针对我省在气温较低时沥青混凝土路面往往难以压实，本文对Sasobit改性沥青的各项性能进行了分析，并通过室内试验验证了该改性剂的优点。 1 改性沥青 1.1改性沥青材料 基质沥青为壳牌70号道路石油沥青。改性剂采用由SASOL-WAX公司于1997年德国研发部门开发的新型的聚烃类沥青改性剂Sasobit，采用tischer-Tropsch工艺从煤气化生产中的产品，该产品为白色固体，呈粒状，粒径在2.36～4.75 mm之间，滴溶点约为115 ℃，在高于其熔点的温度下，可方便而稳定的熔解于沥青之中。以下试验采用掺量为3%、5%的Sasobit添加剂进行改性沥青的各项常规试验对比。
1 改性沥青
1.1改性沥青材料
基质沥青为壳牌70号道路石油沥青。改性剂采用由SASOL-WAX公司于1997年德国研发部门开发的新型的聚烃类沥青改性剂Sasobit，采用tischer-Tropsch工艺从煤气化生产中的产品，该产品为白色固体，呈粒状，粒径在2.36～4.75 mm之间，滴溶点约为115 ℃，在高于其熔点的温度下，可方便而稳定的熔解于沥青之中。以下试验采用掺量为3%、5%的Sasobit添加剂进行改性沥青的各项常规试验对比。
1.2 Sasobit改性沥青的制备方法及其技术性能指标
将Sasobit按外掺(沥青质量百分率)法加入140℃左右的基质沥青中，搅拌30-60min（取40min）制备成改性沥青。试验结果见表1.
表1 基质沥青与改性沥青性能试验
|
检测项目
|
基质沥青
|
基质+3.0% Sasobit
|
基质+5.0% Sasobit
|
| 25 ℃针入度/0.1 mm |
65.2
|
38.9
|
35.9
|
| 10 ℃延度/cm |
43.4
|
8.9
|
4.6
|
| 软化点/℃ |
47.8
|
74.0
|
90.0
|
| 动力黏度60 ℃/Pa·s |
234
|
1160
|
—
|
| 运动黏度135 ℃/mm·s-2 |
500
|
388
|
341
|
| 布氏黏度/Pa·s |
0.38
|
0.33
|
0.29
|
| TFOT后针入度比/% |
56.8
|
67.5
|
68.3
|
| TFOT后5 ℃延度/cm |
0.2
|
0.2
|
0.1
|
| TFOT后10 ℃延度/cm |
3.1
|
0.5
|
0.4
|
由表1可见，沥青的针入度随Sasobit掺量的增加而急速减小，沥青的软化点随着掺量的增加而显著提高。SBS、PE类常规聚合物沥青改性剂会导致改性沥青的135 ℃黏度增加，施工和易性差，因而需要在高温下拌和、摊铺及压实，能量消耗大，综合成本高。从表1可以看出，随着Sasobit掺量的增加，改性沥青的135 ℃运动黏度降低，且低于基质沥青，而在60 ℃下的动力黏度软化点高于基质沥青，说明沥青改性后可在较低温度下施工，且有较好的高温稳定性。Sasobit改性沥青的这些特点，不仅可以有效地改善沥青对集料的浸润速率，提高覆盖率和黏附力，而且可以有效地改善施工和易性，降低施工温度，减少能源消耗及环境污染。
2 Sasobit混合料性能试验
为了评价Sasobit对沥青混合料路用性能的影响,对未掺加Sasobit的正常温度拌和成型的沥青混合料试件与添加Sasobit后降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件进行了马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验及低温弯曲试验,分析沥青混合料的路用性能。
2.1 沥青
采用壳牌70号道路石油沥青，沥青的技术性能指标见表1.
2.2 集料
采用10～20 mm、5～10 mm、3～5 mm石灰岩碎石、0～3 mm石屑和石灰岩磨细矿粉。
2.3 级配
采用AC-16沥青混合料，级配范围见表2.合成级配曲线见图1.
表2 AC-16沥青混合料的矿料组成计算 %
|
级配
|
通过下列筛孔（mm）的质量百分比
|
||||||||||
|
19
|
16
|
13.2
|
9.5
|
4.75
|
2.36
|
1.18
|
0.6
|
0.3
|
0.15
|
0.075
|
|
|
合成级配
|
100
|
98.7
|
88.4
|
66.5
|
51.0
|
36.9
|
29.6
|
22.1
|
14.6
|
10.4
|
5.6
|
|
中 值
|
100
|
95.0
|
85.0
|
72.0
|
52.0
|
39.0
|
27.0
|
20.0
|
15.0
|
10.5
|
6.0
|
|
级配范围
|
100
|
90～100
|
80～90
|
66～78
|
46～58
|
34～44
|
22～32
|
16～24
|
11～19
|
7～14
|
4～8
|
|
|
|
a)以基质沥青进行马氏试验；
b)掺加3% Sasobit与5% Sasobit改性沥青混合料以基质沥青的OAC作为最佳油石比，进行马氏试验、水稳性、高温性能、低温性能试验。试验结果见表3.
2.5 混合料拌和工艺
a)以上述Sasobit改性沥青的制备方法先加工成改性沥青。
b)混合料拌和，压实温度同基质沥青混合料（160 ℃拌和、135～140 ℃压实）。
表3 AC-16沥青混合料性能试验结果（OAC=5.0%）
|
检测项目
|
AC-16型沥青混合料
|
基质沥青+3.0% Sasobit
|
基质沥青+5.0% Sasobit
|
| 空隙率/% |
4.1
|
3.9
|
3.8
|
| 稳定度/kN |
10.2
|
9.97
|
10.45
|
| 流值/mm |
2.90
|
2.88
|
2.45
|
| 残留稳定度/% |
90.5
|
91.8
|
93.0
|
| 冻融劈裂试验残留强度比/MPa |
87.4
|
90.0
|
92.4
|
| 动稳定度/次·mm-1 |
1 044
|
2 335
|
3 450
|
| 弯拉应变 |
1 894
|
2 214
|
2 130
|
从表3可以看出,掺加Sasobit后,沥青混合料的高温稳定性得到提高,降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件的空隙率、低温抗裂性及水稳定性与未掺加Sasobit的正常温度拌和的沥青混合料试件相比基本保持不变,同时沥青混合料高温稳定性提高较大,因此,通过添加Sasobit降低混合料的拌和及成型温度是可行的。最后通过低温成型的沥青混合料试件进行路用性能验证，结果表明Sasobit改性沥青混合料具有较好的低温施工性能。
3 结论
通过对Sasobit改性沥青及沥青混合料的性能试验分析，可以得到如下结论：
a)添加Sasobit改性剂后，能降低135 ℃运动黏度，进而减少沥青混合料的黏性，使集料在较低的温度下就能被裹覆，从而降低生产温度及施工温度，减少能源消耗及环境污染。
b)使用Sasobit改性沥青比使用常规聚合物改性沥青的施工温度低。可有效减低沥青的氧化速率，防止沥青老化变硬。
c)添加Sasobit改性剂后，混合料的高温稳定性得到显著改善，而低温抗裂性及水稳定性则基本保持不变。
d)通过对低温成型的沥青混合料试件进行路用性能验证，证实Sasobit改性沥青混合料具有较好的低温施工性能。
