【正文】 性能 Sasobit對(duì)瀝青感溫性能的影響 Sasobit 性能測(cè)試 Sasobit瀝青制備工藝的確定 Sasobit對(duì)瀝 青感溫性能 的影響 水穩(wěn)定性 能試驗(yàn) Sasobit溫拌瀝青及瀝青混合料路用性能 Sasobi t是德國(guó) SasolWax公司的產(chǎn)品，是一種窄分布的長(zhǎng)鏈脂肪族烴 , 其主鏈分子中含有 40~ 115個(gè)碳原子，使用 Fischer Tropsch (費(fèi)托 , FT) 方法從煤炭氣化中獲取， 因此也稱為 FT石蠟。s） 針入度（ 101mm） 135℃ 150℃ 25℃ 60℃ 測(cè)試值 100 290 5147 3126 1 8 Sasobit瀝青制備工藝的確定 試驗(yàn)采用了人工攪拌和機(jī)械剪切兩種方式，在不同混合溫度 ( 130， 150， 170℃ ) 以及不同混合時(shí)間 ( 15， 30， 45 m i n) 下進(jìn)行 Sasobit瀝青的制備，其中機(jī)械剪切是采用小型高速剪切機(jī)。 Sasobit對(duì)瀝青感溫性能的影響 瀝青是一種典型的粘彈性材料，其任何性質(zhì)都是溫度和時(shí)間的函數(shù)，并且對(duì)于不同的瀝青，即使溫度變化相同，其針入度和粘度等的變化也可能不同， 這種瀝青性質(zhì)受溫度變化的影響程度 (感溫性 ) 直接關(guān)系到瀝青的使用性能。 試驗(yàn)在基質(zhì)瀝青中加入不同劑量的 Sasobit(與瀝青的質(zhì)量比，劑量分別為 2 % ~ 5 %，每 1 %為一個(gè)間隔點(diǎn) )，分別測(cè)試其在不同溫度下的針入度、粘度等性能指標(biāo)，計(jì)算不同劑量下的 Sasobit瀝青各個(gè)感溫性指標(biāo)，從而綜合地評(píng)價(jià) Sasobi劑量對(duì)瀝青在各個(gè)不同溫度區(qū)域范圍內(nèi)的感溫性能影響。 從試驗(yàn)結(jié)果可知，瀝青的 V TS值隨 Sasobit劑量的增加而減小，V TS值越小，表示瀝青的感溫性愈低，表明瀝青在 60~ 135℃范圍內(nèi)的溫度感溫性也得到了改善。粘度指數(shù)測(cè)試結(jié)果 項(xiàng)目 原樣瀝青 加2%Sasobit 加3%Sasobit 加4%Sasobit 加5%Sasobit 針入度（ 101mm） 71 61 50 46 40 粘度(135℃ )/(mpa 表 7不同劑量的 Sasobit瀝青的針入度 〃 軟化點(diǎn)指數(shù)測(cè)試結(jié)果 項(xiàng)目 原樣瀝青 加 2%Sasobit 加 3%Sasobit 加 4%Sasobit 加 5%Sasobit 針入度 （ 101mm） 71 61 50 46 40 軟化點(diǎn) /℃ 4916 6613 7919 8815 9218 PIRamp。 3． 5 瀝青感溫性能指標(biāo)之間的關(guān)系 從 Sasob i t瀝青各個(gè)感溫性指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果可知，在瀝青中加入 Sasobit可以改善瀝青的感溫性能， Sasobit瀝青各個(gè)感溫性指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性見圖 圖 6。本試驗(yàn)選取 2種不同的抗剝落劑改善和提高 Sasobit瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，一種為某液體抗剝落劑，摻量為瀝青用量的 3%；一種為消石灰，摻量為礦料總重的 %。 2 . 1 . 2 凍融劈裂試驗(yàn) 為更好地評(píng)價(jià)瀝青混合料在嚴(yán)苛環(huán)境下的水穩(wěn)定性能，凍融劈裂試驗(yàn)凍融循環(huán)的次數(shù)分別為 1次、 5次和 10次。 液體抗剝落劑 Sasobit174。 液體抗剝落劑 Sasobit174。 （ 2） Sasobit提高了瀝青的軟化點(diǎn)和混合料的抗車轍性能（但也可能存在損失抗低溫性能的潛在風(fēng)險(xiǎn)），降溫 15℃ 左右。 降溫能使集料的加熱溫度降低，這樣就減少了因加熱集料的能量損耗，減少的能耗便是產(chǎn)生的效益。由結(jié)果可知， HAPS具有更高的效益費(fèi)用比。但是，盡管關(guān)于阻燃科學(xué)的研究不少，并且取得的成果也很多，還是存在成果與應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。 BFR也是一種瀝青阻燃劑，只是因?yàn)楹竺娴难芯抗ぷ鲗⒁獙?duì)它進(jìn)行表面改性，故此處稱其為中間體。目前，表面改性方法很多，有表面活性劑處理、偶聯(lián)處理以及有機(jī)高分子處理等，但最常見、最有效的處理方法還是偶聯(lián)處理。 鈦酸酯偶聯(lián)劑的表面改性 （ 1）表面改性工藝 選用南京道寧化工有限公司生產(chǎn)的 201型鈦酸酯偶聯(lián)劑， 按如下工藝對(duì)中間體 BFR進(jìn)行表面改性： ①用乙醇作溶劑將鈦酸酯偶聯(lián)劑配制成 %的處理液； ②將中間體 BFR臵于 100℃ 烘箱中恒溫 2小時(shí)，以除去其表面吸附的游離水，并冷卻至室溫； ③再將中間體用處理夜常溫浸泡 3小時(shí)； ④最后在 105 ~110 ℃ ℃ 下烘干 2 h，并冷卻至室溫。 1）鈦酸酯用量對(duì) BFRTi/液體石蠟體系粘度的影響 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，偶聯(lián)劑處理無機(jī)填料的用量一般在 %~%，這主要取決于填料自身的性質(zhì)及粒度、偶聯(lián)劑的種類等因素。當(dāng)鈦酸酯的用量超過 %之后繼續(xù)增大時(shí)， BFRTi/液體石蠟混合體系粘度下降趨勢(shì)變緩，最后基本不變。從理論上講，未改性的 BRR表面是強(qiáng)極性的，在水中自然迅速沉降，改性后的 BFRTi表面極性大大降低，甚至接近于非極性，因此具有較強(qiáng)的憎水性，由于巨大的表面張力使其在 水面上漂浮而不下沉，或者部分緩慢下沉，所以活化指數(shù)在一定程度上反映無機(jī)填料表面改性效果的好壞。瀝青阻燃劑的活化指數(shù)先隨鈦酸酯的用量的增加而迅速增加， 當(dāng)用量達(dá)一定值后， 活化指數(shù)不再增大。 ? 綜合鈦酸酯的用量對(duì) BFRTi/液體石蠟體系粘度影響以及對(duì) BFRTi 活化指數(shù)影響的試驗(yàn)結(jié)果，可以得出：鈦酸酯表面改性瀝青阻燃劑中間體 BFR，其合理的用量應(yīng)為 BFR的 %。 吸油值的測(cè)定方法：準(zhǔn)確稱取一定量的 BFRTi（ BFR） ，臵于玻璃板上，用已知重量的盛有鄰苯二甲酸二辛脂（簡(jiǎn)稱 DOP）的滴瓶滴加 DOP，同時(shí)用調(diào)刀不斷進(jìn)行翻動(dòng)研磨，起初試樣成分散 樣品種類 BFR BFRTi 吸水率 天數(shù) 第一天 第五天 第十天 狀，后來逐漸成團(tuán)直至全部被 DOP 浸潤(rùn)，并形成一整團(tuán)即為終點(diǎn)，精確稱取滴瓶質(zhì)量。 阻燃改性瀝青的制備工藝 ? 為了保證瀝青阻燃劑在瀝青介質(zhì)中的充分有效分散，本研究采用高速剪切機(jī)制備阻燃瀝青。 ? 瀝青阻燃劑合理粒度范圍的確定 ? 作為一種無機(jī)粉末狀的添加劑，瀝青阻燃劑的加入，必然會(huì)對(duì) 瀝青的綜合性能產(chǎn)生一定程度的影響，主要是燃燒性能、低溫延展性以及瀝青阻燃劑在瀝青中的分散性等。研究在瀝青阻燃劑用量為 %的情況下，不同粒度范圍的 BFR和 BFRTi對(duì)阻燃瀝青三大指標(biāo)的影響。相對(duì)而言，瀝青阻燃劑的粒度對(duì)阻燃瀝青低溫延度的影響比較明顯，而對(duì)針入度和軟化點(diǎn)的影響較小。當(dāng) BFRTi的粒度在一定范圍之內(nèi)時(shí)，其軟化點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)規(guī)律性較好，且平均值的波動(dòng)不大，說明此時(shí) BFRTi的分散性較好；當(dāng)超過該范圍時(shí)， 測(cè)試數(shù)據(jù)重現(xiàn)性較差且離散性大， 這可能是因?yàn)榇藭r(shí)BFRTi發(fā)生了團(tuán)聚現(xiàn)象而導(dǎo)致其在瀝青中分散效果不佳，試樣不夠均勻所致；又比較 BFR、 BFRTi對(duì)阻燃瀝青軟化點(diǎn)的影響規(guī)律不難發(fā)現(xiàn)，盡管變化的大致趨勢(shì)有些相近，但 BFRTi出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果的離散和波動(dòng)基本都出現(xiàn)在它們的粒度為 2500~3500 目范圍之內(nèi)的樣品，而 BFR 出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果的離散和波動(dòng)在 BFR 粒度為 1000~1500目范圍之內(nèi)的樣品中就已經(jīng)出現(xiàn)了。但又由于 BFR 和 BFRTi自身的表面性能的差異導(dǎo)致它們與瀝青相容性的較大差異，反映出低溫延度的優(yōu)劣。 從低溫延度的測(cè)試結(jié)果看， 粒度范圍為 1500 ~2022目瀝青阻燃劑的低溫延度稍好于粒度范圍為 2022 ~2500目瀝青阻燃劑。 在保證 SBS 改性瀝青與瀝青阻燃劑的質(zhì)量比為 100： 7 的前提下，分別測(cè)試各種粒度范圍下的瀝青阻燃劑制得的阻燃瀝青的極限氧指數(shù) LOI， 分析 LOI 隨瀝青阻燃劑的粒度變化的變化規(guī)律，來評(píng)價(jià)瀝青阻燃劑的粒度變化對(duì)相應(yīng)阻燃瀝青燃燒性能的影響，其測(cè)試結(jié)果列于表 。在相同粒度范圍內(nèi)，BFRTi阻燃瀝青的氧指數(shù)都明顯高于 BFR阻燃瀝青。由此可見，經(jīng)鈦酸酯和硅烷偶聯(lián)劑表面改性得到的 BFRTi，表面能降低，親油性增強(qiáng)，與瀝青的相容性及其在瀝青中的分散性得到了明顯提高，有利于更細(xì)的瀝青阻燃劑的分散，并由此提高阻燃瀝青的阻燃性能。 瀝青阻燃劑的用量對(duì)阻燃瀝青低溫延度的影響 由前述研究結(jié)果可知，瀝青阻燃劑的加入對(duì)阻燃瀝青的低溫延度有著較明顯的影響，即阻燃瀝青的低溫延度變化對(duì)瀝青阻燃劑是比較敏感的。 綜合 ： BFRTi的大致用量范圍均為： ~%，則推薦用量取其中間值 %。究其原因，可能是因?yàn)? BFR 未經(jīng)表面改性，與瀝青的相容性不佳，在瀝青中的分散效果不好，有團(tuán)聚現(xiàn)象，形成了應(yīng)力集中點(diǎn)，故延度大幅降低；而 BFRTi和 BFRSi與瀝青的相容性好，在阻燃瀝青中的分散效果好，故延度下降相對(duì)較少。 ( 3 )與 SBS 改性瀝青相比，軟化點(diǎn)和 60℃ 粘度都所增大，即高溫性能得到了一定提高。 貯存穩(wěn)定性研究 阻燃瀝青一經(jīng)生產(chǎn)完畢之后，一般要經(jīng)過存放或者運(yùn)輸過程，這就要求阻燃瀝青具備一定的貯存穩(wěn)定性。 表 指標(biāo) 單位 取樣部位 試驗(yàn)結(jié)果 SBS改性瀝青 BFR阻燃瀝青 BFRTi阻燃瀝青 BFRTiZB 阻燃瀝青 針入度 （ 25 ℃ ，100g,5s） 上部 中部 下部 軟化點(diǎn) （ 環(huán)球法 ） ℃ 上部 中部 下部 延度 （ 5 ℃ ，5cm/min） cm 上部 中部 下部 溶解度 （ 三氯乙烯 ） % 上部 中部 下部 表 ， SBS 改性瀝青貯存鐵桶的上部、 中部和下部的性質(zhì)相差很小，說明 SBS 改性瀝青具有良好的貯存穩(wěn)定性；而三種阻燃瀝青的上部、中部和下部的性質(zhì)相差相對(duì)比較明顯， 尤以 BFR阻燃瀝青為最， 說明阻燃瀝青的貯存穩(wěn)定性不及 SBS改性瀝青好。 從兩種種瀝青第一次點(diǎn)燃的火焰狀況看， SBS 燃燒的火焰最大最猛烈， BFRTi阻燃瀝青燃燒的火勢(shì)相對(duì)較小，說明瀝青阻燃劑及阻燃增效劑使瀝青燃燒的火勢(shì)明顯減小，從而可延緩隧道事故中瀝青燃燒的火勢(shì)，起到阻燃作用，增大了隧道運(yùn)營(yíng)的安全性。 表 阻燃劑類別 性狀 推薦用量 /% 實(shí)際用量 /% 粒度范圍 /目 樣品來源（廠家） BFRKSi 白色或淡黃色粉末 2022~2500 自制 BFRTiZB 白色或淡棕色粉末 2022~2500 自制 APFR 白色粉末 ~ 1000~1500 重慶智翔鋪道技術(shù)工程有限公司 BPMA 白色粉末 ~ 1500~2022 成都賽福特交通科技有限公司 FRMAX高效性 灰色顆粒 ~ 深圳海川實(shí)業(yè)股份有限公司 考慮到上述幾種瀝青阻燃劑的推薦用量大致相當(dāng)，因此在相同級(jí)配下，它們對(duì)應(yīng)的阻燃瀝青混合料的油石比應(yīng)該基本一致。 表 PH值 阻燃劑種類 BFRTi BFRTiZB APFR FRMAX BPMA 水中 PH值 605乙醇中的 PH值 測(cè)試結(jié)果表明，幾種瀝青阻燃劑無論在水中還是 60％的乙醇溶液中都顯示了較強(qiáng)的堿性。根據(jù)瀝青與礦料的作用機(jī)理分析可知，瀝青阻燃劑在水中的堿性強(qiáng)弱，將對(duì)混合料的性能特別是水穩(wěn)性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的有利影響，但這種作用并不持久，因此這種效應(yīng)往往容易體現(xiàn)在室內(nèi)試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果中；而在有機(jī)介質(zhì)中逐步離解釋放出氫氧根離子而呈現(xiàn)堿性的瀝青阻燃劑，將持續(xù)地對(duì)阻燃瀝青混合料的水穩(wěn)性產(chǎn)生有利影響。 阻燃瀝青混合料的路用性能研究 本節(jié)主要研究在相同的級(jí)配下，瀝青阻燃劑類型對(duì) AC16瀝青混合料性能的影響，并考查阻燃瀝青混合料相對(duì)于 SBS 改性瀝青混合料的性能變化。為了便于直觀比較，把表 ，見圖 55。 ? （ 2）凍融劈裂試驗(yàn) ? 采用 %的油石比拌制 SBS 改性瀝青 AC16混合料，采用 %的油石比分別拌制阻燃瀝青混合料，成型馬歇爾試件，按 JTJ0522022和 T07292022規(guī)程進(jìn)行了 AC16瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表 ；二者的劈裂強(qiáng)度比見圖 56。堿土鹽具有較強(qiáng)的吸附性能，能牢固地黏附在粒料表面而不剝落，瀝青就不會(huì)從粒料上脫離，從而改善了混合料的抗水損害能力。 ? ? 為了考查阻燃瀝青混合料的阻燃性能，本研究以 AC16為例，選取國(guó)內(nèi)常用瀝青阻燃劑，在各自的推薦（合理）用量下，成型車轍試件，進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表 。這種燃燒時(shí)間的減少，對(duì)于隧道運(yùn)營(yíng)的安全性是至關(guān)重要的，不僅直接減小經(jīng)濟(jì)損失，而且明顯增大了事故中人們逃生的可能性；再看幾種瀝青混合料的質(zhì)量變化情況，經(jīng)燃燒之后的質(zhì)量都發(fā)生了不同程度的減少，且質(zhì)量變化排序與燃燒時(shí)間的排序正好相反，這種質(zhì)量減少主要是由于部分瀝青的脫水炭化引起的，當(dāng)然實(shí)際因?yàn)檫@種脫水炭化引起的瀝青質(zhì)量變化值可能比實(shí)測(cè)值稍大，因?yàn)閺娜紵蟮娜藶槠茐牡脑嚰校l(fā)出柴油的味道，說明仍然