隨著公路交通 建設(shè)的 突 飛猛進和 道路里程不 斷增加 ， 用于 建設(shè)瀝 青路面 的石油 瀝青需求 量也在 不斷增加． 然而石油屬于不可再生 資源 ， 經(jīng)過量開采 和 大量消 費后 ， 石油 資源必將逐漸枯竭 ， 因 此 尋找 一種 可替 代 石油 瀝 青 的 可 再生 鋪筑材料 迫在 眉 生物瀝青作 為一種可再生的新 型瀝青替代品 ， 近年來越來越受到學(xué)者們 的重視． 當(dāng) 生物瀝 青摻人 石油 瀝青中 時 ， 瀝青 的低溫性能得到 改善 ， 然而對 其高溫穩(wěn)定性及抗老化性 能產(chǎn)生不利 影響 ， 這就不 利 于 大幅度提高生物瀝青 的摻配 比例 、 減少 石油 瀝 青用量 因 而 ， 有必要對生 物瀝青 改性瀝青進行 復(fù) 合改性？ 在眾多 瀝青改性技術(shù) 中 ， 巖瀝青改性是現(xiàn)階段 應(yīng)用較廣泛 、 較 成熟的技術(shù)之一 ， 其應(yīng)用不僅在很 大程度上 降低了 道路病害 產(chǎn)生 的頻率， 而且有效延 長了 瀝青路面的使用年限 ． 因而 ， 利 用巖瀝青改性 技術(shù)能獲取髙 品 質(zhì)的改性 瀝青． 但與 此同 時 ， 巖瀝 青改性瀝青存在著一 定的 局限性 ： 巖瀝青改性瀝青顯 著提高 了 基質(zhì)石油 瀝青 的 高溫 性能及 瀝青路 面 的抗車 轍能力 ， 但 同 時對瀝青 的低溫性 能產(chǎn)生 了 不 利影響％ 本研究擬 采用生物瀝 青和巖 瀝青 兩種 改性效 果 幾乎相反 的 改性劑 對基質(zhì)石油 瀝青進行 復(fù)合 改 性 ， 其復(fù)合改性 的 效果作為摻人生 物瀝青及巖瀝 青 復(fù)合改性劑 的 效果進行整體研究． 在本 文 的試驗研 究 中 ， 在基質(zhì)瀝青 中 摻人復(fù)合改性 劑制 成生物瀝青 及 巖瀝青復(fù)合改性瀝青結(jié)合料 ， 然 后對 其進行針入 度 、 軟化點 、 延度及 ＲＴＦ０ 短期老化方面的試驗 ， 研 究生物 瀝青及巖瀝 青復(fù)合改性瀝青的 溫度敏感性 、 髙溫性能 、 低溫性能 及抗 老化性 能 ， 為生物 瀝青及 巖瀝青復(fù)合改性瀝 青的工程應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)．

１ 試驗材料
１ ） 基質(zhì)瀝青 ： 基質(zhì)瀝青 采用 ７０ 號 Ａ 級道路石 油瀝青 ， 基質(zhì)瀝青的技術(shù)指標(biāo) 見表 １ ．
２ ）生物瀝青 ： 本研究采用 的生物瀝青為蓖麻油 植物瀝青 ， 其原料是蓖 麻子 ， 蓖麻子經(jīng)加工獲 取蓖 麻油后 ， 剩余 的 下腳油 再經(jīng)過 一 系 列 的物理化 學(xué)工 藝處置 ， 最終獲得植物瀝青． 外 觀上 ， 這種蓖麻 油植 物瀝青與石 油 瀝青基本類似 ， 常溫下為黑色 固體 ， 顏色稍 偏淡．
３ ） 巖瀝青 ： 巖瀝青采 用歐洲 巖瀝青 ， 但 由 于 國 內(nèi) 暫無歐洲巖瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ， 表 ２ 中 列 出 了 青 川 巖 瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Ａ

２ 實驗室試驗
２． １ 復(fù)合改性瀝
青的 制備 瀝青 的稠度綜合反映 了 瀝青結(jié)合 料的 內(nèi) 黏性 和彈性抵抗變形能力 ， 通常僅限于體現(xiàn)不高于 ６０ 尤 條件時瀝青 的黏稠程度｜８］ ． 巖瀝青對基質(zhì)瀝青進行改 性時 ， 使得 巖瀝青改性瀝青變硬 ， 稠度變大 ； 而生 物 瀝青對基質(zhì)瀝青進行改性時 ， 使得生物瀝青改性瀝 青變軟 ， 稠度變小． 針人度反映 了 瀝青的稠度大小 和軟硬程度 ， 是我 國選擇瀝青標(biāo)號 的主要依據(jù)． 為 確保采用復(fù)合改性劑替代部分石油 瀝 青后 ， 復(fù)合改 性瀝青的瀝青標(biāo)號仍保持不變 ， 以 方便其工程應(yīng) 用 ． 因 此本次試驗在進行瀝青復(fù)合改性研究中 ， 保持改 性瀝青的 ２５ 弋針人度 為不變量， 以 對照組基質(zhì)瀝青 ２５ 弋 針入度為 標(biāo)準(zhǔn) ， 通過保持生 物瀝青及巖瀝青復(fù) 合改性瀝青與對照組基質(zhì)瀝青的 ２５ ｔ針人度一致 ， 來確定復(fù)合改性劑 不 同 摻量時巖 瀝青 與生物 瀝青 的摻配比 例 ， 從而制備生物 瀝青 及巖瀝青復(fù)合改性 瀝青結(jié)合料．
把巖 瀝青依 照預(yù)定 的 摻 配 比 例摻人基質(zhì) 瀝青 中 ， 然后 在 １ ６０ 溫度下用攪拌 機以 １ ５００ ｒ／ｍｉ ｎ 的 轉(zhuǎn)速攪拌 ３０ ｍｉ ｎ ， 使得巖瀝青 和基質(zhì)瀝青充分混合 ． 然后在 １ ５５ ￣ １ ６ ５ ｔ 溫度 下用高 速剪切儀以 ３ ０００ ｒ／ ｍｉ ｎ 的轉(zhuǎn)速剪切 １ ｈ ． 剪切完 成后 ， 待剪切儀 中 的溫 度降至 １ ４５ Ｔ時 ， 再按照預(yù)定 的摻配 比例加人生物 瀝青 ， 以 １ ５ ００ ｒ／ｍｉ ｎ 的轉(zhuǎn)速攪拌 ３ ０ ｍｉ ｎ ． 本研究設(shè) 定 復(fù)合改性劑 摻量 為瀝青 總量的 １ ０ ％ 、 ２０％ 、 ３ ０％ 、 ４ ０％ 、 ５０％和 ６ ０％． 其中 對照組基質(zhì)瀝青采用與改性 瀝青 同 樣的制 備過程 ， 得到 零摻量試樣 ． 經(jīng)過瀝青 針人度試驗 ， 得到對照組零摻量試樣的 ２５ Ｔ針人度 為 ６２ ． １ （ ０． １ ｍｍ ） ， 以 ２５ 弋 針 人 度 為 ６２ ． １ （ ０ ． １ ｍｍ ） （ 可允許小 范圍 內(nèi)有 一 定波動 ） 為生物瀝青及巖瀝 青復(fù) 合改性瀝青制樣 成功 的標(biāo) 準(zhǔn)． 復(fù)合改性劑摻量 分別為 １ ０ ％￣６０ ％時 ， 調(diào) 整每種摻量下巖瀝青與生物 瀝青的摻配 比例 ， 制得每種摻量下巖瀝青與生物瀝 青多種摻配 比例 的復(fù)合改性瀝青 ， 然后進行 ２５ Ｔ針 入度試 驗． 經(jīng)過多次探索性針人度試驗 ， 最終得到 生物瀝青及巖瀝青復(fù)合改性瀝青 ２ ５ 丈針人度值最 接近 ６ ２． １ （ ０ ． １ ｍｍ ） 時 ， 不同摻量復(fù)合 改性劑 的巖瀝 青與生物瀝青摻配比 例。

２．２ 改性瀝青性能測試
按 照 《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》 （ ＪＴ Ｇ Ｅ ２０ — ２ ０ １ １ ）進行針人度 、 軟化點 、 延度 、 黏度和 老化試驗［９１ ． 采用試驗規(guī)程 Ｔ０６０４ — ２０ １ １ 試驗方法進 行針入度試驗 ； 采用試驗規(guī)程 Ｔ０６０ ６ — ２０ １ １ 試驗方 法進行軟化點試驗 ； 采用試驗規(guī)程 Ｔ０ ６０５ — ２０ １ １ 試 驗方法進行延度試驗 ； 采用試驗規(guī)程 Ｔ０６２ ５ — ２０ １ １ 試 驗方法進行 黏度試 驗 ； 采用 試驗規(guī)程 Ｔ０６ １ Ｏ － ２０ １ １ 試驗方法進行老化試驗．

３ 試驗結(jié)果分析
３ ．１ 上海昌吉針入度測試儀試驗結(jié)果
本 次試驗研究 以對照組基質(zhì)瀝青 ２５ Ｔ針入度 為標(biāo)準(zhǔn) ， 保持改性瀝青與對照組基質(zhì)瀝青 ２５ 針人 度 一 致 ， 通過表 ３ 可確定復(fù)合改性劑各種摻量下巖 瀝青與生物瀝青的摻配 比例． 其摻配 比例 的 比值 與瀝 青結(jié)合料感溫性 能常用 針 人度 指數(shù) ＰＩ 值進 行評價 ， 一 般認為 ， Ｐ Ｉ 值越大 ， 溫度 變化對 瀝青 結(jié)合 料的性能影響越小 ， 感溫性 能越好，針人度 指數(shù) Ｐ Ｉ 值按照 Ｊ ＴＧ Ｅ２０ － ２０ １ １ 規(guī)程 中 Ｔ０ ６０４ － ２０ １ １ “ 瀝青針 人 度試驗方法 ” 中 的針 入度指數(shù)公式法進行計 算 ． 將 ５ Ｔ 、 １ ５ ｔ以 及 ２５ ｔ 三個溫度 下 測得 的 針 人度值 取 對數(shù) ， 然 后 與 溫 度進 行線性 回 歸 ， 如 式 （ ２ ） ， 可 求 得針 入 度 溫度指 數(shù) ４ ｋ ， 再將其代人式（ 丨 ） ， 即 可計 算 得到針 人度 指 數(shù) Ｐ 丨 值｜ ９ １ ． 生 物瀝 青及 巖 瀝青 復(fù) 合 改性瀝 青 的 針人度指 數(shù) Ｈ 值隨 復(fù)合改 性劑 摻量 的 變 化。

３． ２ 軟化點試驗結(jié)果
上海昌吉瀝青軟化點測定儀 描述 的 是瀝青從 黏 塑 性狀態(tài)轉(zhuǎn) 變 為 黏 流狀態(tài) 的 臨 界溫度 ， 本質(zhì)上反 映 的是一 種 瀝青 的條 件黏 度． 瀝青 的高 溫性能一 般用 軟化點 的高 低 進行 評價 ． 由 于 高 溫會 影響 到 瀝青結(jié)合料 的 黏 彈性 ， 使 得瀝 青 變 軟 ， 因 而 所采 用 的 瀝青 軟化點 越高 ， 高 溫 性能 也就越好． 生 物瀝青及 巖瀝靑 復(fù)合改 性瀝 青的 軟 化點 隨 復(fù) 合 改性劑 的摻 域變化當(dāng) 復(fù)合改性劑 的 摻量 為 １ ０ ％ 時 ， 軟 化點 相 對于對 照組基質(zhì)瀝 青略有 降低 ， 但是 隨著 復(fù) 合改性劑 摻量的 繼 續(xù)增 加 ， 軟 化點不 斷提高 ， 復(fù)合 改性 劑 摻量約為 １ ５ ％ 時提高 至 對照 組基質(zhì)瀝青水 平 ， 且摻量越多 ， 軟化點提高 速率越快 ． 復(fù)合改性劑 摻量為 １ ０ ％ 、 ２０ ％ 、 ３ ０ ％ 、 ４０％ 、 ５ ０％ 和 ６ ０％ 時改性瀝 青 的 軟化點 分別 是對 照組基質(zhì) 瀝青 ９ ８ ％ 、 １ ０ ０ ． ６ ％ 、 １ ０２ ％ 、 １ １ ０％ 、 １ ２６％ 和 １ ５ ０ ％． 表 明 復(fù) 合改性 劑 摻 量 約 為 １ ５ ％ 時 復(fù) 合改性 瀝青 的 高 溫性 能與 對照 組 基 質(zhì)瀝青基本保持不變 ， 隨著 復(fù)合改性 劑 摻量繼續(xù) 增 加 ， 洇青 的 高溫性能逐漸得到提高 ， 且摻量越多 ， 提 高越顯著。

３ ． ３ 延度試驗結(jié)果
低溫條件下瀝青路面 的 開裂形 式一 般 表現(xiàn) 為 ： 瀝青混合料 中 的瀝青膜首先被拉伸 破壞 ， 然后 整個 瀝青混合料產(chǎn)生開裂破壞 ， 因 此 瀝青低溫條件 下 的 變形 能 力 在 一定 程度上反 映 了 瀝青 混合料 的低溫 抗 裂性能％ 本次 試驗采 用延度指標(biāo)對生 物瀝青及 巖瀝青復(fù) 合改性瀝青 的 低溫性能進行研究． 本研究 中 ， 對復(fù)合改性瀝青進行了 １ ５ １ 的 延度試驗． 其中 零摻量試樣采用與 改性瀝青 同樣 的 制 備工藝 后 ， 在 １ ５ 丈 時延度 值為 ９３ ． ８ ｃ ｍ ， 與 未經(jīng)過 加工工藝的 原 樣基質(zhì)瀝 青相 比 ， 延度 有一 定 程度 的 降低 ． 生物浙 青及巖瀝 青復(fù) 合改性瀝 青的 延度 隨復(fù)合改性劑 摻 量的變化。

４ 結(jié) 論

本次試驗研 究通過 瀝青針人度 試驗 、 軟化點試 驗 、 延度 試驗 、 黏度 試驗和 ＲＴＦＯ 老 化試驗 ， 評價了 生物瀝青及巖瀝青 復(fù)合改性瀝青 的 溫度 敏感性 、 高 溫性能 、 低溫性 能及抗老 化性 能 ， 并采用 混合料彎 曲試驗驗證低溫性能． 試驗結(jié)果與分析顯示 ：
１ ） 在保持復(fù)合改性浙青與 對照組基質(zhì)瀝青的 ２５ Ｔ針人度 一 致 時 ， 巖瀝 青與 生物瀝青 摻配 比 例 的 比 值與 復(fù) 合改 性劑 摻量 變化具有 ｙ ＝ ０ ． ０ １ ０ ％ 的 正 比 例關(guān)系 ， 因 此試驗條件的保持具有 通用性．
２ ） 隨著復(fù) 合改性劑 摻量的增加 ， 針入度 指 數(shù) ＰＩ 值和 黏度均不 斷增 大 ， 且摻量越多 ， 增量越顯 著． 表 明 復(fù) 合改性劑 的摻 入 可 顯著 改善瀝 青 的 溫度敏 感 性和增強抵抗變形能力 ．
３ ） 復(fù) 合改性劑 摻量超過 １ ５ ％時 ， 復(fù) 合改性 瀝青 的 高 溫性能 從對照 組 基質(zhì) 瀝青 水平隨著 摻量 的 增 加一 直得到提高 ， 且摻 量越多 ， 提高越顯著．
４ ） 延度隨著復(fù) 合改性劑 的摻入而大幅降低 ， 但 采用 瀝青混合料 彎 曲 試驗驗證顯示 ， 復(fù) 合改性劑 摻 量不超過 ３ ０％時 ， 復(fù)合改性 劑 的 摻人不 會對瀝青 的 低溫性能產(chǎn)生不利影響 ， 甚至有 一 定改善．
５ ） 復(fù) 合改性劑 摻量超過 ２０ ％時 ， 復(fù) 合改性 瀝青 的抗老化能 力 從對照組基質(zhì) 瀝 青水 平隨 著摻量 的 增加 一直得到 提高 ， 且 當(dāng) 摻量超過 ４０ ％ 時 ， 提高 更 為顯著．
６ ） 復(fù)合 改性劑 摻量在 ２ ０％？ ３ ０％的 范 圍 內(nèi) ， 復(fù)合 改性 劑 的 摻入 提高 了 瀝 青 的高 溫性 能和抗 老 化能 力 ， 改善 了 溫度 敏感 性 ， 同 時對瀝青 的 低溫 性能 有 一 定 改善 ， 且適應(yīng)不 同 性能要求 時摻量范 圍 上 限或 下 限可適 當(dāng)放寬．