750、M850和4827)进行了评估，发现GNPs对基质沥青的复数模量和相位角没有显著影响，但GNPs可以提高沥青胶结料的强度。……