基质沥青标号对SBS改性沥青低温性能的影响

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低于此 值， 不 足 使 链 段 运 动。 自 由 体 积 随 温 度 的 增 减、扩 散 及 链 段 位 置 的 调 整 都 与 时 间 有 依 赖 关
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对于无定型 高 聚 物 的 理 想 模 量 温 度 曲 线， 可 以 ! 分为 6 个区域：玻璃态区域、玻璃态转变区域、 橡胶 平台区域和流动区域。对于改性沥青，其服务温度经 历了从玻璃态到流动态的整个过程。在低温下，我们 希望其具有良好的流动性和变形能力。而沥青从玻璃 态到橡胶态的转变温度 玻璃化转变温度 !" 则表征了 ! 沥青低温性能的好坏。 玻 璃 化 转 变 温 度 !" 越 低， 改 性沥青的低温性能越好， 最 理 想 的 状 态 是 !" 小 于 沥 青的最低服务温度，这样在整个服务温度内沥青都具 有良好的变形能力，能够松弛掉因温度降低而产生的 温度应力，减少低温裂缝的发生。因而可以看出，玻 璃化转变温度 !" 具有 明 确 的 物 理 意 义， 能 够 表 征 改 性沥青低温性能的好坏，能够区别不同改性沥青低温 性能间的差别，适合于评价改性沥青的低温性能。 # 玻璃化转变温度 !" 的测试方法 （!）膨胀测量法 该方法是经典的测量方法，采用适当的技术确定 在冷却时比容和温度的相互关系，把斜率发生变化时 的温度取作为 !" ， 23).- 4 !5 推 荐 采 用 的 就 是 这 种 ! 方法。 （&）量热法 随着样品的热历史 和 升 温 速 度 的 不 同， 在 !" 时 可以观察到热容出现不连续点或峰。 （1）动态力学试验法 损耗模量 和 损 耗 柔 量 在 玻 璃 化 转 变 区 出 现 极 大 值， 78 ! 也是如此。但是 78 ! 和 #$ 的 峰 值 位 于 不 同 的 温度，出现 #$ 的极大值的温度要低一 些， 经常把 78 ! 或 #$ 的出现峰 值 的 温 度 取 作 !" ， 如 图 ! 所 示。 本 文 采用动态力学试验法，测试不同改性沥青损耗模量的 对数值随温度变 化 的 曲 线， 并 对 曲 线 进 行 回 归 计 算， 得到峰值温度即为聚合物改性沥青的玻璃化转变温度 !" 。 仪器为 新 引 进 的 /+)9:2 公 司 生 产 的 ;<=>?> !@5 型动态剪切流变仪，该仪器不仅能够测试沥青材料的 高温性能，而且 能 够 实 测 低 温 至 A &5 B 的 低 温 性 能， 并且在低温下具有与高温相同的精度。试验简图如图 & 所示。采用 "&@== 的 平 行 板 间 距 为 !== 左 右， 沥 青式样像三明治一样夹在平板之间，一块板固定，一 块板围绕这 中 心 轴 来 回 摆 动， 以 摆 动 板 上 的 点 % 转 动到点 & ，由 & 往回转动经过 % ，转回到 ’ 点，在返
摘要： IJI 改性沥青的低温性能受到基质沥青标号、油源和改性剂结 构、 掺 量 的 共 同 影 响。 基 质 沥 青 的 标 号 是 一 个 重 要的影响因素。为此，以动态剪切流变 仪 （ ;I8） 实 测 的 玻 璃 化 转 变 温 度 （ !" ） 为 评 价 指 标， 针 对 线 型 IJI 改 性 沥 青，分析了不同掺量下基质沥青的标号对 IJI 改性沥青低温性能的影响。结果表明，基质沥青的标号 对 低 温 性 能 有 重 要影响，这种影响受到改性剂掺量的限制，掺量越大，影响越大。 关键词：基质沥青标号；玻璃化转变温度 !" ； IJI 改性沥青低温性能；动态剪切流变仪 中图分类号： KD"D ? E$ 文献标识码： L
普遍存在的问题，而且在寒冷地区尤为突出。著名的 I-8Z 研究成果证明 了 沥 青 的 低 温 性 能 对 低 温 问 题 的 直接贡献率为 B# [
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。而采用 IJI （ I72(9)9 J’7*3.9)9 ! !
丁二烯 苯乙烯嵌段共聚物进行改性 I72(9)9） 苯 乙 烯 ! !
收稿日期： !##D #B !E ! ! 基金项目：国家自然科学基金资助项目 （ $###B##$）
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作者简介：曹丽萍 （ "FEF G ） ，女，黑龙江阿城人，博士生，主要研究方向为沥青与沥青混合料 ? （ :*&+.6.)/EF H "AC ? :&=） 万方数据
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必要对此进行研究。在研究之前，首先要确定合理的 评价体 系， 但 是， 虽 然 目 前 评 价 改 性 沥 青 的 方 法 很 多，尚没有一个公认的、合理的评价方法。为此，首 先对改性沥青低温性能的评价方法进行研究。 ! 现有评价方法概述 （!） 常规的评价方法 目前，常用的 改 性 沥 青 低 温 性 能 的 评 价 方 法 有： 低温 延 度、 当 量 脆 点、 "#$%% 脆 点 和 低 温 针 入 度 等。 但是，这些都是经验性的评价方法，能否反映沥青的 路用性能，一直存在争论。 （&） ’’()*+ ,! 规范的评价方法 ! 该规范采用 ().- 的研究成 果， 应 用 弯 曲 梁 蠕 变 试验 //. 和直接拉伸试验 0* 来评价改性 沥青 的 低 温 性能。与 以 往 的 规 范 不 同， 该 规 范 是 基 于 性 能 的 规 范。但是，该规范也存在一些问题。首先，该规范采 用蠕变特 性 来 分 级， 认 为 蠕 变 性 能 可 以 替 代 破 坏 性 能，但是研究表明 差别。 （1） ’’()*+ ,!’ ! 该规范采 用 临 界 开 裂 温 度 来 评 价 沥 青 的 低 温 性 能。当 //. 测得的温度应力和 0* 测得的 胶结 料 的 强 度相等时的温 度 即 为 临 界 开 裂 温 度。 根 据 23).- 4 ! !5 的研究， 既 可 以 采 用 应 力 指 标， 也 可 以 采 用 应 变 指标，这两种指标得出的临界开裂温度值不相同，目 前采用的是应力的指标。 该规范也存在一些问题：如何根据胶结料的临界 开裂温度预估路面的开裂温度，还需要研究。 " 评价方法的确定 通过上面的分析，可以知道现有的评价方法都不 能有效的评价改性沥青的低温性能，不能很好的区分 改性沥青之间的差别，因而有必要采用新方法来评价 改性沥青的低温性能。为此，本文尝试开发并且采用 玻璃 化 转 变 温 度 !" 来 评 价 (/( 改 性 沥 青 的 低 温 性 能。 改性沥青是改性剂以一定比例与沥青混合，并且 以一定工艺加工后得到的，它的本质还是高分子聚合 物。众所周知，对于高分子聚合物，常采用玻璃化转 变温度 !" 来表征其低 温 性 能。 玻 璃 化 转 变 温 度 具 有 明确的物理意义，它表征高分子材料链段运动得以开 始或被冻结的温度。按照自由体积理论的解释，在玻 万方数据 体 所 含 的 自 由 体 积 达 到 一 临 界 值， 璃化转变温度下物
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前言 沥青路面在使用期内产生的低温裂缝是目前各国
是近年来国内外应 用 较 多 的 改 善 沥 青 低 温 性 能 方 法。 但是，改性沥青是一个复杂的体系，它的低温性能受 到改性剂类型、掺量，基质沥青标号、油源的共同影 响。其中，基质沥青是 IJI 改性沥青的基础，基质沥 青的标号是表征沥青低温性能的重要参数，标号的高 低反映了基质沥青低温性能的好坏，但是它对改性沥 青低温性能的影响还没有人进行系统的研究，因而有
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