摘要：随着我国交通载重量的不断加大，道路承受荷载的能力需要有很大的提高，但目前国内部分高速公路出现了车辙、裂缝等现象，为消除这些病害，天然沥青广泛地应用于道路工程上，其在工程应用中可很好地改善沥青路面的高温路用性能。经过系列试验验证，岩沥青沥青质含量高，纯度好，材料软化点高，与基质沥青有较好的混溶性。把岩沥青添加到沥青、沥青混合料中，可以大幅提高沥青和沥青混合料的高温性能以及抗水损害能力，延长沥青路面使用寿命，具有很好的经济效益和社会效益。
关键词：岩沥青；路用性能；混合料
1.前言
公路作为国民经济和社会发展的重要基础工程，随着社会经济的快速发展，交通量急剧增长，公路交通事业得到迅速发展。近年来随着交通量的迅猛增加、车辆大型化、交通荷载的不断扩大，使得沥青路面出现了越来越多的病害问题，如车辙病害、裂缝病害等，严重降低了沥青路面的服务能力[1-2]。因此，开展性能更优的改性沥青研究显得十分有必要。
目前，国内外多采用以SBS改性沥青或橡胶类改性沥青为代表的有机聚合物类改性沥青，根据长时间的跟踪监测，结果表明，使用该类改性沥青的沥青路面路用性能良好，但是改性剂价格高昂，成本较高[3-4]；另一方面，在有机聚合物类改性沥青生产过程中，对加工工艺及生产设备要求较高，并且在其运输及储存的过程中，沥青与改性剂容易发生团聚离析的现象，从而一定程度上限制了改性沥青的推广和应用[5-6]。
近年来，天然沥青改性剂以其技术性能优良、施工简便、经济合理的特点越来越受到重视[7-10]。研究表明：岩沥青含氮量高，且氮元素多以官能团的形式存在，粘度大、抗氧化性强，从而显著改善了沥青路面的抗水损坏能力；而且其软化点较高，经岩沥青改性的沥青混合料的高温性能也得到显著提高；此外，岩沥青与基质沥青性质相似，均属于石油基，故岩沥青与基质沥青具有良好的配伍性[11-13]。因此，积极开展关于岩沥青技术性能的研究具有十分重要的意义。
2.沥青改性机理分析
青川岩沥青是一种自然资源，经过地壳及自然界的长期综合作用，聚合程度高，分子量很大，具有发达的网状结构，性质特别稳定。青川岩沥青对基质沥青的改性的过程，实际上是大分子量的非自发核心物质对基质沥青中以小分子沥青质为核心的结构进行的改造过程，在改变沥青中四组分的含量及相互间的比例关系，使沥青的胶体结构向溶-凝胶型转变的同时，使沥青质增加的速度高于胶质增加的速度，从而破坏了胶质分子化学位的平衡，导致青川岩沥青的胶束暴露出很多活性点，正是由于这些活性点的存在，形成了以青川岩沥青大胶束分子为核心，基质沥青小分子填充、包围的全新组合。
3.改性沥青性能评价
（1）高温性能
国产天然岩沥青的加入使改性沥青的高温性能得到了提高，使沥青混合料在重载和高温的情况下，不容易发生变形，抗车辙能力有明显提高。岩沥青改性沥青的软化点随着天然岩沥青的掺加量不断增加软化点数值不断提高。另一方面，岩沥青的加入使改性沥青的粘度有了明显增加，粘度提高后在同等温度下改性沥青抗流动变性能力更强，高温性能更好。
（2）低温性能
研究表明，岩沥青试样的延度均随岩沥青掺量的增加而急剧降低，说明岩沥青的添加对沥青低温性能非常不利，考虑到岩沥青是天然沥青，由于生成环境等各种因素，使得自身含有一定的矿物质，即通常所说的灰分，灰分是否会对延度试验结果造成影响。因此，青川岩沥青是否会对沥青的低温性能具有负面影响，还需通过进一步的试验研究加以验证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（3）老化性和稳定性
而岩沥青经过上亿年的地质作用以及与空气、水接触，是长期老化后形成的产物，其中的胶质、沥青质含量必然较大，稳定基团较多，故而它掺入基质沥青后，必然可降低材料整体对光、热、空气的反应活性，提高改性沥青的抗老化性能。从结晶学上来看，由于岩沥青掺杂带来的交织、缔合作用，使沥青内部大分子团的立体规整性提高，因而大大提高了改性后沥青的稳定性。
4.结论
通过沥青性能试验及沥青混合料路用性能试验等室内试验，研究了对青川岩沥青对基质沥青及混合料的技术性能的影响：
（1）青川岩沥青的结构参数与基质沥青明显不同，青川岩沥青中沥青质和胶质含量较高，饱和分与芳香分的含量明显较低；青川岩沥青的掺加使基质沥青的胶体类型、分子结构发生了变化，使官能团极性、化学交联作用显著增强。
（2）青川岩沥青的掺加可明显改善沥青的高温性能、感温性能及抗老化性能；对于低温性能，虽然延度指标与当量脆点T1.2指标的结果相互矛盾，但结合沥青混合料的低温性能试验结果可知，青川岩沥青掺量在合理范围内时，对低温性能具有一定的改善作用。
参考文献：
[1]沥青路面结构行为理论[M].北京：人民交通出版社，2005
[2]沈金安，李福普，陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京：人民交通出版，2004.
[3]YIMAZ M，CELOGLU M E.Effects of SBS and different natural asphalts on the properties of bituminous binders and mixtures[J].Construction and Building Materials，2013，44：533-540.
[4]王明，刘黎萍，吴后选.SBS改性沥青显微相态与宏观性能相关性研究[J].建筑材料学报，2016，19（1）：119-123，142.
[5]赵迁乔.天然沥青对石油沥青路用性能改善研究[D].长安大学，2005.
[6]范维玉，辛雪，梁明，姚艳，董夫强，南国枝.改性沥青的流变性和储存稳定性研究[J].中国石油大学学报（自然科学版），2015，39（4）：165-170.
[7]杜少文.岩沥青SBS复合改性沥青混合料的性能与机理[J].建筑材料学报，2012，15（6）：871-874.
[8]刘丽.青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能研究[J].公路工程，2016，41（4）：124-129.
[9]黄卫东，吕泉，柴冲冲.Terminal Blend胶粉改性沥青的复合改性研究[J].建筑材料学报，2016，19（1）：111-118.
[10]林晓光，金年生，林立，杨真子.天然岩沥青对沥青路用性能的影响研究[J].公路交通技术，2015（2）：45-48.
[11]王杰，王佳蓉，胡雨可.岩沥青改性沥青及沥青混合料路用性能研究[J].石油沥青，2013，27（3）：30-34.
[12]陆学元，张素云，吴一帆.布敦岩矿料对沥青混合料性能的影响[J].建筑材料学报，2015，18（3）：450-457.
[13]杨亚平.青川岩沥青改性沥青及其混合料技术性能研究[D].郑州大学，2017.
论文作者:王丽艳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/27
标签：沥青论文; 性能论文; 青川论文; 改性沥青论文; 基质论文; 高温论文; 低温论文; 《基层建设》2019年第18期论文;