近年來(lái),車(chē)輛的重載化趨勢(shì)明顯,使得許多高等級(jí)公路瀝青路面出現(xiàn)了車(chē)轍等病害,而瀝青是瀝青混合料的結(jié)合料,良好的瀝青質(zhì)量是保證瀝青混合料質(zhì)量的前提和基礎(chǔ),預(yù)防車(chē)轍病害首先需要提高瀝青的高溫性能。納米膨潤(rùn)土是一種符合礦物質(zhì),將納米膨潤(rùn)
土摻入瀝青中,作為瀝青改性劑,通過(guò)膨潤(rùn)土納米分散相的特殊納米效應(yīng),可以有效提高瀝青的高溫性能。本文通過(guò)在倫特 70# 和盤(pán)錦 90# 兩種普通瀝青中分別摻入不同劑量的納米膨潤(rùn)土,系統(tǒng)研究納米摻量對(duì)改性瀝青針入度、軟化點(diǎn)、延度等性能指標(biāo)的影響規(guī)律,進(jìn)而確定了改性瀝青中的最佳納米膨潤(rùn)土摻入量,有利于提高改性瀝青及瀝青混合料的耐高溫性能。
1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用倫特 70# 和盤(pán)錦 90# 兩種普通瀝青作為基質(zhì)瀝青,制備改性瀝青時(shí),分別在基質(zhì)瀝青中摻入 2%、3%、4%、5%、6%的有機(jī)膨潤(rùn)土。而后分別測(cè)定不同納米膨潤(rùn)土土摻量情況下的改性瀝青技術(shù)性能指標(biāo)。
2 納米膨潤(rùn)土改性瀝青的制備
首先將基質(zhì)瀝青融化、稱(chēng)重,而后摻入設(shè)計(jì)劑量的納米膨潤(rùn)土改性劑,將瀝青加熱至 170~180℃后利用高速剪切機(jī)剪切拌和 50min,最后人工攪拌一定時(shí)間,得到納米膨潤(rùn)土改性瀝青。
3 納米膨潤(rùn)土改性瀝青的作用機(jī)理
納米膨潤(rùn)土是以膨潤(rùn)土為原料,通過(guò)納米級(jí)粉碎工藝,生產(chǎn)的一種超細(xì)符合材料,試驗(yàn)表明,納米膨潤(rùn)土與瀝青熔融后具有很好的相容性。經(jīng)過(guò)高速剪切機(jī)的拌和作用,納米膨潤(rùn)土能夠均勻地分散在基質(zhì)瀝青當(dāng)中,納米膨潤(rùn)土中的親油基團(tuán)與瀝青膠體結(jié)構(gòu)中的油分發(fā)生物理吸附、化學(xué)鍵合等作用,加上納米膨潤(rùn)土的吸附作用,可以使得基質(zhì)瀝青膠團(tuán)向膨潤(rùn)土顆粒聚集,進(jìn)而形成更強(qiáng)的網(wǎng)聯(lián)作用,減少瀝青基質(zhì)體的自由活動(dòng)程度,因而在溫度升高時(shí),表現(xiàn)出更好的高溫穩(wěn)定性;另一方面,由于改性后瀝青的自由流動(dòng)性減弱,其低溫性能相對(duì)降低。宏觀表現(xiàn)在,當(dāng)基質(zhì)瀝青中摻入一定比例的納米膨潤(rùn)土?xí)r,在一定范圍內(nèi),納米改性瀝青的高溫性能(針入度、軟化點(diǎn))隨著納米膨潤(rùn)土的摻量的增大而提高,而低溫性能(延度)隨著納米膨潤(rùn)土的摻量的增大而降低。
4 結(jié)語(yǔ)
(1) 納米膨潤(rùn)土的摻量對(duì)改性瀝青的針入度具有顯著的影響,隨著納米膨潤(rùn)土的摻量的增大,改性瀝青的針入度逐步降低,相對(duì)于基質(zhì)瀝青而言,當(dāng)納米膨潤(rùn)土摻量為 4%時(shí),70# 和盤(pán)錦 90# 兩種普通瀝青的 25℃針入度分別降低了 16.0%和 20.7%,改性瀝青
的高溫性能顯著提高。
(2) 隨著納米膨潤(rùn)土的摻量的增大,改性瀝青的軟化點(diǎn)逐步升高,相對(duì)于基質(zhì)瀝青而言,當(dāng)納米膨潤(rùn)土摻量為 4%時(shí),70# 和盤(pán)錦 90# 兩種普通瀝青的軟化點(diǎn)分別升高了 12.5%和 15.3%,改性瀝青的高溫性能顯著提高。
(3) 隨著納米膨潤(rùn)土的摻量的增大,改性瀝青的延度逐步降低。
(4) 分析了納米膨潤(rùn)土改性瀝青的作用機(jī)理;綜合考慮高低溫指標(biāo),納米膨潤(rùn)土改性瀝青中納米膨潤(rùn)土的最佳摻量宜選為 4%。