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特立尼達(dá)湖瀝青（TLA）作為瀝青改性劑在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，TLA改性瀝青混合料在高溫穩(wěn)定性、耐久性、抗老化性能、抗剝落性以及瀝青路面再生利用方面有著聚合物改性瀝青混合料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用湖瀝青的實(shí)體工程都取得了理想成效。路用瀝青結(jié)合料使用精制TLA的組成為53%~55%瀝青、36%~37%礦物質(zhì)（灰分）和9%~10%的水化水以及吸收瀝青和揮發(fā)性物質(zhì)。而礦物質(zhì)（灰分）是細(xì)小的，其90%小于0.075mm，44%小于0.01mm，經(jīng)Ｘ射線衍射識(shí)別主要是石英和粘土礦物質(zhì)（高嶺石和伊利石）。瀝青混合料中灰分對(duì)車輪提供了相當(dāng)?shù)哪Σ磷枇Γ瑢?duì)TLA改性瀝青的高溫性能、抗變形性能均有著重要的作用，隨著灰分含量的增加TLA改性瀝青的軟化點(diǎn)、當(dāng)量軟化點(diǎn)和135℃粘度均有不同程度的提高，25℃針入度減小。

在實(shí)際工程中，如何選擇適宜的基質(zhì)瀝青標(biāo)號(hào)和TLA摻量是很重要也很棘手的問(wèn)題，它牽涉到生產(chǎn)成本、混合料路用性能與施工性能等。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行TLA摻量的初選時(shí)，主要是根據(jù)道路的用途確定TLA改性瀝青的等級(jí)，且TLA改性瀝青的等級(jí)是以針入度來(lái)表示的。由于TLA中含有36%~37%的灰分，配制過(guò)程存在沉淀離析現(xiàn)象，若取樣位置不合適，將使得試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際等級(jí)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致最終確定的摻配比例偏離實(shí)際要求。

該文對(duì)試驗(yàn)室制作的TLA改性瀝青中不同位置的瀝青進(jìn)行取樣，測(cè)定針入度值，并與TLA改性瀝青針入度值估算公式的預(yù)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確定試驗(yàn)室TLA改性瀝青適宜的配制和取樣方法。采用TLA改性瀝青灰分試驗(yàn)，確定TLA改性瀝青的TLA最小摻量。對(duì)TLA改性瀝青的針入度、灰分等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，在分析技術(shù)指標(biāo)與TLA摻量關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出基質(zhì)瀝青的推薦標(biāo)號(hào)和對(duì)應(yīng)的TLA適宜摻量，以配制出滿足技術(shù)要求的TLA改性瀝青。

TLA改性瀝青的配制和取樣

向70#、90#基質(zhì)瀝青中摻加不同摻量的TLA配制不同針入度等級(jí)的TLA改性瀝青，隨后分別對(duì)配制的TLA改性瀝青試樣上部位置和中部位置取樣，測(cè)定針入度值，將試驗(yàn)結(jié)果與TLA改性瀝青針入度預(yù)估公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，探究取樣位置對(duì)針入度試驗(yàn)結(jié)果的影響，從而確定適宜的取樣位置，并驗(yàn)證針入度估算公式的適應(yīng)性。

TLA改性瀝青的配制方法

TLA本身就是瀝青，有著與石油瀝青相同的物理、化學(xué)性能，因此能與基質(zhì)瀝青混溶在一起，且配伍性好。按照摻配比例稱量基質(zhì)瀝青和TLA，將基質(zhì)瀝青和TLA分別加熱至熔融狀態(tài)，隨后將TLA迅速加入到基質(zhì)瀝青中，攪拌加熱到170℃，保持170℃恒溫，用剪切攪拌器攪拌發(fā)育45min。由于TLA含有36%~37%的灰分，而灰分存在沉淀現(xiàn)象，且攪拌器的葉片不能很好地與容器底部接觸，為確保配制的TLA改性瀝青的均勻性，特在剪切發(fā)育后繼續(xù)恒溫170℃，采用人工手動(dòng)攪拌15min。

TLA改性瀝青的取樣

TLA改性瀝青以針入度劃分等級(jí)，選取15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%共7個(gè)TLA摻量與70#、90#基質(zhì)瀝青配制TLA改性瀝青，進(jìn)行針入度試驗(yàn)。考慮到灰分密度大于瀝青密度，同時(shí)剪切機(jī)攪拌器不能很好地觸及盛樣容器底部攪拌，輔以手工攪拌的速率也較小，因此很有可能配制的TLA改性瀝青不能達(dá)到理想的均勻混溶狀態(tài)。盛樣容器中間位置的TLA改性瀝青試樣灰分，沉淀離析速率小于上部和下部位置，混溶狀態(tài)，因此分別取容器上部、中部的試樣進(jìn)行針入度試驗(yàn)。

為了快速配制合適針入度等級(jí)的TLA改性瀝青，中國(guó)學(xué)者沈金安提出不同TLA摻量的TLA改性瀝青針入度值估算公式，TLA摻量在0~50%范圍內(nèi)的TLA改性瀝青針入度值Pm的估算公式。

取不同摻量TLA與70#、90#基質(zhì)瀝青配制的TLA改性瀝青的不同部位試樣進(jìn)行針入度試驗(yàn)。

給出了4組數(shù)據(jù)擬合成直線的相關(guān)系數(shù)，R2最小的也達(dá)0.9699，4組數(shù)據(jù)的相關(guān)性均很好，且擬合直線的斜率均接近1，表明能夠很好地估算TLA改性瀝青的針入度。

以計(jì)算的結(jié)果為基準(zhǔn)，評(píng)價(jià)上部取樣和中部取樣的精確度。

對(duì)TLA改性的70#和90#瀝青上部、中部分別取樣實(shí)測(cè)針入度，與計(jì)算結(jié)果偏差平均值分別為3、1、3、1（0.1mm）。可知上部試樣的實(shí)測(cè)針入度值均超過(guò)規(guī)范對(duì)針入度試驗(yàn)重復(fù)性允許誤差2（0.1mm），而中部位置試樣實(shí)測(cè)針入度值與估算結(jié)果誤差僅相差1，差值也基本都在2（0.1mm）以內(nèi)。因此，中部的試樣能夠更好地代表配制的TLA瀝青進(jìn)行針入度試驗(yàn)，故TLA配制過(guò)程的針入度等級(jí)檢測(cè)應(yīng)取中部試樣。

TLA最小摻量確定

湖瀝青含36%~37%的灰分，此次試驗(yàn)采用的TLA實(shí)測(cè)灰分含量為36.7%，中國(guó)規(guī)范對(duì)TLA改性瀝青灰分含量技術(shù)要求范圍是7.9%~19.5%。由于TLA改性瀝青中灰分對(duì)TLA改性瀝青的高溫性能和抗變形性能有著重要的作用，TLA改性瀝青隨著灰分含量的增加其軟化點(diǎn)、當(dāng)量軟化點(diǎn)和135℃粘度均不同程度地提高，因此適宜的灰分含量對(duì)混合料性能有著至關(guān)重要的作用。由于灰分含量只與TLA摻量有關(guān)，理論上灰分含量隨著TLA摻量增加線性增長(zhǎng)，該文抽取不同TLA摻量的TLA改性瀝青中部位置的試樣進(jìn)行灰分含量試驗(yàn)。

TLA改性瀝青灰分含量實(shí)測(cè)值與TLA摻量呈線性關(guān)系。通過(guò)內(nèi)插法確定了理論灰分的最小TLA摻量分別為22%、23%。理論灰分含量與實(shí)測(cè)灰分含量符合規(guī)范值19.5%時(shí)，對(duì)應(yīng)的TLA摻量約為53%、54%（55%）。考慮到實(shí)體工程應(yīng)用中配制TLA改性瀝青時(shí)TLA內(nèi)部灰分含量的波動(dòng)和灰分沉淀離析影響，為保證滿足規(guī)范的要求，在此建議配制TLA改性瀝青的TLA摻量不應(yīng)低于23%。

TLA改性瀝青技術(shù)指標(biāo)與TLA摻量關(guān)系

　

該文檢測(cè)了5組不同TLA摻量的TLA改性瀝青常規(guī)技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)列出中國(guó)TLA改性瀝青質(zhì)量技術(shù)要求。

結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)試驗(yàn)研究知：TLA摻量在0~50%范圍時(shí)，TLA改性瀝青135℃粘度隨著TLA摻量增加呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，TLA改性瀝青殘留針入度比隨著TLA摻量增加呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

不同TMA等級(jí)的TLA改性瀝青135℃粘度遠(yuǎn)小于規(guī)范限定的值，表明TLA改性瀝青有著良好的施工性能。各TLA摻量的TLA改性瀝青經(jīng)TFOT老化后的針入度比遠(yuǎn)大于規(guī)范的最小值要求，表明TLA改性瀝青的抗老化性能好。TLA改性瀝青閃點(diǎn)受基質(zhì)瀝青標(biāo)號(hào)影響較大，標(biāo)號(hào)越高，改性后的TLA改性瀝青閃點(diǎn)越低；同時(shí)由于湖瀝青閃點(diǎn)較低，同種標(biāo)號(hào)的基質(zhì)瀝青隨TLA摻量的增加，閃點(diǎn)逐漸降低，但都能滿足不小于240℃的技術(shù)要求，表明TLA改性瀝青的施工安全性能夠得到保障。

合格基質(zhì)瀝青溶解度都在99%以上，故基質(zhì)瀝青一般對(duì)TLA改性瀝青的溶解度影響較小，其主要隨著TLA摻量的增加成線性減小。55%90#+45%TLA改性瀝青溶解度78.2%，滿足規(guī)范最小值77%的要求，并超過(guò)1.2個(gè)百分點(diǎn)，因此實(shí)際工程中TLA摻量在50%以內(nèi)TLA改性瀝青的溶解度一般都能滿足技術(shù)要求。

常用基質(zhì)瀝青TLA摻量推薦

結(jié)合以上分析，以中國(guó)規(guī)范限定灰分含量和針入度為技術(shù)指標(biāo)，針對(duì)目前中國(guó)常用標(biāo)號(hào)的基質(zhì)瀝青（30#~160#），基于文中確定的最小TLA摻量，以50%為摻量上限，采用給出的TLA摻量推薦范圍，指導(dǎo)配制滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)需要的TLA改性瀝青。以TMA-50等級(jí)的TLA摻配過(guò)程為例，具體說(shuō)明TLA摻量的確定方法。采用90#基質(zhì)瀝青時(shí)，依據(jù)TLA摻量為最小值23%時(shí)，計(jì)算得到的TLA改性瀝青針入度為52（0.1mm），符合TMA-50針入度范圍上限60（0.1mm）的要求。由于隨著TLA摻量的增大，TLA改性瀝青的針入度減小，當(dāng)TLA改性瀝青針入度為40（0.1mm）時(shí)，由反算的TLA摻量為35%。同理確定70#基質(zhì)瀝青的TLA摻量范圍為23%~25%。其他TMA等級(jí)TLA改性瀝青的TLA摻量范圍均按此步驟確定。

試驗(yàn)室及施工現(xiàn)場(chǎng)在需配制不同TMA等級(jí)的TLA改性瀝青時(shí)，均可參照表5選擇基質(zhì)瀝青標(biāo)號(hào)和TLA摻量，且宜在表5范圍內(nèi)選取幾組不同摻量，綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本、混合料路用性能、施工性能最終確定TLA摻量。