温拌沥青感温性能及评价指标研究

沥青路面使用过程中,高温抗车辙问题是主要的病害之一。沥青的感温性能对路面高温抗车辙和低温抗变形的影响较为显著。各国学者提出了多种评价沥青感温性能的技术指标。中国则选择了测定方法简单且能够合理反映沥青感温性能的针入度指数PI 作为沥青感温性能的评价指标。然而,有研究表明,使用针入度指数评价沥青温度的敏感性存在明显的缺陷,即便相关系数很高也并不能说明PI 值是可信的。因此十分有必要开展其他评价指标的研究与应用。

1　试验材料与方法

对基质沥青和添加不同剂量(0.5%、0.6%、0.7%)的EWMA-1的温拌沥青进行试验。分别测试这4种沥青在25、20、15、10、5℃的针入度和软化点。计算针入度指数,使用15℃的针入度和软化点计算针入度-软化点指数(PIR&B),再使用坎芬式逆流毛细管粘度计(单位:mm)测得不同温度(120、135、150、175℃)条件下4种沥青的运动粘度,运用Matlab进行线性及WLF方程回归拟合,得到粘-温关系曲线,分析温拌沥青的感温性能及评价指标。

2　坎芬式逆流毛细管运动粘度测试试验

沥青的感温性能由沥青的粘度随温度变化的程度直接反映。陈华鑫、李宁利等研究认为,针入度指数有局限性,而采用粘温指数却能够合理地表征沥青在路面温度下的感温性能。由此可见,沥青的粘-温关系可以作为其感温性能的直接评价指标。采用坎芬式逆流毛细管粘度计(单位:mm)测得不同温度(120、135、150、175℃)条件下这4种沥青的运动粘度,相同掺量的温拌沥青在不同温度条件下的温度敏感性区别较大;而在相同的温度条件下,不同掺量的温拌沥青间的温度敏感性变化也不一致。由此可见,温拌沥青的温度敏感性不是一个常量,而是一个随温度变化而变化的指标。因此,普通沥青的感温性能用针入度指数表示,而温拌沥青的感温性能评价需要指定温度条件。

3　结语

沥青是一种粘弹性材料,力学特性随着温度和加荷时间的不同而不同。粘度是流体内部摩阻力的一个度量参数。通过4种沥青在25、15、10、5 ℃的针入度和软化点计算针入度指数PI,再采用坎芬式逆流毛细管粘度计(单位:mm)测得不同温度条件下几种沥青的运动粘度,运用线性回归及WLF方程回归两种方法拟合,分析其粘-温关系,研究沥青的感温性及评价指标。由此得出:普通沥青的感温性能可以用针入度指数评价,针入度指数越大,表示沥青的温度敏感性越低;温拌沥青的感温性能评价需要指定的温度条件,且用WLF方程描述温拌沥青的粘-温关系更为合适。