碳纳米管/SBS复合改性沥青路用性能与相容性研究

傅珍，唐钰杰,孙启宇，王钰洁，刘松然

(1.长安大学 材料科学与工程学院,陕西 西安 710064；2.长安大学 公路学院,陕西 西安 710064)

纳米材料沥青复合后能够从纳米层面改变沥青的微观结构，进而改善沥青的宏观性能[1-4]。掺入碳纳米管(CNTs)在沥青中形成网状结构有助于提升沥青的高温性能和疲劳性能[5-9]。SBS改性沥青广泛应用于交通建设中，但存在抗老化能力不足、储存稳定性差等缺陷[10-11]。研究发现：将碳纳米管掺入SBS改性沥青，能够显著提高SBS改性沥青的抗车辙性能和抗疲劳性能，并对储存稳定性具有一定的改善[12-18]。本文针对SBS改性沥青目前存在的相容性较差的缺陷和综合性能评价较少的现状，制备不同掺量碳纳米管复合改性沥青，进行多项实验，评价碳纳米管对SBS改性沥青各项性能以及相容性的影响。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

SK-90号沥青,韩国双龙公司生产,主要技术指标见表1;YH-791H线性SBS材料，巴陵石化，其主要技术指标见表2；多壁碳纳米管(MWCNTS)，常温常压下为黑色固体粉末(见图1)，主要技术指标见表3。

表3 碳纳米管基础性能指标Table 3 Basic performance indexes of CNTs

图1 碳纳米管外观Fig.1 Appearance of CNTs

表1 基质沥青技术指标Table 1 Technical indexes of base asphalt

表2 SBS材料(YH-791H)基础性能指标Table 2 Basic performance indexes of SBS material(YH-791H)

DHR-1型动态剪切流变仪；XSP-BM22AY型荧光显微镜；WSY-026型沥青针入度测试仪；WSY-025E型沥青软化点测试仪；LYY-10A-CL型沥青延度测试仪；HCJ1-NDJ-1C布氏旋转粘度计。

1.2 碳纳米管/SBS复合改性沥青制备[19-21]

将SK90#沥青放入160 ℃的烘箱中约1.5 h，当沥青变成熔融状态后，称取约500 g沥青于实验缸中，实验温度160 ℃，加入4%质量分数的SBS，采用5 000 r/min转速的剪切机剪切45 min。掺入质量分数0.9%的碳纳米管，在160 ℃下剪切45 min， 转速为3 000 r/min。……