煤基超硬质沥青的物质组成与沥青改性效果

为保证煤基超硬质沥青(SHA)在沥青改性中的应用效果,利用X射线衍射、红外光谱、化学组分分析等方法检测了SHA的物相组成;利用沥青针入度、软化点、黏度和老化试验方法检测了SHA改性沥青的性能指标;并结合前期研究,将SHA与3种天然沥青进行对比,探讨SHA物相组成及其沥青质结构参数特点,分析了SHA作为沥青改性剂的优势与不足,总结SHA物质组成与改性沥青性能指标之间的关系。结果表明,SHA由与沥青、天然沥青相同的4组分组成,沥青质质量分数偏低(19.7%),胶质质量分数高(23.1%)。SHA分子结构上的不饱和度远高于石油沥青,极性大;其沥青质芳香化程度较高,是缩合度较高的芳香结构;沥青质的芳香层间距、饱和部分间距与石油沥青、天然沥青基本相同。SHA作为沥青改性剂时,与天然沥青改性沥青的性能变化规律较一致,均属于以调整沥青组分为途径的改性行为;随SHA改性剂的掺量提高,改性沥青的针入度降低、软化点提高、延度衰减,沥青的温度敏感性降低,但改性沥青的抗老化性能得到提高;其沥青改性效果与改性剂的4组分含量、不溶物含量紧密相关。

煤基超硬质沥青(SHA)改性沥青与集料黏附性评价

为进一步对煤基超硬质沥青(SHA)改性沥青进行性能评价,分析其与集料的黏附性,基于沥青分级试验及黏附性试验,通过针入度分析及PG分级分析不同掺量煤基超硬质沥青改性沥青的性能分级,并通过水浸法与表面自由能法得出其与碱性、酸性集料的黏附性分级。研究结果表明:从地域使用环境出发,改性沥青中SHA合理使用掺量范围应小于20%;改性沥青的黏附性随SHA掺量的增加而改善,SHA能够有效改善沥青与集料的界面黏附能力,当SHA掺量由0提高至5%时,可使沥青与石灰岩黏附等级由4级升到5级,与花岗岩的黏附等级由2级升到4级,与石灰岩、花岗岩集料的黏附功分别增加0.63%、1.72%,说明SHA对酸性集料与沥青的黏附能力提高具有较好的作用。研究成果为沥青混合料中集料选择拓宽了范围。