1、1荒漠地区改性沥青流变性能试验分析摘要：为了研究荒漠地区两种常用沥青流变性能，采用 DSR、BBR的试验方法分别对 RTFOT 短期老化前后沥青的流变参数进行对比分析，得出短期老化前后沥青性能排序。结果表明：高温下 RTFOT 前后沥青流变性能顺序为橡胶改性沥青SBS 改性沥青；低温下沥青 RTFOT 前流变性能顺序为 SBS 改性沥青橡胶改性沥青，而沥青 RTFOT 后低温流变性能顺序为橡胶改性沥青SBS 改性沥青。研究表明在荒漠地区橡胶改性沥青的流变性能优于 SBS 改性沥青，短期老化提升了沥青抵抗流动变形的能力。Abstract： In order to study the theolo
2、gical properties of two kinds of asphalt used in desert area， the DSR and BBR test methods are used to compare and analyze the rheological parameters of asphalt before and after the short-term aging of RTFOT and obtain the asphalt performance sort before and after the short-term aging. Results show
3、that， under high temperature， the asphalt rheological properties order before and after RTFOT is rubber modified asphalt SBS modified asphalt， under low temperature， the asphalt rheological properties order before and after RTFOT is SBS modified asphalt rubber modified asphalt， the rheological prope
4、rty order of 2asphalt at low temperature after RTFOT is rubber modified asphalt SBS modified asphalt. Research shows that rheological property of rubber modified asphalt is better than that of SBS modified asphalt in desert region， and short-term aging improves the ability of asphalt to resist flow
5、deformation. 关键词：短期老化；流变性能；DSR；BBR Key words： short-term aging；rheological property；DSR；BBR 中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）19-0152-03 0 引言 荒漠地区现有道路以沥青路面为主，随着丝绸之路经济带的建设，重载交通现象严重，路面破坏非常普遍。加之荒漠地区夏季炎热、冬季寒冷，冷热悬殊，降水极少，蒸发旺盛等特殊气候使得沥青路面病害明显有不断加重的趋势。SHRP 研究结果表明，沥青性能对高温流变性的影响为 40%，对低温流变性的影响更到达了 80%
6、。然而，现有的研究却对荒漠地区改性沥青进行抗老化性能的分析却很少之又少。 基于此，本文选取荒漠地区两种常用改性沥青运用动态剪切流变仪（DSR） 、弯曲梁流变仪（BBR）测定旋转薄膜烘箱（RTFOT）试验前后沥青的流变参数，并进行系统分析。研究结果可为荒漠地区大温差条件下长寿面沥青路面提供理论支撑和技术指导。 1 试验 31.1 试验原理 DSR 是测定沥青高温流变性质的仪器。G*/sin 是 PG 规范中衡量沥青高温抗车辙性能的参数。由于 G*/sin 能综合表征出较大的 G*和较小的 ，因此在最高路面设计温度下，G*/sin 值越大越好。规范要求：原样沥青：G*/sin1.0kPa；RTFO
7、T 后残留沥青：G*/sin2.2kPa。 BBR 是测定沥青低温流变性质的仪器。SHRP 规范要求：劲度模量：S300MPa，S 愈小，其低温柔性愈大，抵抗荷载的能力愈强；劲度曲线斜率：m0.3，m 值愈大，松弛性能愈好，沥青路面发生低温开裂的机会愈低。 RTFOT 主要是模拟沥青在加热拌和、铺筑过程中发生的变化，正是这个过程发生了沥青最重要的热老化反应。 1.2 试验方案 选用新疆地区两种改性沥青：SBS 改性沥青和橡胶改性沥青，采用DSR、BBR，按照规范分别对原样沥青及 RTFOT 后的残留沥青进行试验，测定 G*/sin、S 和 m 值，并对试验结果进行对比分析。 2 RTFOT 前
8、后 DSR 试验结果及分析 从表 1 和图 1 可以看出： 温度升高，两种改性沥青的 G*/sin 值却随之降低； 橡胶改性沥青的 G*/sin 值在 RTFOT 前后均为高于 SBS 改性沥青的，且 G*/sin 值的变化范围明显都比较大； 82前改性沥青的 G*/sin 值均下降至下限值，而 RTFOT 后改性4沥青的 G*/sin 值在 82时仍未降至下限。 建立改性沥青 RTFOT 前后 G*/sin 值与温度 T 的回归模型，如表 2所示。 由表 2 和图 2 可以看出： 橡胶改性沥青 RTFOT 前后的对数关系曲线均高于 SBS 改性沥青的，表明橡胶粉的掺入对沥青高温流变性能有增强
9、效果，提高了沥青的抗车辙性能； （G*/sin）-T 对数图总体呈线性关系，显示出两种改性沥青的 G*/sin 值都随温度升高而降低，老化前后的对数曲线下降速度相对一致。 两种沥青的高温流变性能顺序为：橡胶改性沥青 SBS 改性沥青，试验结果表明：橡胶改性沥青的高温流变性能优于 SBS 改性沥青的，在高温下更不易产生流动变形，其抗车辙能力更强。 3 RTFOT 前后 BBR 试验结果及分析 改性沥青 RTFOT 前后试验结果表 3 所示。 由表 3 和图 3、图 4 可以看出： 随着温度的降低，改性沥青的 S 值逐渐增大，m 值却逐渐减小； S 达到 300MPa 前，橡胶改性沥青 RTFOT
10、 前的 S 值高于 SBS 改性沥青的，而橡胶改性沥青 RTFOT 后的 S 值低于 SBS 改性沥青的； 橡胶改性沥青的 m 值小于 SBS 改性沥青的，且橡胶改性沥青的 m值降低的速度高于 SBS 改性沥青的； 分别建立改性沥青 RTFOT 前后指标与温度 T 的回归模型，如表 4 所示。改性沥青 RTFOT 前后临界温度如表 5 所示。 5由表 4、表 5 和图 5、图 6 可得： RTFOT 前后，两种改性沥青的 S 值达到 300MPa 的温度都低于-30，且橡胶改性沥青的 S 值达到 300MPa 的温度比 SBS 改性沥青的高，但温差非常小； RTFOT 前后，橡胶改性沥青的 m
11、 值将至 0.3 时的温度均高于 SBS 改性沥青的。 两种改性沥青 RTFOT 前的低温流变性顺序为：SBS 改性沥青橡胶改性沥青，RTFOT 后的低温流变性顺序为：橡胶改性沥青SBS 改性沥青，在 RTFOT 前后 SBS 改性沥青与橡胶改性沥青的低温流变性能排序发生了改变。另外，老化在整个温度变化过程中对 S 和 m 值都有影响，尤其是随温度的降低对 S 值的影响逐渐加大。 4 结语 通过对比分析可以得出：RTFOT 前后沥青高温流变性排序为橡胶改性沥青SBS 改性沥青；RTFOT 前沥青低温流变性排序为 SBS 改性沥青橡胶改性沥青，而 RTFOT 后沥青低温流变性排序为橡胶改性沥青S
12、BS 改性沥青。 在 RTFOT 前后 SBS 改性沥青与橡胶改性沥青的低温流变性能排序发生了改变，可能是在短期老化作用下使沥青组分发生了变化，具体原因还需进一步的研究。 短期老化对 SBS 改性沥青的影响大于对橡胶改性沥青的影响，说明改性剂在短期老化过程中受到了明显的影响，也就是说掺加的橡胶粉在短期老化反应过程中的低温流变性能相对稳定。 6总体分析，橡胶改性沥青的流变性能优于 SBS 改性沥青的流变性能。由于橡胶改性沥青的施工技术要求较高，因此在施工使用过程中应严格控制温度。 参考文献： 1交通部重庆公路科学研究所.美国公路战略研究计划（SHRP）沥青研究项目（专题情报资料）Z.重庆：交通部
13、重庆公路科学研究所，1995. 2陈华鑫，周燕，王秉刚.SBS 改性沥青老化后的动态力学性能J.长安大学学报（自然科学版） ，2009，29（1）：1-5. 3段守荣，任瑞波.应用动态努切流变仪（DSR）评价沥青胶浆路用性能J.中南公路工程，2001，26（4）：81-83. 4沈金安.沥青及沥青混合料路用性能M.北京：人民交通出版社，2001：125-126. 5封基良.沥青 BBR 小梁试验的流变分析J.武汉理工大学学报（交通科学与工程版） ，2006，30（2）：205-208. 6朱春阳，杨毅，刘学建.不同标号沥青的弯曲梁流变试验对比分析研究J.中外公路，2007，27（4）：289-291. 7苗其东，姚强，载鑫.浅论模拟沥青加热拌和老化的两种试验方法J.石油沥青，2009，23（5）：63-67.
