活化湿法布敦岩沥青改性沥青的制备工艺及高低(2)

（3）过胶体磨。将“活化”后的布敦岩沥青与基质沥青混合后，用高细度胶体研磨，岩沥青颗粒进一步细化，从而促进岩沥青与基质沥青进一步融合，最终混溶为岩沥青改性沥青。岩沥青“活化”湿法加工流程如图2所示。

图2 岩沥青改性沥青“活化”湿法加工示意图

以上工艺通过多形式、多级破碎，提高了岩沥青天然材料的破碎细度，工艺中增加了高温“活化”及共同过胶体磨过程，提高了岩沥青与基质沥青之间的胶合度，可有效减少离析的产生，使岩沥青的改性能力得以充分发挥，提高基质沥青的相关性能。

为进一步验证湿法工艺制备的岩沥青改性沥青的使用性能，本文将通过沥青的基本性能试验及SHRP 试验，将湿法岩沥青改性沥青与基质沥青、SBS 改性沥青的高低温性能进行对比，进而对其改性效果进行评价。

2 “活化”湿法布敦岩沥青改性沥青的基本性能

依据《公路湿法岩沥青改性沥青路面施工技术指南》（T/CHTS —2019）[10]、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）[11]提出的沥青基本性能评价技术指标及《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）[12]提出的试验方法，对湿法岩沥青改性沥青的基本性能进行评价。

基质沥青采用韩国双龙A 级70号沥青，改性剂为湖北正康天然沥青科技有限公司加工的天然布敦岩沥青。基质沥青与使用“活化”湿法生产的不同掺量下岩沥青改性沥青的基本性能试验结果如表1、图3、图4所示。

表1 不同BRA掺量下岩沥青改性沥青性能指标

（1）针入度、软化点用于评价沥青的高温性能

针入度是划分沥青标号采用的一项重要指标，测定的针入度值越大，表示沥青越软，稠度也就越小；反之则越硬。25℃接近路面平均服务温度，此时的针入度值可以评价不同沥青材料的使用性能。由图3 可以看出，随着岩沥青改性剂掺量的增加，改性沥青的针入度逐渐变小，沥青逐渐变硬。

图3 沥青针入度与BRA掺量关系图

软化点与路面沥青胶结料高温稳定性紧密关联。一般认为，软化点越高，其高温稳定性就越好，沥青混合料乃至路面结构抗高温变形能力就越强，反之则越弱。由图4 可以看出，随着岩沥青改性剂掺量的增加，改性沥青的软化点明显升高，说明BRA的添加，显著提高了沥青的高温性能。

图4 沥青软化点与BRA掺量关系图

（2）延度用于评价沥青的低温性能

岩沥青改性沥青与其他种类的改性沥青相比，特点在于含有灰分，通过胶体磨的研磨作用，灰分颗粒粒度一般在120 目以上，均匀分布在沥青中，因此，岩沥青改性沥青的性质与这种材料的分布特征具有直接关系。当采用延度试验检测岩沥青改性沥青的延度时，往往会在灰分颗粒处产生应力集中，试件被拉断，不同组的试验结果离散性极大，因此，在岩沥青改性沥青技术指标中不再提出延度的技术要求，而通过沥青的SHRP 流变性能BBR 试验来评价BRA 改性沥青的低温性能。

（3）135℃运动黏度用于评价沥青的施工和易性

由表1 可以看出，随着岩沥青改性剂掺量的增加，改性沥青135℃运动黏度值增大，说明改性剂越多，沥青越黏稠，施工和易性受到一定影响，但仍然满足不大于3Pa·s 的技术要求。综合以上高温性能与施工和易性的判断，BRA 在沥青质量的20%或30%时均为适合掺量，具体使用时还应结合当地气候和交通条件等，通过试验检测进行适当调整。

3 “活化”湿法布敦岩沥青改性沥青的流变性能

由于岩沥青材料含砂的特点，规范中基本性能指标并不能反映沥青的使用品质，本文增加了流变性能研究，从不同角度评价其改性沥青的高低温性能[7,13-14]。

采用SHRP 试验的动态剪切流变仪（DSR）和低温弯曲流变仪（BBR）对BRA 岩沥青改性沥青的流变学性能进行评价，从而从多角度验证“活化”湿法岩沥青改性沥青的高低温性能。

动态剪切流变仪是用来测试沥青胶结料黏性和弹性特征的仪器，试验结果可用复数剪切模量G*表示，G*/sinδ值越大（也称为车辙因子，δ为相位角），表明材料抵抗流动变形的能力越强，主要用于评价沥青的高温性能，并以此评估分级。同时，动态剪切流变仪也可以测试沥青的疲劳性能，采用G*·sinδ表示。沥青在试验过程中老化，G*·sinδ不断增大，在达到5 000kPa时将会发生疲劳破坏。即在常温温度域的较低温度状态下，沥青经过使用期老化后仍然具有较大的柔性，即复数模量G*越小，相位角越大的沥青结合料，耐疲劳性能越好。

文章来源：《湿法冶金》 网址: http://www.sfyjzz.cn/qikandaodu/2021/0302/420.html