摘要：系统研究了不同掺量下硅藻土改性沥青的感温性、高温性能等常规性能，并进一步借助BBR试验对硅藻土改性沥青的低温流变性能进行了评价。研究发现：将硅藻土作为一种改性剂加入到沥青中，能够改善沥青的感温性、高温性能、低温性能等性能，并且当掺量为11%时，硅藻土对沥青的感温性、高温性能、低温性能改善效果均较好。
关键词：硅藻土改性沥青;常规性能;低温流变性能
Abstract: The system has a different dosage under the diatomite modified asphalt temperature susceptibility, high temperature performance and general performance, and further with the BBR tests were evaluated on the low-temperature rheological properties of the diatomite modified asphalt. The study found that: diatomaceous earth as a modifier added to asphalt to improve the performance of the asphalt temperature, high temperature performance, low-temperature performance, and when the content is 11%, diatomaceous earth sense of asphalt temperature, high temperature performance, low temperature performance improvement are good.
Key words: Diatomite modified asphalt; regular performance; low temperature rheological properties
中图分类号：TU528.42 文献标识码： A 文章编号：
1. 引 言
随着交通量的不断增长，车辆大型化、交通渠化和超载严重化等问题导致沥青路面的车辙、开裂、剥落等病害日益严重，沥青路面的应用前景面临着严峻考验[1]。利用改性剂对沥青进行改性，以提高沥青的路用性能，能够很好的解决这一问题。改性剂分为有机和无机两类：有机改性剂，即各种聚合物改性剂如SBS、SBR、PE、EVA等;无机改性剂，如硅藻土、碳黑、硫磺、玻璃纤维、石棉以及木质纤维等[2-3]。硅藻土作为一种无机改性剂，生产工艺简单、价格低廉、性能优良、储量丰富，将其掺加到沥青中，可改善沥青及其混合料的高温稳定性、低温抗裂性，提高水稳性、抗疲劳性和抗老化性[4-5]。硅藻土改性沥青的上述优点，必将使其具有广泛的应用前景。
2. 常规试验
选取9%，11%，13%，15%四个掺量(外掺)的硅藻土改性沥青，并测试其相应的针入度、软化点、延度，以评价硅藻土改性沥青的常规性能，测试结果见表3。
表3 硅藻土改性沥青的三大指标
|
项目 |
针入度（100g，5s， 0.1mm） |
软化点（℃） |
5℃延度（cm） |
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15℃ |
25℃ |
30℃ |
|
基质沥青 |
25 |
84 |
155 |
46.7 |
14.6 |
|
9% |
21 |
67 |
109 |
54.8 |
7.6 |
|
11% |
20 |
63 |
102 |
56.0 |
6.4 |
|
13% |
20 |
61 |
100 |
55.1 |
5.9 |
|
15% |
19 |
59 |
99 |
54.8 |
4.9 |
根据四种硅藻土改性沥青的15℃、25℃、30℃针入度，对其相关性能指标进行计算，其结果如图1、图2、图3所示。
2.1 感温性分析
采用PI值作为硅藻土改性沥青感温性的评价指标[6]，其随掺量的变化规律如图1所示。
由图1可知，所有硅藻土改性沥青的PI值均大于基质沥青，说明硅藻土的加入能够改善沥青的感温性。硅藻土改性沥青的PI值随掺量的增加而略有降低，但变化不大，表明掺量对硅藻土改性沥青的感温性影响不大。
2.2 高温性能分析
以25℃针入度，软化点和当量软化点T800作为高温性能评价指标，其随掺量的变化规律见图2中1)和2)。
(1)由图2中1)可以看出，硅藻土改性沥青的针入度均明显小于基质沥青，并且随着掺量增大，硅藻土改性沥青的针入度呈减小趋势，但掺量在11%~15%范围内，针入度基本相同。
(2)分析图2中2)可知，硅藻土改性沥青的软化点和当量软化点T800均明显大于基质沥青，并且随着掺量增大，软化点和当量软化点T800均呈现出先增大后减小的趋势，在掺量为11%的时候达到峰值，但在掺量超过11%时，曲线已基本趋于平缓，较小趋势不明显。
(3)综合分析25℃针入度，软化点和当量软化点T800随掺量的变化规律可知，硅藻土的加入能够改善沥青的高温性能，并且随硅藻土掺量增大，硅藻土改性沥青的高温性能逐步提高，但当掺量超过11%，提高程度已不明显。
3.BBR试验
SHRP沥青结合料路用性能规范规定，低温抗裂性能的试验样品需经过RTFO和PAV老化处理。因此，本文采用RTFO老化后的沥青试样进行BBR试验(试验温度采用-12℃)，以评价硅藻土改性沥青胶浆的低温性能，试验结果绘制成图4。
由图4可以看出：
(1)由图4中1)可知，硅藻土改性沥青的劲度模量S要比基质沥青大，并且劲度模量随着掺量的增加而增大。这表明，硅藻土加入后，使沥青变硬，加入的硅藻土越多，劲度模量S也就越大。
(2)从图4中2)可以看出，基质沥青的m值为0.442，加入硅藻土后，m值有所增大。这表明，硅藻土的加入，使得沥青的松弛能力有所提高。但是，随着硅藻土掺量的增加，m值有所下降，加入15%的硅藻土后，m值降至与基质沥青基本相等。这表明，加入硅藻土会提高沥青的松弛能力，但不能加入硅藻土太多，要有一个量的限制，否则会降低沥青的松弛能力。但是从总体来看，m值受硅藻土掺量的影响很小，变化不明显。
(3)综合分析图4中1)和2)可知，硅藻土的加入能够提高沥青的低温流变性能，并且掺量11%的硅藻土改性沥青的低温性能更好。
4.结 论
通过对四种掺量下的硅藻土改性沥青进行常规试验分析和BBR试验分析，得到以下结论：
(1)硅藻土的加入能够改善沥青的感温性，但掺量对硅藻土改性沥青的感温性影响不大。
(2)硅藻土作为一种改性剂，能够改善沥青的高温性能，并且随硅藻土掺量增大，高温性能逐步提高，但当掺量超过11%，提高程度已不明显。
(3)硅藻土改性沥青的BBR试验表明，将硅藻土加入到沥青中，能够改善沥青的低温流变性能，并且掺量11%的硅藻土改性沥青的低温性能更好。
参考文献：
[1]李旭东.硅藻土改性沥青的应用研究[D].吉林:吉林大学,2007.
[2]鲍燕妮.硅藻土改性沥青研究[D].西安:长安大学,2005.
[3]李佐山.硅藻土改性沥青混合料路用性能研究. 吉林:吉林大学,2008.
[4]赵其仁、李林蓓.硅藻土开发应用及其进展.地质矿产化工，2005.
[5]姜海涛,吴少鹏,况栋梁等.有机蒙脱土改性沥青老化性能的研究[J].武汉理工大学学报,2007,29(9):41-43.
[6]赵可、李海骢.改性沥青感温性评价指标的讨论[J].中国公路学报,2000.,Vol,13(4).
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文章名称：
硅藻土改性沥青常规性能和低温流变性能研究
文章地址：
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