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中國、美國和歐洲改性瀝青評價指標(biāo)比較
對于改性瀝青而言,由于技術(shù)的進(jìn)步和新的改性劑和改性方法的出現(xiàn),改性瀝青產(chǎn)品的實現(xiàn)途徑也越來越豐富,不過在世界范圍內(nèi)應(yīng)用比較多的還是聚合物改性瀝青,包括SBS、SBR、PE、EVA等熱塑性橡膠或塑料類改性劑,也有一些采用巖瀝青、特立尼達(dá)湖瀝青生產(chǎn)的改性瀝青,另外近幾年出現(xiàn)的硫磺改性瀝青及多聚磷酸改性瀝青等。綜合中國、美國和歐洲關(guān)于改性瀝青的評價指標(biāo),可以發(fā)現(xiàn):
(1)歐洲對于改性瀝青的試驗項目比較多,除了熟知的針入度、軟化點等指標(biāo)外,有針對改性瀝青的彈性恢復(fù)、測力延度等指標(biāo)。還有一點需要指出的是,歐洲體系中對聚合物改性瀝青提出了一個內(nèi)聚力特性(Cohesion)的技術(shù)指標(biāo),這種以能量的方法評價膠結(jié)料的變形性能,理論上比單純得到力的概念進(jìn)行變形性能評價更為全面,也更為合理,可以說,這一點是歐洲在試驗評價體系中的一個創(chuàng)新,這是美國體系和中國體系所沒有的。
(2)由于美國ASTM規(guī)范體系中根據(jù)改性劑的不同制定的關(guān)于改性瀝青的技術(shù)規(guī)范已經(jīng)廢止,目前各個州實行的改性瀝青規(guī)范沒有統(tǒng)一的指標(biāo)要求,基本是在原有普通道路瀝青規(guī)范的基礎(chǔ)上增加了一些附加指標(biāo),即在針入度、粘度、動態(tài)剪切流變試驗、老化后的質(zhì)量損失等試驗基礎(chǔ)上,有的州增加了一些如:相位角、彈性恢復(fù)、 MSCR試驗等指標(biāo)。
(3)中國體系下聚合物改性瀝青的檢測項目更重視軟化點和5℃延度的指標(biāo)檢測。對于針對改性瀝青的離析、彈性恢復(fù)、粘韌性等試驗依賴于改性劑的類型而進(jìn)行有針對性的選擇。
歐洲體系中針對改性瀝青進(jìn)行的檢測手段較多,除了彈性恢復(fù)之外,還有測力延度、直接拉伸試驗;并且評價的方法在原有檢測指標(biāo)的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的發(fā)展,如測力延度及直接拉伸試驗,其采用的評價指標(biāo)已經(jīng)從力的概念發(fā)展到能量的概念,這樣從原來的特征點評價過渡到了試驗過程的評價。歐洲這些新的測試手段概念和目的比較明確,理論上有所進(jìn)步,其評價的效果值得中國進(jìn)一步驗證。
美國由于SHRP研究期間,改性瀝青應(yīng)用較少,隨著性能(PG)規(guī)范問世,改性瀝青應(yīng)用逐步增加,也發(fā)現(xiàn)PG規(guī)范不能正確反映改性瀝青性質(zhì),于是各州為了保證性能,在過去經(jīng)驗基礎(chǔ)上推出了PG Plus(PG+或SHRP+)規(guī)范,然而這些指標(biāo)也不是基本性質(zhì)的,與性能也不一定相關(guān)。因此,隨著研究的深入,在NCHRP 9-10改性瀝青的Superpave體系研究基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了多應(yīng)力重復(fù)蠕變試驗,企圖替代一些經(jīng)驗的Plus指標(biāo)。
中國目前的改性瀝青規(guī)范,主要還是借鑒了已經(jīng)廢止的美國ASTM體系中的規(guī)范,但是根據(jù)美國對改性瀝青研究的進(jìn)一步深入及MP19-10MSCR規(guī)范的發(fā)布和進(jìn)一步推廣,相信以MSCR試驗為代表的改性瀝青規(guī)范將是未來的發(fā)展方向。
總結(jié)歸納中國、美國和歐洲改性瀝青規(guī)范中瀝青指標(biāo)所涉及到的試驗方法包括:針入度、軟化點、閃點、延度、老化、弗拉斯脆點、彈性恢復(fù)、粘韌性等。對于針入度、軟化點、閃點、延度、老化、弗拉斯脆點試驗等在普通瀝青試驗方法部分中均有比較,因此,此處不再贅述,只針對前文未提及的針對改性瀝青的試驗方法,如離析、粘韌性、彈性恢復(fù)等試驗方法進(jìn)行比較,具體試驗方法列于表中。
在改性瀝青試驗方法比較中,發(fā)現(xiàn)存在較大差異的試驗方法主要是彈性恢復(fù)試驗。針對彈性恢復(fù)試驗在模具及方法上存在的差異是否會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響,開展了相關(guān)的比對試驗。試驗采用兩種SBS改性瀝青進(jìn)行歐洲、美國和中國的彈性恢復(fù)試驗,比較試驗后的恢復(fù)率的差異。試驗結(jié)果可以看出,3種試驗方法下的試驗結(jié)果基本沒有差異,因此,可以認(rèn)為雖然歐洲、美國和中國的彈性恢復(fù)試驗在模具及方法上存在較大的差異,但是這些差異對試驗結(jié)果幾乎沒有影響。
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