【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2020).。此外，低密度聚乙烯（ LDPE）被確定為能提高馬歇爾穩(wěn)定度，抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度的材料 (AlHadidy and Tan 2020).。熱固性塑料的交聯(lián)材料 采用熱固性材料的改性瀝 青具有熱靈敏度較小，耐疲勞性較高的特性（ 199。ubuk 等，2020 ） 。橡膠是一種彈性聚合物，它是一個(gè)天然的或合成的高分子聚合物與硫或其它含硫化合物硫化后形成的交聯(lián)劑。橡膠被報(bào)導(dǎo)能增加馬歇爾穩(wěn)定度和混合物的抗剝離性 (Aksoy et al. 2020)。在另一項(xiàng)研究中，柔性瀝青材料通過(guò)的修改而獲得輪胎橡膠廢物瀝青 (G252。r252。 et al. 2020)。嵌段共聚物為通過(guò)共價(jià)鍵連接的兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的單體亞基。由苯乙烯 丁二烯 苯乙烯（ SBS）形成的嵌段共聚物，被廣泛地用作在文獻(xiàn)中為了增加瀝青的粘度的瀝 青改性劑 (Eribol and Orhan 2020)。 SBS加入粘合劑中可以延緩粘合劑衰老。 (Valtorta et al. 2020)并且粘合劑不易受水損 害 (Tarefder and Zaman 2020)。老化是另一個(gè)影響瀝青性能的現(xiàn)象。添加二烷基二硫代磷酸鋅的瀝青被報(bào)道能提高耐老化性（歐陽(yáng)等人 (Ouyang et al. 2020)。增加了三甘醇基硼原子后的瀝青粘度，在通過(guò)進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定性試驗(yàn)時(shí)變形增加 (Arslan et al. 2020)。聚四氟乙烯被發(fā)現(xiàn)能增加瀝青的粘度，但它卻降低了混合物的馬 歇爾穩(wěn)定性 (199。ubuk et al. 2020)。車(chē)轍是通常發(fā)生在氣候炎熱地區(qū)主要道路病害，因此具有高的軟化點(diǎn)的瀝青是在這樣的區(qū)域中優(yōu)選使用的材料。由于瀝青的高軟化點(diǎn)，瀝青的剛度受高溫影響較小，但是取而代之的是瀝青路面的另一個(gè)車(chē)轍和翻漿等更嚴(yán)重的現(xiàn)象。環(huán)氧樹(shù)脂、聚烯烴和乙烯 乙酸乙烯酯（ EVA）能減少滲透和提高瀝青的軟化點(diǎn) (199。ubuk et al. 2020。 Topal et al. 2020)。軟化點(diǎn)的提高被報(bào)道會(huì)導(dǎo)致車(chē)轍的增加 (Malko231。 et al. 1996)。 Stastna 等人對(duì) EVA 材料 對(duì)瀝青粘度的影響進(jìn)行了研究(Stastna et al. 2020)，在另一個(gè)研究，可以通過(guò)瀝青與 EVA 回收聚合物的改性從而增加其粘度，進(jìn)而提高瀝青的服務(wù)性能 (GarciaMorales et al. 2020。 Gonzales et al. 2020)。將 EVA 和 LDPE 一起使用，得出溫度對(duì)其中純?yōu)r青發(fā)生永久變形的結(jié)論，表現(xiàn)除了良好的機(jī)械性能 (GarciaMorales et al. 2020)。 酚醛樹(shù)脂是一種由酚的聚合（ C6H5OH ）和甲醛（ HCHO）通過(guò)縮合過(guò)程形成的熱固性塑料。 在還沒(méi)有被用在道路施工前，它是一種廉價(jià)、高耐水、耐化學(xué)性和良好的熱阻高性能工程材料。本研究的目的是通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切流變儀（ DSR）、差示掃描量熱法（ DSC）、旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)（ RTFOT）、壓力老化容器（ PAV）、彎曲梁流變儀（ BBR）和表面能的測(cè)試等試驗(yàn)探討苯酚甲醛加入量對(duì)改性瀝青的粘度，滲透，軟化點(diǎn)的流變性的影響。為了檢測(cè)其作為瀝青改性劑道路路面的效果，對(duì)瀝青混合料的粘附性和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究并通過(guò)尼科爾森剝離試驗(yàn)和馬歇爾試驗(yàn)與那些純?yōu)r青進(jìn)行了對(duì)比。 50號(hào)瀝青和 70號(hào)瀝青是被廣泛使用的瀝青鋪路材料，本次試 驗(yàn)整個(gè)研究過(guò)程中使用的瀝青是由 Alia? a 煉油廠提供的，在所有的實(shí)驗(yàn)中使用的瀝青的特性見(jiàn)表 1。酚醛樹(shù)脂作為改性劑被用于所有試驗(yàn)中，其特性如表 2所示 表 1 150號(hào)瀝青和 70號(hào)瀝青的物理化學(xué)性質(zhì) 屬性 數(shù)據(jù) 滲透 , 25176。 C, 100 g, 5 s, mm 62 三氯乙烯溶解度 , (w/w)% 軟化點(diǎn) , 176。 C 閃點(diǎn) , 176。 C 260+ 粘性 , 135176。 C, Pa s 瀝青質(zhì) , (w/w)% 芳香烴 , (w/w)% 飽和烴類(lèi) , (w/w)% 樹(shù)脂 , (w/w)% 表 2 酚醛樹(shù)脂的性能 物理狀態(tài) 固體，顆粒 解體的溫度，℃ 130176。 C 密度， 20 176。 C 720 kg/m3 顏色 棕色 氣味 幾乎無(wú)臭 該實(shí)驗(yàn)裝置包括一個(gè)開(kāi)放的反應(yīng)器、油浴的恒溫器和一個(gè)混合器。瀝青被放置在烘箱中油浴預(yù)熱至 120℃ 。再將酚醛膠木加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 1%~4%之間的熱瀝青中混合 1小時(shí)。再將由此得到的改性樣品保持在 120℃177。 2 ℃， 在烘箱中 1小時(shí)，并在 20℃177。 1 ℃下攪拌 1天。對(duì)改性瀝青的粘度酚醛樹(shù)脂用量的效果是按照在剪切速率和用Brookfield DVIII 流變儀來(lái) 20轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的 5張 /秒的 ASTM D 4402標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。根據(jù) ASTM D 4402標(biāo)準(zhǔn)在 5/秒的剪切速率和在 20rpm 轉(zhuǎn)速的 Brookfield DVIII 流變儀轉(zhuǎn)動(dòng)下測(cè)定酚醛樹(shù)脂用量對(duì)改性瀝青的粘度的影響。并且進(jìn)行了滲透率（ ASTMD 5 ）和軟化點(diǎn)（ ASTM D 36 ）的常規(guī)檢查，其中 Krebs Elec 進(jìn)行的是滲透率的檢查， MFG and Sur Berlin RKA2進(jìn)行的是軟化點(diǎn)的檢查。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)試則通過(guò) PerkinElmer Diamond DSC 功率補(bǔ)償型差示掃描量熱儀在 50176。 C/min 的加熱速率的氮?dú)饬飨逻M(jìn)行的。在無(wú)定形材料從脆性粘性狀態(tài)改變?yōu)橄鹉z態(tài)的過(guò)程中溫度的函數(shù)被玻璃化轉(zhuǎn)變溫度試驗(yàn)確定。按照旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)（ RTFOT）制備成的瀝青樣品被應(yīng)用在根據(jù) ASTM D2872與 CS 325 （ A James Cox. amp。 Sons） 試驗(yàn)裝置中。瀝青老化試驗(yàn)（ PAV）是使用一個(gè) PAV（型號(hào) AASHTO PP1）儀器進(jìn)行。彎曲梁流變儀（ BBR）裝置被用來(lái)確定剛度和瀝青的低溫蠕變值。純的瀝青和改性瀝青樣本復(fù)雜的剪切模量（ G）和相位角（δ）是由 DSR 流變儀（儀器名稱(chēng)為 Bohlin）測(cè)定的，并對(duì) G/δ的值進(jìn)行了計(jì)算。在松散的不包含苯酚甲醛的混合物條件下進(jìn)行尼克爾森剝離試驗(yàn)（ ASTM D 1664）以確定的瀝青集料混合物的粘附性能。 在尼克爾森剝離試驗(yàn)中，粗骨料是涂覆有 110℃純的或改性的瀝青，將混合物浸泡在60 ℃的蒸餾水中放置 24小時(shí)后，將耐剝離骨料表面與總骨料表面的比值作為耐剝離數(shù)據(jù)。 通過(guò) KRUSS DSA 100儀器試驗(yàn)并采用接觸角測(cè)定方法來(lái) 確定樣品表面能。該裝置的工作原理是無(wú)梗滴技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，并結(jié)合接觸角的酸堿理論，由該設(shè)備當(dāng)前程序確定表面自由能。甲酰胺、乙二醇和二碘甲烷被作為參考。此外，馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)（ ASTM D 1559）被應(yīng)用在壓實(shí)混合物和無(wú)酚甲醛試驗(yàn)中。 結(jié)果與討論 圖 1：瀝青粘度與苯酚甲醛濃度之間的關(guān)系：（ a） 90和 120℃ 之間 。 （ b）之間的130和 170176。 C 苯酚甲醛濃度（ %） 瀝 青粘度 (pas) 苯酚甲醛濃度（ %） 瀝青粘度（ pas） 圖 2：溫度變化對(duì)瀝青粘度影響的函數(shù) 圖 3：不同酚醛濃度條件下隨溫度變化的曲線(xiàn) 瀝 青粘度 (pas) 溫度（ ℃ ） 由于其在處理和服務(wù)的重要性，粘度是測(cè)試瀝青作為確定添加劑濃度和溫度的函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)。它的測(cè)定是在苯酚甲醛濃度在 0和 4%之間時(shí)進(jìn)行的，以重量計(jì)。在溫度低于 120 ℃時(shí)，苯酚甲醛摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%時(shí) 粘度降低，并在苯酚甲醛摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%時(shí)增加。然而，從苯酚甲醛在濃度高于 2%的時(shí)候觀察到粘度明顯減少（如圖a所示）。當(dāng)溫度高于 120 ℃時(shí)，瀝青添加劑的粘度效果隨著溫度的升高降低（如圖 b所示）此外，在圖 2中可以看到瀝青和無(wú)酚甲醛作為溫度的函數(shù)的粘度呈指數(shù)下降。瀝青是一種直接影響路面性能的粘彈性材料，其力學(xué)性能，取決于所施加的負(fù)載的大小和持續(xù)時(shí)間與溫度。在炎熱的地區(qū)以及重交通荷載條件下出現(xiàn)車(chē)轍會(huì)顯著降低道路的性能，瀝青粘度高的在這些地區(qū)會(huì)有更好的抗車(chē)轍能力。根據(jù)粘度測(cè)試結(jié)果，重量含量為 2%的苯酚甲醛會(huì)增加粘 度，從而可以說(shuō)重量含量為 2%的苯酚甲醛改性瀝青是減少在氣候炎熱的地區(qū)重載交通產(chǎn)生車(chē)轍關(guān)鍵。由于按重量含量為 2%的苯酚甲醛對(duì)瀝青的粘度增加較多，因此，將重量含量為 2%的苯酚甲醛作為恒定的參數(shù)分別在所有測(cè)試溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，如圖 1中 a、 b所示。瀝青聚合物反應(yīng)的預(yù)期效果是會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的交聯(lián)，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青粘度的提高，但這卻將導(dǎo)致瀝青溫度的增加，這是聚合物改性瀝青在能源消耗方面的一個(gè)不良的結(jié)果。酚醛提供了有關(guān)這方面的優(yōu)勢(shì)。在較高溫度下，粘度測(cè)試結(jié)果表明，由于較差的交聯(lián)鍵，按重量計(jì)摻雜 2％苯酚甲醛并不會(huì)增加粘度，因此，不以 瀝青廠的加工溫度下?lián)诫s酚醛會(huì)造成問(wèn)題。 以 [1/T(K)]*103為橫軸， LNμ為縱軸的粘度，在不同酚醛濃度條件下隨溫度變化的曲線(xiàn)圖如 Fig. 。常數(shù) E是由各濃度的 Arrhenius 模型從對(duì)數(shù)曲線(xiàn)的斜率確定的（ 1） μ =(Ae)^(E/RT) A值為圖 3中 y 軸的截距值，常數(shù) E的值列于表 3 。在阿倫尼烏斯模型中可以看出理想氣體常數(shù)為 ，瀝青在溫度（ 120176。 C以下）苯酚甲醛濃度為 1%的時(shí)候 E 的值下降。但是，當(dāng)苯酚甲醛濃度高于 1％的時(shí)候 ， E的值是比純?yōu)r青更高的。根據(jù)與粘度模型相關(guān)的 Arrhenius 模型，瀝青粘度與 1/T的值是隨溫度變化的 (G252。r252。 et al. 2020)。 E圖 4：苯酚甲醛改性瀝青固化周期對(duì)粘度的變化影響的函數(shù) 值在苯酚甲醛的濃度為 2%的時(shí)候增加表明改性瀝青適用于氣候炎熱的地區(qū)。 表 3 酚醛樹(shù)脂的 Arrhenius 模型中 A與 E的值 苯酚甲醛， , (w/w)% A (Pa ? s) E (K) 0 179。 10? 9 1 179。 10? 8 2 179。 10? 9 3 179。 10? 10 4 179。 10? 9 為了探討酚醛固化期對(duì)粘度變化的影響，改性瀝青的粘度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2％的酚醛樹(shù)脂添加劑關(guān)系的測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 28天。當(dāng)添加了 2 ％苯酚甲醛的改性瀝青在溫度低于 120℃時(shí)，粘度隨養(yǎng)護(hù)齡期的增加而降低。這個(gè)曲線(xiàn)在高于 120 176。 C的較高的溫度時(shí)開(kāi)始變平，粘度的變化保持穩(wěn)定。在進(jìn)行了滲透測(cè)試后表明純的瀝青和添加了 2％的酚醛的改性瀝青。普及率略有下降從 62降到了 60 。滲透率的降低表明瀝青在硬化，其軟化點(diǎn)從 176。 C上升到 51 176。 C。純?yōu)r青和添加了濃度為 2％的酚醛的改性瀝青的瀝青貫 入指標(biāo)計(jì)算結(jié)果分別為 。它可能得出酚醛降低瀝青的熱敏度的結(jié)論。 用 2%的苯酚甲醛從 176。 的增加，軟化點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度被認(rèn)為是來(lái)自硬化改性瀝青。添加了 2％的苯酚甲醛的改性瀝青玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從 ℃。滲透率的降低，軟化點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的增加表明改性瀝青出現(xiàn)了硬化。 在類(lèi)似的研究中，環(huán)氧樹(shù)脂，聚烯烴，和 EVA添加劑都能降低滲透和提高瀝青軟化點(diǎn) (199。ubuk et al. 2020。 Topal et al. 2020)。軟化點(diǎn)提高被報(bào)導(dǎo)將導(dǎo)致車(chē)轍的減少 (Malko231。 et al. 1996). 表 4給出了純?yōu)r青和添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2％的酚醛樹(shù)脂添加劑的酚醛改性瀝青 DSR 和 BBR 試驗(yàn)的結(jié)果。添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2％的酚醛樹(shù)脂添加劑的酚醛改性瀝青被發(fā)現(xiàn)相比于純?yōu)r青在高性能瀝青路面中的應(yīng)用中純?yōu)r青的一些可以進(jìn)行改進(jìn)的局限性。 G/Sinδ作為瀝青的抗車(chē)轍參數(shù)。為了抵抗車(chē)轍，高性能瀝青路面結(jié)合料規(guī)范限制最小的 G/Sinδ值原始和老化瀝青為分別 1和 kPa。表 4給出G/Sinδ的值顯示，苯酚甲醛能減 少瀝青車(chē)轍。 G/Sinδ作為瀝青老化疲勞開(kāi)裂的一個(gè)因素限制在最大值 5000 kPa。 可以看出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2％的苯酚甲醛改性瀝青中 G/Sinδ值低的瀝青具有更好的疲勞性能?？沽哑谠?G/Sinδ從 4099減少到 3054 kPa 的時(shí)候?yàn)闉r青提供了最好的結(jié)果。DSR試驗(yàn)表明相比于純?yōu)r青，改性瀝青的抗車(chē)轍性能參數(shù)（ G/Sinδ）同比增長(zhǎng) ％。另外，抗疲勞開(kāi)裂性能參數(shù)也被發(fā)現(xiàn)提高為 ％。滿(mǎn)足蠕變勁度被限制為最大為 300兆帕的高性能瀝青路面 BBR 試驗(yàn)的要求。無(wú)添加劑的瀝青蠕變勁度值在要求的范圍內(nèi)變化， M 值 表明以蠕變勁度作為時(shí)間的函數(shù)都必須高于 ，而我們結(jié)果卻始終高于此值。利用瀝青混合料無(wú)酚甲醛的尼克爾森剝離試驗(yàn)表明酚醛樹(shù)脂添加劑能提高抗剝離 60– 70%，骨料具有高極性而瀝青本身具有很低的極性結(jié)構(gòu)。對(duì)酚醛樹(shù)脂的極性部分的改性是在瀝青表面處收集處理，因此，摻雜 2%酚醛樹(shù)脂的瀝青骨料的附著力是通過(guò)極性鍵來(lái)提高的，瀝青混凝土強(qiáng)度提高而水的滲透強(qiáng)度被阻塞。（ 199。ubuk et al. (2020)）和 G252。R252。（ 2020）也已提出可以將環(huán)氧樹(shù)脂和松香酸錳作為抗剝落劑，尼克爾森剝離試驗(yàn)的結(jié)果也支持這一觀點(diǎn)。接觸角作 為表面能的指標(biāo)，依賴(lài)于液體和固體之間所具有的分子間引力（內(nèi)聚力）從而在液體中有吸引力（凝聚力）。在液體中分子 的影響下，凝聚力比表面分子的內(nèi)聚力更強(qiáng)。純?yōu)r青和酚醛改性瀝青的表面能的測(cè)量值分別為 32和 Mn/M。高表面能將對(duì)