应用流变学方法评价纤维沥青胶浆的高温性能

【作者】 吴少鹏； 陈筝； 朱祖煌； 刘杰胜；

【机构】 武汉理工大学硅酸盐教育部重点实验室；

【摘要】 本文主要运用流变学的方法研究纤维对沥青胶浆高温性能的影响,并且借助美国 SHRP 评价沥青胶结料的方法,利用动态剪切流变仪(DSR)来评价纤维沥青胶浆的流变特性。采用三种不同种类的纤维(包括聚酯、聚丙烯腈和木质素)和四种纤维掺量(2%、4 %、6%和8%),通过动态剪切流变仪在46～82℃的温度范围内分别测出各纤维沥青胶浆的复数模量 G*和相位角δ,进而得出抗车辙因子 G*/sinδ,由此来评价纤维沥青胶浆的粘弹性质和高温性能,并着重研究了纤维种类和纤维掺量对沥青胶浆的影响。试验结果表明,沥青胶浆的复数模量 G*和相位角δ随试验温度的升高呈现降低的趋势,相比于原样沥青胶浆, 纤维改性沥青胶浆的温度敏感性得到明显改善。由于纤维的加入导致了高温抗车辙因子 G*/sinδ的增加,温度敏感性降低,从而改善了沥青胶浆的高温性能。此外,纤维掺量与沥青胶浆的高温性能存在良好的相关性。同时,基于性能考虑,得出各种纤维的最佳掺量。得出以下结论: 1)纤维的加入确实能够改善沥青胶浆的高温性能,降低其温度敏感性,且纤维种类不同,改善的效果也不相同; 2)纤维对沥青胶浆的改善,主要是通过对沥青的稳定作用和加筋作用实现的,但二者很难统一,一般聚脂纤维和聚丙烯腈纤维的加筋作用明显,而木质素纤维对沥青的稳定作用表现突出,所以纤维的改善效果应视此两方面的综合作用而定; 3)因纤维对沥青有很好的吸附作用,因而掺加纤维的沥青混合料的最佳沥青用量将有所增大,提高的幅度同纤维的表面特征、组成结构、物化性质、分散程度和掺加剂量等因素有关; 4)纤维掺量对沥青胶浆的性能也有显著的影响,考虑到性能因素,三种纤维都各自存在一个最佳掺量,其中,木质素纤维、聚丙烯腈纤维和聚酯纤维分别为8%,4%,和6%。更多还原