高模量改性沥青研制及性能评价

PETROLEUM ASPHALT

第32卷第2期

高模量改性沥青研制及性能评价

赵磊\\王卓，褚輿抗，到瑾潼

231

(1.中石油燃料油有限责任公司研究院，北京100195; 2.中石油燃料油有限责任公司，北京100102; 3.中国石油华北化工销售公司，北京100032)

AH -70沥青制备得到的高模量改性沥青具有良好的

理化指标和使用性能，试验结果表明，高模量改性沥青等级为PG76 -22，各项性能指标满 足DB21/T 17—2009《辽宁省地方标准高模量沥青混合料施工技术规范》技术要求，且混

摘要：利用南美重油为原料生产的

合料性能具有高温稳定性好，抗车辙能力强等特点。

关键词：高模量沥青改性评价

随着时代的进步、经济的快速发展，目前公 路运输面临巨大的车流量和重轴载，同时也承载 渠化交通等多方面的考验。目前，在众多沥青路 面发生破坏的形式中，最严重的是车辙造成的破 坏，车辙主要是由于在高温条件下，沥青混合料 本身抗变形能力较差，导致其容易产生较大的剪 切变形和压缩变形而引起的:1'2]。高模量沥青具 有较高的模量和黏度，在同样试验条件下，添加 高模量沥青的混合料显示出了良好的抗剪切变形 能力，并在一定程度上解决了路面车辙问 题:3'4]。中石油燃料油有限责任公司研究院研发 的高模量改性沥青，兼顾了高低温性能，具有高 温状态下劲度模量大，其沥青混合料高温稳定性 好，抗车辙能力强。本试验介绍了高模量改性沥 青的研究过程、指标对比及混合料性能评价，希 望有助于其推广应用。1

试验部分试验原料

(1) 基质沥青。

试验选取玛瑞原油与波斯坎原油混兑生产的 1. 1

项目

表1基质沥青的基本性质

玛波70号

48.8.2>100219.7

针人度（25 尤）/ (10—1 mm)软化点（R&B) /尤延度（10尤）

/cm

延度（15尤）/cm

动力黏度（60丈）/ (Pa _ s)薄膜烘箱试验（163丈，5 h)质量变化，％针人度比，％残留延度（10丈）

-0. 327.429.2

/cm残留延度（15丈）/cm

1.2试验方法

SBS改性沥青加工工艺分为混溶阶段、高速

剪切阶段与发育阶段。本试验采用调合原料在 185 °C高速剪切30 min, 180 °C下发育3 h的方 案制备高模量改性沥青，产品参照现行规范:5] 进行性质分析。2

试验结果与讨论

根据国内外常用沥青性能的评价标准，试验 通过调合原料制备高模量改性沥青，对高模量改 性沥青进行以下技术指标的评价，指标主要有针

收稿日期：2018 -01 -26。

作者简介：赵磊（1987—），男，工程师，现从事道路石油 浙青研究及评价工作。邮箱：

2.1高模量改性沥青性能

调合硬组分作

AH -70沥青（以下简称MB70#)

性质如下表1所示。

(2) 改性剂。

为原料进行改性试验。试验选取的基质沥青具体

试验选用岳阳石化公司生产的热塑性丁苯橡 胶791 - H作为改性剂进行试验。

na. com. cn〇

zhao - 193 @ petrochi-

第2期赵磊，等.高模量改性沥青研制及性能评价25

入度、软化点、旋转黏度、闪点、薄膜烘箱后质 量变化、SHARP试验分析等，具体数据如下表2 所示。

表2中数据可知，高模量改性沥青技术指标 达到现行规范:6]的要求。高模量沥青等级为

表2

项目

PG76 -22,高温性能比其他两种沥青高1〜2个

等级，并且复数剪切劲度模量C及相位角5指

标也要高于其他两种沥青，说明高模量改性沥青 抗高温车辙能力优于其他两种沥青，低温抗开裂 性能相同。

三种沥青对比性能

高模量改性沥青试验值

76-222167.32902. 8-0.299.655. 037.468.22.70.323

20-50為65彡230容3.0容1.0>99為1.0為10容70要求值

MB70*基质沥青

试验值

-.2248.52780. 43-0.3299.750. 4515.480.41720.352

60-80為46彡260容3. 0±1>99^1. 0為10容70要求值

改性沥青MA - 1试验值

70-224972. 3281.56-0.2799. 820. 7227. 676. 5242.50.349

40-60>60彡230容3. 0±1>99^1. 0為10容70要求值

PG等级

针人度（25 尤）/ (10—1 mm)软化点（R&B)闪点/丈

运动黏度（135丈）/ (Pa _ s)质量变化，％

溶解度（三氯乙烯），％

[GVsinS (76^, 10rad/s)] /kPa[G\" (60 X, , 10 rad/s)] /kPa[S (60 X, , 10 rad/s) ] / (°)PAV残留物

蠕变劲度（-12丈）/kPa

m值

彡300為0.3彡300

為0. 3彡300

為0. 3

2.2混合料性能评价

(1)矿料。

试验的粗集料采用石灰岩，细集料采用石灰岩机制砂，填料为矿粉，质量检:测结果均满足现

表3

行规范要求。

(2)

级配的选择。

沥青混合料级配采用见表。

AC -20

型，级配数据

3

试验用矿料级配

级配

类型

mm)的通过率，％下列筛孔（

31.5 100

26.5 100

1994.1

16 84. 1

13• 2 71• 3

9.557.2

4. 75 37. 8

2. 3629.7

1.18 19.6

0.613

0.39

0. 15 6.5

0. 0755

AC -20

2.3高低温、抗水损害性能

采用高模量改性沥青制作表

稳定性好，并且混合料高低温、抗水损害性能均

AC -20级配的沥

满足规范要求。

青混合料试件，进行路用性能检测，检测结果见

40

表4

混合料试验结果

项目动稳定度次低温弯曲

实测值

6 8442 08685.280.6

技术要求

^5 000^2 000

15 °C及45 °C条件 下，对试件施加0. 1 Hz和10 Hz的正弦压力进行动态模量试验。检测结果见表5。

采用简单性能试验仪，在

表5

混合料动态模量试验结果

(3)动态模量。

/(• mm-1)

/[XS

动态模量/MPa

15 尤、10 Hz45 尤、10 Hz45 尤、0• 1 Hz

浸水马歇尔，％冻融劈裂比，％

彡80彡80

实测值

14 6773 044559

技术要求

彡14 000

^2 000

从表

4可以看出，高模量改性沥青混合料高

彡500

温抗车辙能力很好，表明高温抗变形能力强，热从表数据可知，高模量改性沥青混合料动

5

26

石 油沥青2018年第32卷

态模量随着温度的降低而增大，随着荷载频率的 增加而增大，其中

14 677 MPa,可以看出，高模量改性沥青混合料

结论

15 °C混合料的动态模量高达

参考文献

[1 ] Wong W. G, Han H. , He G. , et al. Rutting response

3

具有较强的高温抗变形能力的优势。

通过对高模量改性沥青的开发与研究，得到 以下结论：

(1) 沥青。

(2) 于

性工艺可以制备得到满足规范要求的高模量改性

of hot - mix asphalt to generalized dynameic shear mod­

uli of asphalt binder [ J ] . Construction and Building Materials, 2004, 18 (6)： 399 -408.

[2]邱自萍.高模量沥青混凝土路面抗车辙行为数值模

拟[D].西安：长安大学，2009.

利用玛波沥青为原料，通过调合及改

[3 ]

高模量改性沥青复数剪切劲度模量高

SBS改性沥青和玛波70号基质沥青，说明其 (3)

通过对高模量改性沥青混合料路用性

Sim 0.，Kim H. J.，Tia M.，et al. Comparison of rutting resistance of unmodified and SBS - modified Su- perpave mixtures by accelerated pavement testing [J] . Construction and Building Materials, 2008，22

(3) ： 286 -294.

高温抗变形能力有着明显的优势。

能的评价，高模量改性沥青混合料有着较高的动 态模量，同时兼顾着高低温性能，抗车辙能力 强，可以增强路面材料抵抗各种变形的能力，达 到抑制或减小路面产生车辙的目的，有效地降低 了沥青路面养护费用。

[4] Zhi Y. F. Zhang X. N. Analysis of road base uniformity

via the deviation of modulus of asphalt mixtures [J]. Construction and Building Materials, 2008，22 ( 3 )：

286 -294.

[5] JTGF4〇—2〇〇4，公路沥青路面施工技术规范[S].[6]

DB21T-17—2009，辽宁省地方标准高模量沥青

混合料施工技术规范.

Manufacture and Performance Evaluation of High

Modulus Modified Asphalt

Zhao Lei1, Wang Zhuo2, Chu Yihang3, Liu Jintong1

(1. Research Institute, Petrochina Fuel Oil Co. Ltd. , Beijing 100195;2. Petrochina Fuel Oil Co. Ltd. , Beijing 100102 ；

3. Petrochina North China Chemicals Marketing Company, Beijing 100032)

Abstract ： High modulus modified asphalt prepared by AH - 70, which is from South American heavy oil, has good physicochemical indexes and performance. The results show that ： the grade of high modulus modified asphalt is PG76 — 22. Various performance indexes conform to the technical requirements of DB21/ T17 -2009 {Technical Specification for Construction of High Modulus Asphalt Mixture, which is a local standard of Liaoning province. And the asphalt has the characteristics of high temperature stability, high anti -rutting ability and so on.Keywords： high modulus asphalt; modified; evaluation of asphalt performance