天然瀝青對基質(zhì)瀝青感溫性的影響.pdf

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1、2011年6月石油瀝青PETROLEUMASPHALT第25卷第3期天然瀝青對基質(zhì)瀝青感溫性的影響華敏，張超，李祖仲。(1．陜西交建公路工程試驗檢測有限公司，西安710075)；(2．長安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點實驗室，西安710064)；(3．長安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安710061)摘要：采用組分分析試驗和DSC(diferentialscanningcalorimetry)方法分別測定基質(zhì)瀝青與經(jīng)天然瀝青改性后的組分和聚集狀態(tài)改變時的量熱變化，分析天然瀝青對基質(zhì)瀝青感溫性的影響，結(jié)果表明：經(jīng)天然瀝青改性后，瀝青質(zhì)含量、瀝青質(zhì)+膠質(zhì)之和、瀝青質(zhì)／膠質(zhì)之比均比基質(zhì)瀝青有很

2、大程度的提高，改性后瀝青的針入度指數(shù)增大，軟化點升高、粘度增大；瀝青吸熱峰均降低，吸熱量減少，而從玻璃態(tài)到粘彈態(tài)、粘彈態(tài)到粘流態(tài)的峰值溫度上升，瀝青熱穩(wěn)定性得到提高，感溫性降低。關(guān)鍵詞：道路工程天然瀝青組分分析DSC感溫性瀝青路面具有平整度高、無接縫及行車舒適烴的混合物；芳香分由瀝青中分子量最低的環(huán)烷性好等優(yōu)點，我國高速公路大多采用瀝青路面，芳香化合物組成；膠質(zhì)也稱為樹脂或極性芳烴，但瀝青路面過早產(chǎn)生車轍、裂縫、擁包、表面松是半固體或液體狀的棕褐色至黑色的粘稠狀物散、坑槽等病害，致使路面使用性能衰減過快，質(zhì)；瀝青質(zhì)是深褐色至黑色的固態(tài)無定性物質(zhì)，養(yǎng)護費用大為增加，造成巨大的經(jīng)濟損失和

3、不良是高分子化合物，它是瀝青中分子量最高的組的社會影響，因此，如何提高瀝青路面的耐久性分，通常在1000—10000范圍內(nèi)，是構(gòu)成瀝青成為道路界急需解決的工程問題，其中瀝青結(jié)合膠體的核心物質(zhì)J。料的感溫性不良是影響瀝青路面耐久性的重要原瀝青四組分試驗方法及主要試驗步驟如因之一【11。摻加天然瀝青可明顯改善瀝青路面下：的耐久性J，延長其使用壽命，研究天然瀝青1)稱取瀝青試樣1．0g±0．1g，置于盛有對基質(zhì)瀝青感溫性影響的機理具有重要意義。本正庚烷的錐形瓶(1號)中，連接錐形瓶與冷凝文首先采用瀝青材料組分分析方法，透析摻加天器，加熱回流冷凝0．5h—1．0h；然瀝青后各組分的變化情況；

4、然后進行差示掃描2)將錐形瓶(1號)中的正庚烷溶液用定量熱分析試驗(DSC)及圖譜數(shù)據(jù)計算，分析摻量濾紙過濾至將錐形瓶(2號)中；加天然瀝青后放熱峰、吸熱峰的變化趨勢，為天3)取出濾紙及殘留物，折疊后放人抽提然瀝青改善瀝青結(jié)合料感溫性提供了試驗依據(jù)。器，裝上盛有濾液的錐形瓶(2號，與冷凝器1基質(zhì)瀝青、天然瀝青及改性后的四組分分析相連接，加熱回流冷凝；1．1組分試驗4)向錐形瓶(1號)中注入甲苯，加熱抽瀝青是由多種化合物所組成的混合物，組分提約1h，至濾紙及濾液無色為止；分析方法將其分離為化學(xué)性質(zhì)相近，而且與其路5)待錐形瓶(1號)冷卻至室溫后，回收用性能有一定聯(lián)系的幾個組，為瀝青材料

5、組成分析及質(zhì)量控制提供了一個重要手段。瀝青常用的收稿日期：2OlO—Ol一28。作者簡介：華敏，女，(1982一)，助理工程師。從事公路化學(xué)四組分一般為：飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝工程試驗檢測及路面養(yǎng)護工作。E—mail：hml102@青質(zhì)，飽和分主要是含直鏈和支鏈的烷烴和環(huán)烷126．~om．38石油瀝青2011年第25卷甲苯，并真空干燥稱其質(zhì)量，即可計算瀝青質(zhì)含一110瀝青及產(chǎn)地分別來自四川、新疆、北美、量；南美的天然瀝青進行組分試驗，瀝青性能指標(biāo)見6)將脫除瀝青質(zhì)后的其它部分吸附于氧化表1?；|(zhì)瀝青與天然瀝青組分試驗結(jié)果見表2，鋁色譜柱上，依次用正庚烷、甲苯、甲苯一乙經(jīng)天然瀝青改性

6、后組分試驗結(jié)果見表3。天然瀝醇、乙醇進行洗出，相應(yīng)地得到飽和分、芳香分青為石油礦藏經(jīng)過地殼層內(nèi)若干年熱物理化學(xué)變和膠質(zhì)的含量?；敖到庾饔?，沉積而成的混合物，挖掘加工過1．2組分試驗結(jié)果分析程中必然含有一定的巖石礦藏，并因產(chǎn)地而異，基質(zhì)瀝青為盤錦A—l10號瀝青。為了便于試驗前用正庚烷充分溶解天然瀝青，并過濾，濾比較不同產(chǎn)地天然瀝青性能的差異，采用盤錦A紙上殘留物即為雜質(zhì)，見表3。表l瀝青性能指標(biāo)項目基質(zhì)瀝青四川天然瀝青新疆天然瀝青jE美天然瀝青南美天然瀝青從表l、表2、表3中數(shù)據(jù)可以看出：基質(zhì)瀝青各組分?jǐn)?shù)據(jù)比較，改性后瀝青質(zhì)含量、a)不同種類的天然瀝青其四組分組成比例瀝青質(zhì)+膠質(zhì)之

7、和、瀝青質(zhì)／膠質(zhì)之比都比基質(zhì)差別很大，四種天然瀝青中，四川天然瀝青中雖瀝青有很大程度的提高。因為瀝青質(zhì)和膠質(zhì)包含然含有一定數(shù)量的雜質(zhì)，但其瀝青質(zhì)的含量仍然瀝青中絕大部分極性基團，分子間偶極作用強是四種天然瀝青中最高的，同時其飽和分、芳香烈，當(dāng)加人天然瀝青后，使得瀝青質(zhì)的含量增分、膠質(zhì)的含量又是四種天然瀝青中最低的；新加，造成瀝青膠體溶液的極性增強，而正是這些疆天然瀝青中膠質(zhì)的含量最高，北美天然瀝青中變化導(dǎo)致改性后瀝青的針人度指數(shù)增大，軟化點芳香分的含量最大