温拌剂对橡胶沥青流变特性的影响分析

温拌剂对橡胶沥青流变特性的影响分析

[摘要]橡胶沥青，是一种改性沥青胶结材料，有着优良抗疲劳性、高温稳定

特性、抗裂性能等，属于环保型理想的路面材料，通常应用至道路结构当中应力

的吸收层、表面层方面。因橡胶沥青的改性制备当中添加温拌剂后，对其流变特

性会产生一定影响。鉴于此，本文主要以试验方式，对温拌剂对于橡胶沥青的流

变特性所产生影响开展试验分析，仅供业内相关人士参考。

[关键词]橡胶沥青；温拌剂；流变特性；影响；

前言：

温拌剂属于表面活性剂的一种，应用至橡胶沥青的改性制备当中，往往会对

其流变特性产生影响。因而，为更好地开展橡胶沥青相关改性制备工作，对温拌

剂之下橡胶沥青的流变特性变化开展综合分析较为必要。

1、材料选取及试验方法

1.1材料选取

此次试验当中的橡胶粉，其主要是选取常温环境下研磨制备60目类型废旧

车辆轮胎胶粉，基本掺量则是沥青材料总质量的22%,基质沥青(BA)主要选取70#

的石油沥青，ACMP-1温拌剂。橡胶沥青材料制备方面，AR由湿法制备，即称取

特定质量BA，对其快速加热到165℃,添加质量一定60目的橡胶粉，处于180～195℃温度环境当中，维持5000 r/min转速，剪切约45min之后，便可获取橡胶

沥青原样。振动温拌这种橡胶沥青的材料制备操作，即选取制备完成相应橡胶沥青，对其加热处理到185℃,添加相应质量的部分温拌剂后，实施1min手动搅拌，维持剪切速率为5000 r/min，搅拌5min之后，即可获取温拌橡胶沥青。针对ACMP-1及Sasobit温拌剂所制备出来橡胶沥青，则应当分别记为AWAR、SWAR。

1.2具体的试验方法

一是，多重应力之下蠕变恢复方面试验(MSCR)操作。以AASHTO TP-70为主要依据实施MSCR试验，设70℃、64℃、58℃不同温度环境。沥青样品处于

0.1kPa、3.2 kPa应力条件之下经过20次、10次的蠕变之后，恢复循环操作周期；试验时间共为300s,把不可恢复的柔量J nr及应变实际恢复率R算出，对沥青开展高温性能相关测定评价[1]；二是，在中温环境下性能试验(TS)方面。以沥青样品的应变控制模式为基础开展试验，设25℃温度,10%应变值，对沥青10Hz 重复固定正弦荷载，对G*因加载次数改变呈衰减趋势予以详细记录；三是，在低温环境性能试验(BBR)方面。选取弯曲的梁流变专用仪器开展BBR试验，分别设定-12℃、-18℃、-24℃不同温度,对测试样品S及m予以严格记录。

2、影响分析

2.1在高温性能方面

不同温度条件之下，借助MSCR试验，从黏弹性具体行为方面，对橡胶沥青自身流变特性实施全面评价，选取4种沥青处于70℃、64℃、58℃不同温度条件之下开展MSCR试验，把沥青J nr及R算出，了解4种沥青处于高温环境当中的流变性能，最终结果如图1。从中可了解到，应力水平为3.2kPa、0.1kPa时候，3种不同改性沥青实际J nr值低于BA，与BA处于高温环境中的稳定性比较起来则提升显著；4种沥青J nr值因温升而呈增加趋势，越高温度环境中，沥青黏性倘若相对较大，则恢复能力整体下降；AR当中添加不同的温拌剂条件之下，J nr降低明显，两种不同温拌剂对于橡胶沥青处于高温环境当中的稳定性均有一定的改善作用，Sasobit所达到改善效果明显优于ACMP-1[2]。与BA比较起来,不同的应力水平之下，高温环境中改性沥青的变形恢复实际能力提升比较显著；与AR相比,AWAR及SWAR的弹性行为方面表现较多，且温拌剂会致使AR自身弹性变形显著增加，而黏性变形却有所下降，处于高温环境当中的变形恢复实际能力呈提高趋势。故Sasobit可达到比较突出的改善效果。温度相同条件之下，应力明显增加后，4种沥青的R值均下降，而高应力对于沥青材料自身的变形恢复总体能力方面有不利影响存在。应力相同，且持续温升条件下，AR实际R值先增后减，AWAR及SWAR的R值处于低应力条件之下变化并不明显，高应力条件之下则呈下降趋势。

图1 4种沥青处于不同的应力水平之下J nr及R值示意图

2.2在疲劳性能方面

若是G*持续下降至初始数值约50%，设定加载次数为N，设定so为疲劳失效

实际次数。G*属于现阶段沥青的疲劳性能实际检测评价方面的一个关键性指标。

时间扫描实操过程，4种沥青G*受到了荷载作用，致使它的次数变化，详见图2。为更好地开展疲劳失效实际次数的对比分析，对N/so予以汇总后可了解到，4种

沥青所呈现G*-N曲线，则出现于适应性、半稳定这两个不同阶段。针对首个出现阶段，因沥青持续承受着一定的荷载作用，以至于G*明显快速下降，而材料总体

呈比较突出的疲劳损伤，沥青受到一定的触变性质影响，它对策弹性性能实现粘

性性能的转变；下个阶段，则损伤速率总体趋于一种平稳状态，微观裂纹呈稳定

性的发展，SWAR和AWAR各自G*-N曲线则平行，不同温拌类型橡胶沥青G*对整体

的疲劳次数所产生依赖性基本相一致。适应性这一阶段当中，BA内部产生损伤发

展迅速，一直到遭到严重破坏，因高应力条件之下比BA自身抵抗荷载呈较大的

能力，遭受到较大的疲劳损伤。针对半稳定整个阶段，微观裂纹则呈快速扩展趋势。AR当中G*-N明显快速下降，AR当中加入了不同的温拌剂，G*-N曲线整体由

快速下降逐渐变得平缓，最终破坏情况产生，它与沥青混料在一种应变控制操作

模式下的劲度模量总体为相同变化规律。3种改性沥青实际的疲劳寿命均明显大

于BA。

图2 4种不同沥青的时间扫描最终结果示意图

2.3在抗裂性能方面

结合图4可了解到，因温度下降，4种沥青实际S值增加，而m值减少，总

体变幅相对较大，BA当中S及m值达到最小，处于低温环境当中呈最差的抗裂性，橡胶粉和温拌剂适当加入后，对BA低温环境当中的抗裂性能可起到改善作用。-18℃、-12℃温度环境当中，AR内部所添加的温拌剂不同条件之下，劲度下降，

并且应力松弛总体能力降低，可见ACMP-1、Sasobit对于AR自身低温性能方面

影响突出，Sasobit对于AR处于低温环境当中性能损害相对较大，因Sasobit低

温条件下呈现结晶形式，且会快速析出，致使体系当中结晶微区会明显呈扩大趋势，则AR硬度大，低温性能总体降低情况明显。-24℃极寒温度环境当中，AWAR

自身m值达到最大情况下，则处于最佳的一个松弛能力状态，掺入一定ACMP-1

情况下，AR总体低温性能可得到明显改善。可以说，越低的温度条件之下，SWAR

及ARm值的差距明显较小，Sasobit对于AR总体低温性能方面会受持续温降影响，呈一定的降低趋势。

图3 4种不同沥青处于不同温度环境当中的S及m值变化示意图

3、结语