多聚磷酸/天然胶乳（PPA/NRL）复合改性沥青流变特性

马前程; 李亚非; 杨晨

doi:10.16503/j.cnki.2095-9931.2023.06.010

交通运输研究 ›› 2023, Vol. 9 ›› Issue (6) : 99-106. DOI: 10.16503/j.cnki.2095-9931.2023.06.010

技术前沿

多聚磷酸/天然胶乳（PPA/NRL）复合改性沥青流变特性

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Rheological Properties of PPA (Polyphosphoric Acid)/NRL (Natural Rubber Latex) Composite Modified Asphalt

MA Qiancheng ,
LI Yafei ,
YANG Chen

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摘要

为提高天然胶乳（Natural Rubber Latex, NRL）改性沥青的高温性能，基于多聚磷酸（Polyphosphoric Acid, PPA）的协同增效机制，制备了不同PPA掺量的PPA/NRL复合改性沥青，分析了改性沥青的黏弹特性、高温性能、低温性能、疲劳性能以及施工和易性。一方面，利用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪进行温度扫描、时间扫描、频率扫描以及蠕变劲度测试，分析复数剪切模量G*、相位角δ和车辙因子G*/sinδ随温度及时间的变化规律，以复数剪切模量下降至初始值的50%时对应的加载次数表征PPA/NRL复合改性沥青的疲劳性能，以m值与蠕变劲度S的比值表征PPA/NRL复合改性沥青低温性能。另一方面，利用布氏黏度计测试PPA/NRL复合改性沥青的黏度，评价其施工和易性。试验结果显示：随着PPA掺量的增加，PPA/NRL复合改性沥青的车辙因子值升高，意味着沥青高温性能提升；车辙因子对数值与温度的线性关系证明了PPA掺量增加也有助于改善PPA/NRL复合改性沥青的感温性能。此外，随着PPA掺量的增加，PPA/NRL复合改性沥青的疲劳寿命逐渐延长；PPA的掺入会降低PPA/NRL复合改性沥青的低温性能；PPA/NRL复合改性沥青的黏度随PPA掺量的增加而增大，为了保证其施工和易性，PPA掺量不宜超过1.1%。研究表明，采用多聚磷酸作为天然胶乳的复配材料是实现天然胶乳路用的有效途径，仅需较小的掺量即可使改性沥青获得较优的路用性能。

Abstract

In order to improve the high temperature performance of NRL (Natural Rubber Latex) modified asphalt, PPA/NRL composite modified asphalt with different content of PPA (Polyphosphoric Acid) was prepared based on the synergistic mechanism of PPA. The viscoelastic properties, high temperature properties, low temperature properties, fatigue properties and workability of modified asphalt were analyzed. On the one hand, by using the dynamic shear rheometer and bending beam rheometer, temperature scanning, time scanning, frequency scanning and stiffness modulus tests were conducted to analyze the variation pattern of complex shear modulus G*, phase angle δ and rutting factor G*/sinδ with the change of temperature and time. The fatigue performance of PPA/NRL composite modified asphalt was characterized by the corresponding loading times when the complex shear modulus decreased to 50% of the initial value. The low-temperature performance of PPA/NRL composite modified asphalt was characterized by the ratio of m value to creep stiffness modulus S. On the other hand, the viscosity of PPA/NRL composite modified asphalt was tested by Brookfield viscometer to evaluate its workability. The test results show that with the increase of PPA content, the rutting factor value increases, which means that the high-temperature performance of asphalt is improved. The linear relationship between the logarithm of rutting factor and temperature proves that the increase of PPA content also helps to improve the temperature sensitivity of PPA/NRL composite modified asphalt. In addition, the fatigue life gradually improves with the increase of PPA content. The addition of PPA will reduce the low-temperature performance of PPA/NRL composite modified asphalt. The viscosity of PPA/NRL composite modified asphalt increases with the increase of the content of PPA. In order to ensure its workability, the content of PPA should not exceed 1.1%. The research shows that the use of polyphosphoric acid as the composite material of natural rubber latex is an effective way to realize the road use of natural rubber latex, and only a small amount of PPA can endow better pavement performance to modified asphalt.

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马前程, 李亚非, 杨晨. 多聚磷酸/天然胶乳（PPA/NRL）复合改性沥青流变特性[J]. 交通运输研究. 2023, 9(6): 99-106 https://doi.org/10.16503/j.cnki.2095-9931.2023.06.010

MA Qiancheng, LI Yafei, YANG Chen. Rheological Properties of PPA (Polyphosphoric Acid)/NRL (Natural Rubber Latex) Composite Modified Asphalt[J]. Transport Research. 2023, 9(6): 99-106 https://doi.org/10.16503/j.cnki.2095-9931.2023.06.010

中图分类号： U414

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中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(20217502)

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收稿日期	出版日期
2023-02-28	2023-12-25
发布日期
2024-01-16

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