為改善塑料改性瀝青路用性能，降低能源消耗， 節(jié)省施工成本，擬采用灰色關聯模糊評價方法對溫 拌塑料改性瀝青制備工藝進行研究。在材料摻量和 工藝條件下，分別制備九組溫拌塑料改性瀝青，通過上海昌吉
針入度測定儀比較其針入度，軟化點、車轍因子、低溫蠕變勁度和 曲率，以探究不同條件下對塑料改性瀝青性能影響 規(guī)律，進而結合灰關聯模糊評價模型確定溫拌塑料 改性瀝青最佳制備工藝，以期擴大塑料改性瀝青的 應用范圍。
1 試驗原材料與方法
1. 1 實驗材料
( 1) 基質瀝青 本文采用 SK － 70 基質瀝青，根據規(guī)范《公路工 程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》( JTG E20 － 2011) 要 求，其具體的性能測試見表 1 所示。
( 2) 溫拌劑 Sasobit 是溫拌技術中常用的溫拌劑，其是經過煤 炭氣化而成，外觀為粉狀、顆粒狀或片狀，本質是一種 長鏈脂肪烴，是一種高分子蠟，但相比于一般的蠟成 分( 20 ～ 40 個碳原子) 而言，Sasobit 分子含有 40 ～ 120 個碳原子，故其熔點會高很多，可達到接近 100℃; 從 結構上講，Sasobit 的加入在瀝青中能夠形成網狀的晶 格結構，提高瀝青的在高溫時的穩(wěn)定性; 另外，由于 Sasobit 黏度很低，故可以降低瀝青的粘度，進而達到 溫拌的目的。從加工工藝講，濕法和干法是 Sasobit 常 用的兩種工藝，本研究中采用濕法工藝，即將溫拌劑 直接加入到熱基質中，具體添加時間為攪拌時間剩余 60min 時加入，然后攪拌混合均勻即可。
( 3) 塑料材料 本研究中采用聚乙烯改性瀝青( PE) 為材料，其 分子量很大( 可達 30 萬，屬于線性長鏈分子結構) ， 在長鏈上帶有很多的甲基支鏈和烷基側鏈，從而成 為多分支的一種樹枝狀結構，且有很好的伸長率、耐 沖擊性能和柔順性。PE 加入瀝青，可以大大提高瀝 青的粘度，改善瀝青由于集料的粘附性; 另外由于芳 香分類溶劑是 PE 的良溶劑，表明 PE 與芳香分含量 高的瀝青混融性好、穩(wěn)定性高、離析作用也小。本研 究采用的塑料材料顆粒性能見表 2 所示。
2 試驗方法
2. 1 針入度試驗
瀝青針入度測試能夠反映瀝青稠度、軟硬程度 和抵抗剪切破壞的能力。針入度越大，表明瀝青在 高溫時越軟，即高溫性能不足。具體測試方法見規(guī) 范，結果見表 4 所示。
2. 2 軟化點試驗
上海
昌吉瀝青的軟化點是指在瀝青試件加熱軟化后下垂 時的溫度，瀝青軟化點不宜太低或者太高，否則會導 致夏季容易融化，冬季容易脆裂，給施工過程帶來很 大困難，因此工程用的瀝青的軟化點要嚴格控制。軟化點指標所表征的是瀝青的粘度、高溫穩(wěn)定性以 及感溫性能，是評價瀝青質量的重要指標。在一定 范圍內，軟化點越高表明瀝青的高溫敏感性越好。 軟化點是瀝青試件加熱軟化后下垂時的溫度，該溫 度不宜太高也不宜太低，否則容易在冬季出現脆裂， 在夏季出現融化。具體試驗方法見規(guī)范，相應測試 結果見表 4。
2. 3 動態(tài)剪切試驗
橡膠瀝青有著比其它類型的瀝青材料更為復雜 的高溫流變特性，在抵抗路面高溫變形的過程中發(fā) 揮著重要作用。SHＲP 計劃開發(fā)的動態(tài)剪切流變儀 ( DSＲ) 綜合考慮了加載情況和溫度對膠結料性能 的影響，通過試驗確定橡膠瀝青的相位角 δ、復數模 量 G* ，并計算車轍因子 G* / sin δ 來評價橡膠瀝青 膠結料的高溫性能。車轍因子( G* / sinδ) 是評價膠 粉改性瀝青重要的指標，為了評價膠粉改性瀝青高 溫永久變形能力，采用 70℃ 溫度下車轍因子值作為 評價指標，相應測試結果見表 4。
2. 4 低溫流變試驗
變勁度模量的期望值需要滿足瀝青在最低路 面設計溫度下加載 2 小時的要求，SHＲP 研究者們證 實通過將該溫度提高 10℃，就能夠僅加載 60s 得到 等效的蠕變勁度模量。AASHTO M320 要求蠕變勁 度模量在特定的溫度等級下，在 60s 時必須小于等 于 300MPa。m-value 表征了蠕變勁度模量隨時間的 變化率，其是蠕變勁度模量的對數和時間對數關系的 斜率。Superpave 規(guī)程要求 m-value 在 60s 時必須大于 等于 0. 3。蠕變勁度模量 S 值越大，則越容易發(fā)生低 溫脆斷出現裂縫; 而 m 值越大，低溫可恢復變形能力 越好，越有利于材料的低溫抗裂性能，結果見表 4。
3 灰色關聯模糊評價方法及結果分析
灰色關聯方法是通過對動態(tài)過程發(fā)展態(tài)勢的量 化分析，完成對系統(tǒng)內時間序列有關統(tǒng)計數據幾何 關系的比較，求出參考數列與各比較數列之間的灰色關聯度。
4 結論
為改善塑料改性瀝青路用性能，降低能源消耗， 節(jié)省施工成本，采用灰色關聯模糊評價方法對溫拌 塑料改性瀝青制備工藝進行研究。在材料摻量和工 藝條件下，分別制備九組溫拌塑料改性瀝青，通過比 較其針入度，軟化點、車轍因子、低溫蠕變勁度和曲 率，以探究不同條件下對塑料改性瀝青性能影響規(guī) 律，進而結合灰關聯模糊評價模型確定溫拌塑料改 性瀝青最佳制備工藝。研究結果表明制備溫拌塑料 改性瀝青最佳工藝為: 溫拌劑 Sasobit 摻量為 3% ，PE 摻量為 6. 5% ，攪拌溫度為 170℃，攪拌時間 80min。 該工藝條件可以對于擴大塑料改性瀝青應用范圍、 解決環(huán)境問題并產生社會效益有積極作用。
