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ＤＯＩ：１０．１４０４８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－２５７９．２０１５．０５．０６６基于ＨＰ－ＧＰＣ的温拌改性沥青老化特性研究刘晓薇编译（海南省交通学校，海南海口５７０３１１）摘要：采用渗透凝胶色谱（ＧＰＣ）对温拌聚合物改性沥青（ＰＭＡ）混合料老化特性进行研究。其中温拌剂分别采用Ａｓｐｈａ－ｍｉｎ和Ｓａｓｏｂｉｔ用来制备ＰＭＡ混合料，采用短期薄膜加热试验（ＳＴＯＡ），分别在１３５和１５４℃条件下老化２和４ｈ，以模拟沥青混合料在现场实际中的老化（即生产、运输以及摊铺），通过在混合料中抽取沥青胶结料，分析其大粒径分子（ＬＭＳ）的变化来评价其老化水平。同时采用旋转薄膜烘箱（ＲＴＦＯ）试验对温拌沥青在１３５和１６３℃条件下老化８５ｍｉｎ作为对比试验。结果表明：老化时间及温度是影响沥青老化的最主要因素；ＳＴＯＡ过程对沥青老化水平较ＲＴＦＯ高，主要集料表面沥青膜较薄；温拌技术可显著降低ＰＭＡ混合料的老化水平；采用ＧＰＣ方法可实现对ＰＭＡ混合料老化水平的量化，包括热拌沥青混合料（ＨＭＡ）和温拌沥青混合料（ＷＭＡ）。关键词：聚合物改性沥青；温拌沥青；老化特性；渗透凝胶色谱收稿日期：２０１４－１１－１５１引言温拌沥青（ＷＭＡ）技术是一种新的沥青路面绿色铺筑技术，目前，各个国家及政府都大力推荐使用该技术，沥青混合料温度降低３８℃（１００°Ｆ），不仅可以降低生产成本、能耗以及环境污染，而且具有提高混合料压实度、储存稳定性等优点。一般地，ＷＭＡ生产主要包含水基和有机蜡基，前者在沥青胶结料加热时可降低沥青的粘度，而后者保证沥青在较低温度时改进其流动性。沥青的老化是其性能降低的一个主要因素，可使沥青变硬变脆，沥青胶结料的老化程度有短期老化（生产以及摊铺过程）和长期老化（即寿命期内），沥青胶结料在高温或与高温集料搅拌时发生显著的老化作用，此外，沥青混合料在搅拌及运输过程中的松散状更易加速沥青老化。聚合物改性沥青（ＰＭＡ）尤其需要较高温度下搅拌以获得良好的性能。而采用温拌沥青技术，可降低沥青混合料生产过程中的老化，从而提高路面抗老化及路面抗裂性能。一般地，室内通过旋转薄膜烘箱加热试验（ＲＴＦＯ）和短期薄膜加热试验（ＳＴＯＡ）对沥青进行老化试验，同时，对ＲＴＦＯ老化后的沥青采用Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青试验方法［如旋转粘度计和动态剪切流变仪（ＤＳＲ）］来评价其老化特性，而对ＳＴＯＡ老化后的沥青压缩成圆柱状，从而进行车辙、间接拉伸模量（ＩＴＳ）、疲劳和弹性模量测试。但采用两种方法来评价沥青老化都存在一定的局限性：（１）沥青胶结料的单独老化不能真实模拟实际生产时沥青与集料间相互作用的老化。（２）确定沥青混合料老化水平需相当大的工作量。（３）到目前为止，没有确立混合料中沥青胶结料在ＳＴＯＡ老化前后的老化水平。然而，采用高压渗透凝胶色谱（ＨＰ－ＧＰＣ）可以解决前述问题，该技术是通过测定沥青中分子粒径，从而测定沥青老化特性的有效方法，其中大粒径分子（ＬＭＳ）部分主要用来评价其老化特性，ＬＭＳ与沥青质含量具有极强的相关性，随着沥青的老化，沥青ＬＭＳ含量增加。采用ＨＰ－ＧＰＣ的优点在于可用溶剂四氢呋喃（ＴＨＦ）对任何沥青胶结料进行测试，从而评价不同条件下沥青胶结料老化水平。该研究的主要目的是采用ＧＰＣ对经老化后的温拌改性沥青混合料进行测试，通过ＬＭＳ变化来评价其老化特性，从而研究影响沥青老化的主要因素以及不同老化方式对沥青性能的影响。２试验方案２．１原材料采用ＳＢＳ对３种不同的基质沥青进行改性（ＳＢＳ７８２第３５卷第５期２０１５年１０月中外公路掺量为３％），所选３种基质沥青都为ＰＧ７６－２２，主要用于重载交通表面磨耗层，表１为选用沥青主要测试结果。采用花岗岩集料和熟石灰（掺量为集料的１％）来制备ＰＭＡ混合料，石灰为白色粉末，可作为抗剥落剂，各集料组成按照Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ级配设计方法，集料最大粒径为２５ｍｍ，图１为级配曲线，表２为集料主要物理特性。表１３种基质沥青性能测试结果温度／℃性能指标单位老化情况沥青（Ⅰ）测试值标准...