岩沥青路用性能试验研究

中国西部科技　２０１　１年Ｏ７月（上旬）第１０卷第１９期总第２５２期　

吕鑫赕　

（１．安徽省交通建设有限责任公司，安徽合肥２５００１　１；　乔烈艳　

２．安徽省蚌埠市公路管理局，安徽蚌埠２５５０４０）　

摘要：天然岩沥青作沥青改性剂能够较好地提高普通沥青的各项技术指标，具有较好地路用性能，本文从高温稳定　

性、低温抗裂性和耐久性方面，分析了岩沥青作为沥青改性剂对普通基质沥青的性能影响程度，从而对岩沥青的路用性　

能做出评价。　

关键词：道路工程；岩沥青；改性剂；路用Ｉ｝生能　

ＤＯＩ：１　０．５９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１　６７１—６５９６．２０１１．１　９．００４　

ｌ　前言　

岩沥青是石油经过长达亿万年的沉积、变化，在热、　

压力、氧化、触媒、细菌等的综合作用下生成的沥青类物　

质。常甩为基质沥青改性剂。目前，国内已经探明的天然　

岩沥青矿产资源丰要分布于我国新疆，青海以及四川青川　

…带。青川岩沥青矿分布在我国有着天府之国美誉的四ＪＩｆ　

北部龙门山地区，日前初步探明的储量在３００万吨以上，远　景储量ｌＯ００万吨，被专家誉为“中国乃至世界罕见的沥青　

天然矿体”，储藏量位居全国第一。川Ｉ北的天然岩沥青是　

以分子量高达一万的沥青质为主要组成成分，其化学构成　

为碳８１．７％，氢７．５％，氧２．３％，氮１．９５％，硫４．４％，锚　

１．１％，硅０．１８％及其他金属０．８７％。其中，碳、氢、氧、　

氮、硫的含量较高，　Ｌ乎每个沥青质的大分子中都含有上　

述元素的极性官能团，使其在岩石的表面产生极强的吸附　

力。　

２　岩沥青的特性　

２．１抗车辙　

试验和路用实践证明，岩沥青改性剂可以有效提高沥　

青路面的抗车辙能力，推迟路面车辙的产生，降低车辙深　

度和疲劳剪切裂纹的出现。　２．２抗剥落　

青川Ｉ岩沥青中，氮元素以官能团形式存在，这种存在　

使岩沥青具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性，　

特别是与集料的粘附性及抗剥离性得到明显的改善。　

２．３抗老化、抗高温　

天然岩沥青本身的软化点达到１５０￣Ｃ以上，加入到基质　

沥青后，使其具有良好的抗高温、抗老化性能。　

２．４耐候性　

岩沥青抗微生物侵蚀作用很强，并具有在自由表面形　

成致密光亮保护膜的特点。普通沥青中加入岩沥青后，其　耐候性和抗紫外线能力都有很大的提高，相应地，沥青路　

面的耐久性、沥青老化速度都能得到较为显著的改善，道　

路的使用寿命南此也会有极大的延长。　２．５不舍蜡　

岩沥青在原油状态下，并非小含蜡，只是在地壳中各　

种物理和化学因素长期作用卜，其蜡含量逐渐降低，并转　

化成其它形式存在。在普通沥青中加入岩沥青，岩沥青会　

将这种特性在一度程度上“遗传”给基础沥青，从而降低　

石蜡在沥青中的含量和危害。　

３　岩沥青改性沥青的路用性能试验分析　

本试验对岩沥青改性效果的研究，主要采用以岩沥青　为改性剂对基沥青ＡＨ一７Ｏ的改性效果进行比较研究，从而评　

价岩沥青的路用性能。　３．１试验方法　

本试验将天然岩沥青块粉碎后，过１．１８ｍｍ的方孔筛，　

制备成试验所需的粉末状天然岩沥青。基质沥青ＡＨ一７０熔化　

后，将岩沥青按剂量分别为Ｏ％、５％、８％、１０％、１２％、１４％、　

１６％、１８％、２０％）ＪＩＪ入基质沥青中，加入过程中用玻璃棒略加　

搅拌，然后在ｌ７０。Ｃ和转４０００ｒ／ｍｉｎ的条件下迅速充分搅拌，　

当观察到搅拌时的沥青分布均匀，冷却后表面呈光滑镜面　

时，所需要的改性沥青试样即制成。改性沥青试样制作完　

成之后，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》　

（ＪＴＪ０５２—２０００）进行改性沥青的技术指标试验。　

３．２天然岩沥青与基质沥青　

此次试验采用的天然岩沥青和ＡＨ一７０基质沥青的技术指　

标如下表ｌ、表２。　

表１天然岩沥青主要技术指标　

收稿日期：２０１　１一Ｏ４—２４修回日期：２０１　１一Ｏ５—１７　作者简介：吕鑫赕（１　９７５一），男，安徽歙县籍，本科，现任职安徽省交通建设集团经营部部长，研究方向为公路桥梁设计。　

０８　表２　ＡＨ－７０基质沥青主要技术指标　３．３高温性能　

对沥青路用性能影响较大的技术指标包括针入度、软　

化点、粘度、含蜡量等，一般情况下，针入度越小时，沥　

青与集料的粘结力就越高，抗变形就越强。沥青软化点与　

沥青抗车辙能力存在较好的相关关系，因此，能较好的反　

映沥青混合料的高温抗车辙性能。本文就针入度、软化点　

随两种不同改性剂变化而变化情况进行比较试验，以评价　

岩沥青改性沥青路用高温性能。试验结果如下图１、图２所　

示。　

７ｏ　舅６０　ｄ　５０　４０　

。３０。　＼　＼　＼　、１　Ｌ　、１　Ｌ　

０　５　１０　１４　ｌ６　１８　２０　岩沥青参　％　

图１针入度与改性剂掺量关系　

６５　６３　翡　

４９　４７　４５　／　ｒ　一　ｒ　Ｊ　Ｉ－＇－　Ｊ　ｒ　Ｉ　ｒ　

Ｏ　５　１０　１４　１６　１８　２Ｏ　岩沥青参量ｆ％　

图２软化点与改性剂掺量关系　

由图１、图２可知，随着岩沥青掺量的增加，岩沥青改　

性沥青的软化点、针入度较基质沥青分别都在升高和降　

低，但变化值的变化幅度各不相同。由于岩沥青中沥青质　

的含量较高，平均分子量大，而且还含有氧、氮、硫等较　

强的极性官能团和多种能促进沥青中活性极团交联聚合的　

有机链，使得掺入天然岩沥青的沥青分子的排列方式和网　

状结构得以改善，增强了沥青的内聚力，使沥青的抗流动　

性、粘附性和感温性等获得明显改善。　

另外，有资料显示：岩沥青的复数剪切模量、相位角　

和抗车辙因子指标的变化，均随着岩沥青改性剂量的变化　

而发生有规律的变化，试验表明，随着岩沥青用量的增　

加，其弹性行为和抗高温流变性增强。　

３．４低温性能　

沥青材料的低温性能主要反映在沥青材料的低温抗裂　性能上，而反映沥青材料低温抗裂性能的主要技术指标是　

沥青的５℃延度。根据现行ＪＴＪ０５２—２０００沥青试验规范，样　

品在脱模或加载时容易脆断，岩使得５＝Ｃ延度很难做成功，　

为解决这个问题，采用１５＂Ｃ延度对岩沥青的延度进行研　

究，试验结果如图３所示。　由于现行规范《公路沥青路面施工技术规范》　ｒ＿］　董　

（ＪＴＧＦ４０—２００４）未提供改性沥青１５￣Ｃ延度的技术指标，因　

此，针对岩沥青改性沥青改性的目的，岩沥青改性沥青的　

１５￣Ｃ延度可以参照道路石油沥青技术要求。于是由图３可　

知，随着岩沥青参量的增加，岩沥青改性沥青的低温延度　

在逐渐降低，本试验当岩沥青的含量达Ｎ２ｏ％的量后，改性　

沥青的低温抗裂性能变得较差，不太适应沥青路面低温抗　

裂性能的需要。　

图４针入度比与改性剂掺量关系　

图５延度比与改性剂掺量关系　

３．５耐久性能　

岩沥青是经过上亿年的地质作用以及与空气、水长期　接触老化后形成的产物，其中的沥青质和胶质含量较大，　

稳定基多，含蜡量低，并且岩沥青表明经常有致密光亮的　

保护膜，具有很强的抗侵蚀作用。应此，在基沥青中掺入　

岩沥青后，必然能提高岩沥青改性沥青的抗老化能力。　

评价沥青耐久性能的重要技术方法是沥青旋转薄膜加　

热试验，通过测定旋转薄膜加热后的岩沥青改性沥青的质　

量变化、针入度比、延度比等技术指标对改性沥青的耐老　

化效果进行评价。试验结果如下图４、图５。　

４　结束语　

在普通的基质沥青中掺入适量的岩沥青能有效提高基　

（下转第５２页）　

０９　中国西部科技　２０１　１￣－０７月（上旬）第１０卷第１９期总第２５２期　

上，将该系统功能模块划分如下：　（１）注册：可以注册为　

教师和学生两类用户，教师可以上传、浏览课件制作素　

材，在线制作、修改、使用和评价课件，而学生只可以使　

用和评价课件。所有用户都可以管理自己的信息。　（２）登　

录：输入注册的用户名称和密码，即可以登录。　（３）制作　

课件：教师用户可以在登录后，通过调用数据库素材、输　

入文本、生成并链接页面等操作制作在线课件，完成后进　行发布，可供所有师生使用。　（４）修改课件：教师用户可　

以在登录后，修改自己制作的所有课件。　（５）使用课件：　

登录用户都可以在线使用所有课件。　（６）评价课件：登录　用户都可以在线评价使用过的课件，给出自己的意见和建　

议，便于课件所有者进行修改。（７）上传、浏览课件素　

材：教师用户可以上传新的素材和浏览已有素材。　（８）用　

户信息管理：用户可以修改自己的秘密，修改自己的基本　

信息等。　３．３系统的开发环境配置　

（１）硬件设备及分布。该系统硬件设备由一台ＰＣＮ务　

器、数台ＰＣ工作站、交换机及网线组成。ＰＣ服务器，ＣＰＵ：　

１ＧＨｚ以上；ＲＡＭ：５１２Ｍ以上；存储容量：剩余存储容量大于　

１ＧＢ。ＰＣ工作站，ＣＰＵ：５００ＭＨｚ以上；ＲＡＭ：２５６Ｍ以上；显示　设备：支持１０２４×７６８显示分辨率。本系统采用星型网络拓　

扑结构。　

（２）软件安装。Ｐｃ服务器，操作系统：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　

Ｗｉｎｄｏｗｓ　２００３　Ｓｅｒｖｅｒ；数据库系统：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＳＯＬ　Ｓｅｒｖｅｒ　

２０００；开发工具：ＭｙＥｃｌｉｐｓｅ６．０、Ａｄｏｂｅ　ＦｌｅｘＢｕｉｌｄｅｒ　３　

Ｅｃｌｉｐｓｅ　Ｐｌｕｇ—ｉｎ，以及Ｆｌｅｘ　ＳＤＫ３．０工具包；其它软件：　

Ｔｏｍｃａｔ６．０、ＩＥ８．０、ＪＤＫ６．０、ＬｉｖｅＣｙｃｌｅ　Ｄａｔａ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ２．５１。　ＰＣ工作站，操作系统：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ｘＰ／２０００；软件：　

ＩＥ６．０以上版本或其他浏览器，Ｆｌａｓｈ　Ｐｌａｙｅｒ８．０以上版　

本。　３．４系统的数据库设计　

（１）系统数据库的逻辑模型。根据系统的功能模块设　

计，基于Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ　２０００数据库的逻辑模型，共设　

计４张表，分别为：用户信息表、素材信息表、课件信息表和　

评价信息表。详细信息如下：用户信息表（Ｕｓｅｒ　ｎｓｌｎｅ、　

ＵｓｅｒＡｏａｓｓｗｏｒｄ、ＵｓｅｒｌＤ、Ｕｓｅｒ　ｉｃｏｎ、Ｔｅａｃｈｅｒｉｓ）；素材信　

息表　（Ｍａｔｅｒｉａｌ　ＩＤ、　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｎａｍｅ、　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｙｐｅ、　

Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｐｉｃ、Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｐａｔｈ、Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｃｒｅａｔｅｔｉｍｅ）；课件　

信息表（Ｃｌａｓｓ　ＩＤ、Ｃｌａｓｓ　ｔｉｔｌｅ、Ｕｓｅｒ　ｎＤＪｎｅ、Ｃｌａｓｓ　ｓｏｒｔ、　

Ｃｌａｓｓ　ｐａｔｈ、Ｃｌａｓｓｃｒｅａｔｅｔｉｍｅ）；评价信息表（Ｃｌａｓｓ　ｌＤ、　

Ｕｓｅｒｎａｍｅ、Ｃｏｍｅｎｔｃｒｅａｔｅｔｉｍｅ、Ｃｏｍｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ）。　（２）系统数据库的具体操作。该系统数据库的各项操　

作均由Ｊａｖａ来实现，Ｆｌｅｘ￣Ｊａｖａ的交互由ＬＤＣＳ（ＬｉｖｅＣｙｃｌｅ　

Ｄａｔａ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）来完成。ＬＣＤＳ提供了ｒｅｍｏｔｉｎｇ、ｄａｔａ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、ｍｅｓｓａｇｉｎｇ三种基本通信方式，通过这二种通　

信方式，Ｆｌｅｘ￣够和Ｊａｖａ实现非常强大的数据交互功能，　

功能包括：映射Ｊａｖａ对象到Ｆｌｅｘ对象、ＲＴＭＰ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　

Ｍｅｓｓａｇｅ　Ｐｒｏｔｏｃａ１）、代理等等功能。　

４　系统的特点　

（１）用户体验。交互用户体验还不能完全和传统课件　

相媲美，但ＲＩＡ是将桌面应用程序的交互用户体验与Ｗｅｂ应　

用部署的灵活性结合起来的网络应用程序　，所以同时具有　

反应快，交互性强、传播范围Ｊ一和易于传播的特点，是未　

来课件发展的趋势。（２）外观效果。Ｆｌｅｘ自带控件的样式　

非常美观，而且在白定义样式方面，Ｆｌｅｘ同样支持ＣＳＳ样式　

表的配置。因此，同样可以像传统课件‘样美观。　（３）运　

行环境。传统课件无论是制作还是播放都受限于某些操作　

系统，同时需要安装　些软件。而在线多媒体课件系统最　

终生产是ｓｗｆ文件，目前几乎所有的浏览器都装有　

ＦｌａｓｈＰｌａｙｅｒ，因此，在任何计算机上，不管是何种操作系　

统，不用安装任何软件，只要登录，就町以进行课件的制