硅藻性沥青性能探究范文

摘要:通过常规指标性能试验得到的三大指标及针入度指数、当量软化点等一系列指标研究了硅藻性沥青的常规性能，然后利用动态剪切流变和低温弯曲流变试验评价了沥青的流变性能，分析了不同掺量硅藻土对沥青性能的影响。结论表明，一定量的硅藻土可以降低改性沥青的温度敏感性，提高了沥青的高温性能，但是降低了沥青的低温性能。

关键词:硅藻土;改性沥青;常规性能;流变性能

0引言

硅藻土作为一种工业矿物质，其具有外观多孔粗糙、耐磨耐酸碱、性能较稳定的特点，其可作为沥青的改性剂，制备出的改性沥青混合料具有较好的路用性能［1，2］。然而当前对于硅藻性沥青的研究侧重于混合料路用性能方面，而对于硅藻性沥青胶结料的性能多集中于沥青与硅藻土间的细微观结构，针对硅藻性沥青的宏观性能却没有进行系统性的研究［3，4］。本文在已有的研究成果基础上，对不同掺量的硅藻性沥青性能进行研究。

1原材料性能试验

选用吉林长白山地区产的优质硅藻土，它是一种硅质沉积岩，其主要化学成分是无定形的二氧化硅，也含有少量的氧化铁、氧化钙及氧化铝等，其外观为白色，其粒径在10～30μm左右，硅藻含量在93%以上，比表面积约为30m2/g，密度约为0.4g/cm3，其各项指标均满足沥青路面专用硅藻土技术要求。

2硅藻性沥青性能

2.1硅藻性沥青常规性能

2.1.1针入度根据试验规程中T0604的方法进行针入度试验，试验温度分别为5、15、25℃，并对试验得到的针入度进行回归分析得到针入度指数PI和当量软化点T800及当量脆点T1.2。

2.1.2软化点软化点采用常用的环与球法进行测试

2.1.3延度利用延度仪对不同硅藻性沥青的低温性能进行5℃和15℃试验。

2.2硅藻性沥青流变性能

2.2.1高温动态剪切流变性能试验采用美国SHRP规范推荐的动态剪切流变试验对硅藻性沥青的高温性能进行评价，以试验得到的复数剪切模量G*、相位角δ和计算得到的车辙因子G*/sinδ作为评价指标［7］，试验采用应力控制模式，频率为10rad/s，结果见表4。由表4可知，老化前后不同硅藻性沥青复数剪切模量G*随着温度的升高而逐渐下降，同样的温度下，G*随硅藻土掺量的增加而增大，老化后改性沥青的G*明显增加，一方面说明了温度升高，增大了沥青的温度敏感性，使沥青软化，增加了沥青粘性成分的比例;另一方面，说明沥青老化以及硅藻土的加入改善了沥青的弹性变形能力。老化前后不同硅藻性沥青的相位角δ随温度的升高而呈现出逐渐增大的趋势，说明温度升高降低了沥青的弹性成分，使沥青向粘性发展;另外发现同一温度下硅藻土掺量高的改性沥青的δ较小，老化后的沥青的相位角发生了明显的减小，说明了经过RTFOT老化或加入硅藻土后的沥青的弹性比例有所增加，硅藻土使沥青变“硬”。随着温度的升高，硅藻性沥青的车辙因子逐渐降低，说明了温度的升高使沥青的粘性成分增加，降低了沥青的抗车辙变形能力;同一温度条件下随着硅藻土掺量的增加，沥青的车辙因子随之增加，经老化后的沥青的车辙因子也逐渐增大，说明老化后硅藻土对于沥青的高温性能具有明显的增强改善作用。

2.2.2低温弯曲流变性能采用美国SHRP研发的用于评价沥青低温性能的低温弯曲梁流变试验，其可利用试验得到的60s时的蠕变劲度S(t)和m值对沥青的低温性能进行评价，其中认为在S(t)≤300MPa，m≥0.3时的沥青结合料具有很好的低温抗开裂性能［8］。本文采用低温弯曲梁流变试验对老化前后不同掺量的硅藻性沥青在－12℃的温度条件下进行测试。

3结论

1)从感温性能方面考虑，针入度指数和复数模量都随着硅藻土掺量的增加而增大，说明一定量的硅藻土可改善改性沥青的温度敏感性，但过量也会对其产生不利的影响。2)从高温性能方面来看，随着硅藻土掺量增加，(当量)软化点和车辙因子都增大，说明硅藻土可以增加沥青的粘度，改善沥青的高温性能。3)从低温性能方面来看，随着硅藻土掺量的不断增加，5℃延度、15℃延度、m值均逐渐减小，劲度模量S逐渐增加，说明硅藻土对改性沥青的低温性能产生负面的影响。4)从老化角度分析，老化后改性沥青的复数模量和车辙因子明显增加，相位角减小，说明沥青经RTFOT老化后，沥青的弹性比例有所增加，改善了沥青的弹性变形能力，明显提高了沥青的高温性能;另外，沥青经老化后，蠕变劲度增大，m值有所减小，说明沥青的老化降低了沥青的低温抗裂性。

作者：卫高明 单位：山西省交通科学研究院