岩沥青改性沥青化学组分

    沥青的四组分直接影响着沥青的性能指标，如针入度、软化点、黏度等物理性质，而这些指标与沥青混合料的高低温性能紧密相关。因此，利用物质组成评价沥青的性能一直是石油部门和道路工程领域未曾放弃的研究方向。如日本cosmo 公司曾对直溜沥青的化学组成对沥青物理性质的影响进行了深入研究，认为道路沥青指标与沥青组分和相对分子质量存在明显的关联行为，并可以利用拟合公式对沥青的物理指标进行预测; 这在新型沥青研制上具有明显的指

导意义。

对于岩沥青改性沥青而言，现在道路工程领域大量使用，其路用性能的优劣既需要工程实践验证，也需要材料学方面的的分析，从物质组成探讨其改性沥青的性能和作用机制。本文利用四组分试验方法，检测了一系列不同掺量的岩沥青改性沥青组分数据和物理指标，力图建立改性沥青物理指标与物质组成之间的关系公式，为岩沥青的科学应用提供更为深入的理论支持。

1 原材料与试验

岩沥青采用国产某品牌岩沥青粉末，基于中海36 － 1 的90 号沥青，进行一系列掺量的岩沥青改性沥青的制作，具体工艺参考。样品形成后进行沥青和改性沥青的物理指标检测和四组分分析。主要试验如下:

( 1) 常规指标分析: 如针入度、软化点、针入度指数PI、当量脆点T1． 2等。这些方法按照JTG E20 － 2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》相关内容进行。

( 2) 沥青低温劲度模量和蠕变速率的获取: 采用低温弯曲梁流变仪( BBＲ) 进行测试－ 12℃下的沥青低温劲度( S) 和

蠕变速率( m) 。方法参考AASHTO T313 － 12。

( 3) 沥青高温复数模量的获取: 采用动态剪切流变仪( DSＲ) 进行测试64℃ 下的沥青复数模量G* 。方法参考AASHTO M315 － 12。

( 4) 沥青四组分试验: 按照JTG E20 － 2011 中的T0618“沥青化学组分试验( 四组分法) ”［4］进行，获取沥青的饱和

分( S) 、芳香分( Ar) 、胶质( Ｒ) 和沥青质含量( M) 。

添加岩沥青后改性沥青的沥青质和胶质含量上升，而芳香分和饱和分逐渐降低，这与岩沥青的物质组成中高沥青质和胶质含量有关。同时，沥青的物理指标也发生相应的变化，如表2 中的随着岩沥青含量提高，改性沥青的针入度降低、软化点升高、模量( 复数模量和低温劲度模量) 都得到显著的增加; 而反映低温指标的当量脆点T1． 2则有所提升。

3 结论

岩沥青改性沥青的高温性能与沥青质、胶质含量紧密相关，而低温性能和稠度( 针入度) 和饱和分、芳香分数据相关;不同掺量岩沥青会因为四组分含量的不同而赋予基质沥青不同的高低温性能特点。通过多元线性拟合，试验得到了沥青组含量与沥青软化点、针入度、高温复数模量和低温蠕变速率的关系模型，利用该模型可以良好地预测岩沥青改性沥青的物理指标。