胶结料弯曲试验方法的提出
沥青黏韧性试验是评价改性沥青改性效果的一种典型试验,一般要求试验温度25℃,拉伸速度500mm/min,拉伸至300mm结束。试验时,一开始表现出需要较大的荷载,后来则有一较长的变形段。将总的功称作toughness,将后期较长时间变形部分的功称作tenacity中国沥青网sinoasphalt.com。日本原称把握力(握裹力)和黏結力(黏结力),我国规范称为黏韧性和韧性。在进行黏韧性测试时,基质沥青的凝聚力小,拉伸的沥青比较细;添加SBS等聚合物后改性沥青的凝聚力增大,拉伸的沥青变粗。高等级的路面用改性沥青需要的SBS含量更高,随着SBS含量的进一步增力口,改性沥青由沥青相为连续相、聚合物相为分散相转变为沥青相为分散相、聚合物相为连续相,改性沥青的凝聚力进一步增大,当该凝聚力大于改性沥青与试验器半球圆头之间的黏附力时,拉伸变形不到300MM时改性沥青即从半球圆头上拉脱,从而结果偏小;表现为随着SBS含量的增大,黏韧性反而减小。如继续采用黏韧性评价改性效果,则不能正确地反映改性沥青的性能。
高黏度改性沥青一般用于排水性沥青路面(OGFC)或沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)等,对集料与沥青之间的黏结力要求高;如该黏结力不高,会引起集料的脱落、掉粒、飞散。沥青混合料肯塔堡飞散试验可以很好地表征集料与沥青之间的黏结力。随着温度的降低,飞散损失增大,因此对于寒冷地区用高黏度改性沥青,对飞散试验的要求更髙。0℃肯塔堡损失率的区分度比较好,因此下文的肯塔堡试验都在0℃进行。增加聚合物的含量,可以有效地降低肯塔堡损失率。同时这也说明,肯塔堡损失率与改性沥青中聚合物含量有很好的相关关系。
当我们做出黏韧性-肯塔堡损失率曲线时,就可以发现在SBS含量较少时,肯塔堡损失率与黏韧性有较好的负相关关系;当SBS含量较高时,改良沥青发生转变后,肯塔堡损失率与黏郁性的相关关系也发生转变。此时,则不适宜用黏韧性试验来表征改性沥青的性能。沥青胶结料试验相对于沥青混合料试验更易为找到合适的胶结料试验来表征改性沥青的性能。
日本于2003年开发了胶结料弯曲试验(-20℃),在2004年将高黏度改性分为一般用高黏度改性沥青和寒冷地区用高黏度改性沥青。在2005年的日本道路公团规格中,要求一般用高黏度改性沥青的弯曲工作量大于100450MPA;寒冷地区用高黏度改性青的弯曲工作量大于10-3MPA,弯曲刚度小于2006年发布的《铺装设计施工指针》将一般用高黏度改性沥青改为聚合物改性沥青H型H型未要求胶结料弯曲试验,20N·H型400kPa,弯曲度小于(日本一般用凡士林作隔离剂165℃±10℃的沥青倒人模具中,注意不要有气泡。在室温下冷却-20℃的恒温槽中保温约5℃的恒温槽保温-20℃的恒温槽中保温约5℃的恒温槽保温-20℃的恒温槽中保温-20℃的恒温槽中保温3个。
将沥青试件安放在支座上。以20s内完成。得到的应变30%,弯曲刚度的重复性试验的允许误差为平均值的SBS含量的增加,改性沥青的弯曲工作量增大,表现为基质沥青<一般高黏度改性沥青-20℃条件下进行的弯曲试验,基质沥青、改性II型、一般高黏度改性沥青都发生断裂,寒冷地区用高黏度改性沥青不断裂,表明其低温性能优异。
对不同的聚合物改性沥青进行弯曲试验和肯塔堡飞散试验,发现二者表现出明确的相关关系,不管是沥青相为连续相还是聚合物相为连续相的沥青胶结料,弯曲试验都能很好地表征改性沥青的性能。经计算,弯曲工作量与飞散损失的相关系数GB/T0715—SBS掺量。随着我国对道路材料更高性能的需求,黏韧性试验势必也会遇到瓶颈,引进弯曲试验的重要性也就更加明显了。另外,需要考虑的是,日本生产改性沥青的聚合物改性剂主要为SBS既可以提高改性沥青与集料的黏附能力,也可以提高其低温性能,因此对25℃的黏韧性试验过渡到SBS外,还使用橡胶SBR等-20℃的胶结料弯曲试验是仅用来表征这些改性沥青的低温性能,还是能够像日本那样表征这些改性沥青的改性效果,其有效性如何还需要进一步的试验来探索。