摘要：为探究复合改性技术提升混合生物沥青路用性能的工艺及机理,针对特定来源的SH型生物沥青,将其与石油沥青共混制备混合生物沥青后进行SBS/橡胶粉复合改性,研究改性顺序及改性剂掺量对复合改性沥青常规路用性能的影响、生物沥青掺量对改性剂溶胀特性与复合改性沥青高温及低温性能的影响,由此确定混合生物沥青复合改性工艺;利用多应力重复蠕变恢复(MSCR)、弯曲梁流变(BBR)和频率扫描(FS)试验评价复合改性沥青的流变特性;借助红外光谱(IR)化学官能团分析以及荧光显微镜(FM)和原子力显微镜(AFM)微观形貌观测分析揭示混合生物沥青复合改性机理。研究结果表明:SBS掺量为2.5%,橡胶粉掺量为18%(内掺)时,按照先SBS改性后橡胶粉改性的顺序制备的复合改性沥青的常规路用性能均较优;生物沥青掺量为15%时改性剂溶胀特性与复合改性沥青的高温及低温性能均较佳;SBS/橡胶粉复合改性在显著提升混合生物沥青弹性恢复率与m值的同时还降低了其不可恢复柔量与劲度模量,即改善了混合生物沥青的高温稳定性与低温抗裂性,且此结果与FS复数模量主曲线结果相一致;生物沥青可有效增溶聚合物改性剂并增强聚合物相网络结构,从而显著提升沥青复合改性效果;对混合生物沥青进行SBS/橡胶粉复合改性后未出现新的特征吸收峰,此复合改性过程属于物理变化;沥青厂生产的复合改性沥青性能优于实验室水平制备的复合改性沥青。

关键词：道路工程 改性机理 复合改性 生物沥青 改性工艺 

单位：哈尔滨工业大学交通科学与工程学院; 黑龙江哈尔滨150090; 吉林省交通规划设计院; 吉林长春130021; 山东建筑大学交通工程学院; 山东济南250101; 香港理工大学土木与环境工程系; 香港999077