1.重庆通力高速公路养护工程有限公司 重庆 400074；2.重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074；3.重庆交通大学材料科学与工程学院 重庆 400074
摘要：为了研究新型高粘改性剂AR-HVA对沥青性能的影响，通过三大指标、60℃动力粘度、温度扫描试验，评价不同掺量AR-HVA改性剂对SBS改性沥青的改性效果。结果表明，掺入AR-HVA改性剂后，沥青的高温性能，低温敏感性较SBS改性沥青均具有较大提升，改性后高粘沥青弹性成分比例提高，粘结能力和高温抗变形能力增强。根据试验结果，推荐AR-HVA改性剂在6%~8%。
关键词：高粘改性剂；高温性能；温度扫描试验
大空隙特征透水沥青路面因雨天可以快速去除路表积水，能够起到抗滑、减少水雾水漂，降低噪音，提高行车的安全性和舒适性等良好功能特性，在我国得到广泛应用，但早期采用基质沥青和SBS改性沥青修建的的透水路面往往在通车后不久即产生集料飞散、车辙变形等病害[1-3]。为了提高透水沥青路面的路用性能，本研究将由热塑性橡胶弹性体、增塑剂、交联剂等添加剂混熔造粒而成的高粘剂AR-HVA复合SBS改性沥青制备高粘改性沥青，以期提高改性后沥青的高温性能，并提出适宜的AR-HVA掺量。
1 试验部分
1.1 试验材料
采用SBS改性沥青作为改性对象，其技术性能满足规范要求。改性剂
1.2 高粘改性沥青的制备
采用高速剪切机制备高粘改性沥青，制备过程首先将SBS改性沥青在烘箱中加热至190 ℃，加入设计量的AR-HVA改性剂，使用玻璃棒均匀搅拌；将剪切机调整为3000 r/min，油浴锅温度控制在180~190 ℃，剪切30 min；剪切完成后，将沥青放入180 ℃的烘箱中溶胀发育30 min。本研究制备的改性剂掺量分别为6%、8%、10%、12%。
2 试验结果和分析
2.1 三大指标试验
在相同的试验条件下对不同AR-HVA高粘改性剂掺量的沥青技术性能进行三大指标测试，试验结果如表2所示。
表2 高粘改性沥青技术指标
由图1可知，随着改性剂掺量的提高，沥青在25 ℃下的针入度逐渐下降，其变化幅度较为平稳，这说明AR-HVA的添加可以提高沥青的稠度，增强沥青的抗剪切破坏能力。由图2和图3可以看出改性剂对沥青软化点和5 ℃延度具有较高的提升效果，其中，软化点的增长幅度较为均衡，这说明AR-HVA改性剂的添加能够持续降低沥青的温度敏感性，提高改性沥青的耐热性，当改性剂从0%提升至10%时，沥青5 ℃延度具有较为明显的提升，沥青的低温变形能力，抗裂能力增强，分析原因在于AR-HVA中的高分子聚合物通过剪切均匀分散在沥青中，形成了一种网状的分子链结构，从而增加了沥青粘度。
2.2 粘度试验
国内学者认为，60 ℃动力粘度与混合料的高温稳定性能具有良好的相关性，随着60 ℃粘度的提高，沥青混合料的高温稳定性得到改善。
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图4 60℃动力粘度曲线
由图6可知，随着改性剂掺量的高，沥青的60 ℃动力粘度呈现指数级增长，当掺量达到6%时，动力粘度已经超过规范对于高粘沥青大于50000 pa•s的要求，达到320000 pa•s，可见高粘剂的增加，能够大幅度的提高沥青的粘结能力，改善透水沥青路面出现坑槽，集料飞散等病害。
2.3 动态剪切流变试验（DSR）
通过温度扫描试验测试不同温度下得高粘改性沥青的复数模量G*、相位角δ，并由计算得到沥青车辙因子。试样直径为25 mm，厚度为2 mm，应变值为γ设定为12%，频率ω为10 rad/s，温度区间为58℃~88 ℃，试验结果如图5~7所示。
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图5 相位角曲线
图7 车辙因子
由图5可知，改性后的沥青，随着温度上升而相位角逐渐增大，沥青粘性成分比例不断提高，分析原因在于高温使改性沥青分子力及分子间的交联作用下降，高分子连段动态柔性增加，沥青逐渐由弹性向粘性转化。从改性剂对沥青相位角影响来看，AR-HVA改性剂的添加明显减小了沥青的相位角，且前期降低幅度明显。由图6可见，AR-HVA对沥青复数模量指标和车辙因子的提高明显，高粘剂的添加有效的提升了沥青抗重复剪切变形的能力，沥青高温性能提升明显。
综上，6%以上掺AR-HVA的改性沥青皆具有出色的高温抗变形能力，能够满足高温地区排水沥青路面对于高粘改性沥青的技术要求，但为了保证沥青的施工和易性，推荐AR-HVA掺量为6%~8%。
参考文献：
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