ppa对聚合物改性沥青混合料路用性能的研究

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1、PPA对聚合物改性沥青混合料路用性能的研究摘要：本文采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验研究了PPA（多聚磷酸）对聚合物改性沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明，PPA的加入可以显著改善聚合物改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能。关键字：多聚磷酸；高温稳定性；低温抗裂性、水稳定性；疲劳性能；路用性能分类号：U416文献标识码：A0引百目前国内外使用的改性沥青大多数是以聚合物改性为主，聚合物改性沥青储存稳定性问题制约着我国改性沥青的发展。采用化学改性剂对聚合物改性沥青进

2、行改性改善其储存稳定性是一种有效的途径［1-7］。但是，加入化学改性剂对聚合物改性沥青混合料路用性能会有怎样的影响？这个问题目前国内研究的不够深入。在这种背景下，本文采用多聚磷酸（简称PPA）作为化学改性剂，以实验为基础，研究了PPA对聚合物改性沥青混合料路用性能的影响，以期为PPA聚合物改性沥青混合料在路面工程中的应用提供借鉴。1主要原材料性能及制备1.1沥青沥青选用SK90基质沥青，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中相关技术标准对沥青进行试验检测，结果见表1。表1SK90#基质沥青

3、技术指标及要求Table1SK90#asphaltspecificationsandrequirements1.2集料粗集料选用石灰岩，细集料选用机制砂，经检测集料各项指标均满足规。1.3PPA选用工业级的110%PPA作为试验原材料，其P205浓度84.2%。1.4PPA与聚合物复合改性沥青制备制备聚合物改性沥青的试验步骤：①加热基质沥青至165°C，加入聚合物改性剂（SBS、SBR）;②160°C〜170°C溶胀lOmin;③5500r/min剪切30min；④加入预定质量的PPA（i历青质量的百分比）⑤5

4、500r/min剪切30min;⑥放入170°C烘箱中发育4h。2PPA对聚合物改性沥青混合料路用性能试验2.1车辙试验在60°C、0.7MPa荷载作用下，测定试验轮往返行走所形成车辙变形的速率，以每产生1mm变形的行走次数即动稳定度来表示。采用AC-13C中值级配进行试验研究。不同复合改性方案下车辙试验结果见表4。表4车辙试验结果车辙试验结果表明：(1)基质沥青混合料，掺PPA较不掺PPA，其动稳定度增加了，且随着PPA掺量的增加，动稳定度会增大。(2)PPA的掺入可以降低SBS改性剂的掺量，同时提高改性沥青

5、混合料的高温稳定性。(3)掺入PPA后的SBR改性沥青混合料，其动稳定度提高了，但与SBS对比，提高幅度略小。1.2低温弯曲试验试验加载方式为三分点加载(即中点加载方式)，试验温度为-10°C，试验试件是采用轮碾法成型，之后采用切割方式成型固定尺寸，试验试件尺寸为4cmX4cmX25cm，采用控制加载速率的方式进行加载，加载速率为50mm/min,试验有效跨■径为20cm。试验结果见表5。表5低温弯曲试验结果Table5bendingtestresults低温弯曲试验结果表明：(1)和基质沥青混合料相比，掺入P

6、PA改性沥青混合料的最大弯拉应变和破坏应变能并没有随着PPA的掺加而发生明显变化。(2)相同SBS掺量下，PPA掺量的提高，SBS改性沥青混合料的低温抗裂性有明显提升。同时，SBR改性沥青混合料的低温抗裂性也有类似增长关系。2.3冻融劈裂试验采用冻融劈裂试验评价沥青混合料的水稳定性，以冻融劈裂强度比作为评价指标，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0716-2011试验要求进行冻融劈裂试验，结果见表6。表6冻融劈裂试验结果Table6thawsplittingtestresults冻融试验结果：由试验数据

7、可知，掺入PPA后，基质沥青混合料和聚合物改性沥青沥青混合料，冻融后TSR均有一定的提高，且劈裂强度比均超过了89%。说明掺加了多聚磷酸改性剂后，沥青混合料水稳定性得到了明显提高。2.4APA疲劳试验2.4.1实验步骤首先将制备好的试件放入APA试验台上，在某一恒定温度下保温一定时间之后，开始进行试验。试验过程模拟道路实际受力状态，受力模式为简支梁形式，试件下半部分是处于弯拉状态，可以更好的反映材料的抗疲劳性能。(1)试件制备成型300mmX300mmX100mm双层车辙板，按照APA试模尺寸300mmX125

8、腿X75腿尺寸制备标准试样。(2)试验温度APA疲劳试验的实验温度采用15°C,试验前先将试件放置到恒温环境箱中保温12h以上。(3)钢轮运行频率以及轴载：采用APA试验仪器固定的试验频率50HZ,轴载250LB。(4)试验终止条件APA疲劳试验，程序默认试验终止条件有两种：①当APA的位移传感器第N次测得位移变形值与在此之前N-10次所测得位移变形平均值之差大于0.5mm,试验程序就