瀝青混凝土材料是一種典型的粘彈性材料,路面高溫病害的產生大多與瀝青混凝土的粘彈性有關。瀝青混合料是由瀝青膠漿( 砂漿) 、粗集料、細集料等組成的一種混合材料,高溫粘彈性主要由瀝青膠漿或瀝青砂漿決定,因此有必要對瀝青膠漿的粘彈性行為進行相關研究。國內已有一些學者通過動態力學分析( DMA) 和動態剪切流變( DSR) 等方法或設備,對膠漿的高低溫性能、流變特性等進行了大量研究,分析不同的填料( 礦粉) 、纖維種類及摻量等對瀝青膠漿流變性能的影響及變化規律。采用錐入度試驗和蠕變試驗,測試了不同粉膠比下瀝青膠漿的錐入深度和梁試件的蠕變變形特征,對瀝青膠漿的評價指標進行了試驗研究。礦粉粒徑、粉膠比對瀝青膠漿性能的影響及兩者之間的關系,對礦粉粒徑影響瀝青膠漿性能的微觀機理進行了分析。利用布氏旋轉粘度計,測試了不同粉膠比、礦粉種類、溫度等因素對膠漿粘度的影響,并分析了礦粉對瀝青混合料施工溫度的影響。
采用脫硫橡膠瀝青和石灰巖礦粉制備瀝青膠漿,進行錐入度試驗和粘結強度試驗。玄武巖的纖維摻量及溫度變化對纖維瀝青膠漿性能的影響。對不同老化時間下的瀝青膠漿進行了詳細的研究。通過對瀝青結合料的研究預估了瀝青膠漿的特性參數,分別采用不同的礦粉填料和溫度對瀝青及膠漿進行 DSR 剪切試驗,研究瀝青及膠漿之間的相關性。瀝青砂漿的觸變性對結合料的整體性能有較大的影響,主要表現在疲勞性能、愈合性能、高溫性能方面。
綜上可知,國內外學者在瀝青膠漿方面已經做了很多研究,主要集中在影響膠漿粘度的因素、觸變性、DSR 掃描等,其蠕變松弛特性也有部分研究,但很少見用粘彈性本構方程來擬合膠漿的蠕變松弛特性的研究。基于此,本工作選用兩種瀝青材料與不同礦粉,制備多種瀝青膠漿,研究各影響因素對瀝青膠漿粘度與流變特性的影響規律,在試驗數據的基礎上,構建膠漿粘度與溫度的統計公式。
( 1) 相同試驗條件下,SBS 改性瀝青膠漿的粘度比基質瀝青膠漿的粘度大,且加入閃長巖礦粉的效果比石灰巖的效果略好。在拌合瀝青混合料時,可通過加入合適的礦粉提高膠漿的粘度,改善瀝青混合料的性能。
( 2) 同種瀝青膠漿的粘-溫敏感性基本相同,基質瀝青膠漿的粘-溫敏感性比 SBS 改性瀝青膠漿的敏感性高。溫度達到一定值時,不同瀝青膠漿已經處于高度流動狀態,其粘度便不再隨著溫度的變化而變化。在實際施工過程中,要特別注意控制瀝青混合料的施工溫度,溫度過高或過低都將影響混合料的路用性能。
( 3) 相同溫度下,粉膠比在 0. 6~1. 2 之間變化時,粘度上升幅度比較平穩、緩慢,而在 1. 2~1. 8 之間變時,粘度上升幅度較大。
( 4) 瀝青膠漿的 G* /sinδ 與溫度呈指數關系,不同的剪切速率模式對基質瀝青膠漿粘度的影響不明顯。