排水沥青路面高黏改性剂的研究及应用

马嘉琛，何锐，况栋梁

(长安大学 材料科学与工程学院，陕西 西安 710064)

process

随着我国道路建设的不断发展，人们对道路的性能要求不断提升，为了贯彻落实国家对“海绵城市”项目的建设，路面排水系统越来越受到人们的重视，路面排水系统在当代施工改建中运用新型的结构方式，采用大空隙沥青混合料作为表层，将雨水透入到排水功能层，并通过层内将降雨横向排出，从而除去了带来诸多行车不利作用的路表水膜，能够显著提高雨天行车的安全性及舒适性；另外，由于排水沥青路面的多孔隙特征可以显著降低交通噪音，也经常被称为低噪音沥青路面，在国外一些欧美发达国家早已经形成了较为成熟的技术[1]。但排水沥青混合料由于空隙较大，易受外界环境水诸多不利因素的影响，从而导致沥青发生老化，进而产生剥落。且存在高温变形抗力差、耐水性差、易开裂等一系列问题。由于这些问题，排水沥青路面对沥青各项性能指标有着更高的要求。综上所述，排水路面的核心技术就是改性沥青的制备，其路用的改性沥青必须具有高黏、高弹特性，其60 ℃动力黏度达到20 000 Pa·s以上[2]，才能使得制成的沥青混合料具有较好的耐久性和结构强度[3]。

基于高黏度改性沥青在排水路面的重要性并结合国内外排水路面应用的经验，以及国内外研究的不同高黏改性剂的基础上，本文重点介绍了不同高黏改性沥青的制备工艺和改性机理以及高黏改性沥青性能优缺点。并展望了排水路面以及不同类高黏改性剂的研究趋势。

1 高黏改性沥青的类型

高黏改性沥青类型主要分为热塑性弹性体改性沥青、橡胶改性沥青、纤维改性沥青、纳米类材料改性沥青以及多种高黏改性剂制备的复合改性沥青。

热塑性弹性体具有高强度、柔韧、高弹性、多用途的性能。同时兼具橡胶和树脂的优点，主要代表产品为SBS、TPS、SIS和SEBS等。SBS具有两相形态，由玻璃状微区组成，该玻璃状微区由连接到橡胶聚丁二烯(PB)片段的聚苯乙烯(PS)制成；因此，SBS表现出交联的弹性体网络行为，通过SBS改性沥青，有效改善了沥青的高温抗车辙性和温度敏感性以及其低温柔韧性[4]。SBS改良性沥青热稳定性优良，耐高温不流淌、低温不脆裂，具有良好的机械性能和耐老化性能，所以被广泛地应用到城乡路面改建工程中。Yang[5]为了提高粒状橡胶沥青路面的耐久性，在橡胶沥青中加入不同量的TPS改性剂，进行水煮、浸水马歇尔等室内实验，并通过与SBS改性剂以及基质沥青的对照实验，发现加入TPS改性剂后，沥青混合料的抗车辙性、水稳定性以及耐久性得到较为显著的提升。Xiong等[6]通过研究高黏改性沥青TPS的高低温性能以及流变性，研究表明TPS的加入可以大幅提高基质沥青的黏度以及粘弹性。通过马歇尔实验、冻融劈裂实验和动稳定度实验测试了TPS改性沥青的沥青混合料，结果表明，TPS沥青混合料具有优异的高温性能、水稳定性以及抗车辙能力；Wu[7]研究了高黏橡胶、SBS改性沥青与纤维和脱油沥青复合改性的增强机理。进行软化点和黏度测试以表征纤维改性沥青的路用性能。用扫描电镜(SEM)观察了纤维的微观结构，结果表明通过掺入不同改性剂进行复合改性可以形成相比掺入单一改性剂更牢固的空间网络结构以及具有更高的黏度，从而更好的粘结沥青和骨料，有效地提高了沥青混合料的韧性。

为了有效地解决废旧轮胎过多而导致的环境污染问题，国内外不少研究人员将废旧轮胎磨碎掺入到基质沥青中对沥青进行改性，这一措施不仅提高了路面的高低温性能以及抗老化性，而且一定程度解决了废品的回收再利用。与SBS等改性剂相比，废旧胶粉对基质沥青高温性能以及黏度的提升贡献不明显。为了进一步改善橡胶改性沥青的路用性能，往往会加入其他改性剂对基质沥青进行复合改性。Lin[8]使用SBS与废旧胶粉进行复合改性制备高黏沥青，研究了复合改性剂的掺入对基质沥青路用性能的影响。结果表明，复合改性沥青的针入度、软化点以及黏度随着改性剂的增加而增加，而延度随着复合改性剂的增加呈现出先增加后减小的趋势，这表明当改性剂达到一定量时，对沥青的低温性能会造成一定的负面影响；Wang[9]利用废旧轮胎中的粒状橡胶作为一种环保且可持续发展的添加剂，以增强沥青路面用沥青粘合剂的高温和低温流变性。结果表明，胶粉的掺入对基质沥青的高温性能和流变性具有较为明显的影响，通过DSR实验发现掺入胶粉可以显著提高基质的粘合力和抗压能力。

纤维材料可以改变基质沥青的附着能力、坚韧程度和扩张力[10]，然而在实际应用过程中，纤维材料由于多数呈棉絮状，易于结团，因此在基质沥青中往往分布不均匀，从而影响改性效果[11]，因此在纤维改性沥青的过程中，首要解决的是纤维在改性沥青中的均匀分布问题。另外，纤维的加入不足以明显提高基质沥青的黏度达到高黏沥青标准，因此往往也需要掺入其他改性剂对基质沥青进行复合改性。李立顶[12]使用硅藻土和玄武岩纤维研究新型材料，对机制沥青在施工中存在的各种弊端的影响力研究新型材料，对机制沥青在施工过程中存在的问题是否具备改良性能做(DSR)实验，进一步分析了通过玄武岩纤维和硅藻土复合改性后沥青的高低温性能、流变性以及疲劳性有何变化，研究表明玄武岩纤维和硅藻土的掺入明显提升了复合改性沥青的高温性能和60 ℃黏度。硅藻土、玄武岩纤维和两者之间的相互作用对车辙因子、疲劳因子、玻璃态复数剪切模量(Gg*)以及流变指标(RG)等实验结果均产生较为显著性影响；Ye[13]以纤维素纤维、聚酯纤维和矿物纤维为改性剂，采用Superpave简易性能试验机(SPT)进行了动态模量实验，测定了不同温度和频率下沥青混合料的动态模量和相位角。通过间接拉伸疲劳实验(ITFT)测试了不同应力比下复合改性沥青混合料的疲劳性能。实验结果表明，不同应力比下的沥青混合料具有不同的动态模量和相位角。同时，纤维材料的掺入会使沥青混合料的柔韧性提高，刚度降低，而改性沥青的粘弹性也会发生明显变化。

单一纳米材料能够在一特定条件下，提升基质沥青的使用功能，尤其能明显地提高其附着力和实用性能。研究人员通过采用多种纳米材料对沥青进行复合改性。Mohammad[14]采用扫描电镜(SEM)研究了纳米碳纤维(CNF)改性沥青和温拌沥青(HMA)混合料的微观结构。用掺量为1.5%的CNF对基质沥青进行改性，配制了不同CNF含量的温拌沥青并与集料混合制备沥青混合料，并在SEM下对沥集料的表面进行了观察，分析了CNF改性对基质沥青和HMA混合料改性机理。结果表明，CNF不仅具有较好的粘结性能，而且具有较高的分散性，在粘结剂中分布较为均匀。集料表面形貌还表明，CNF在微观/纳米尺度上表现出裂纹，这可能增加了CNF重复交通荷载作用下的抗裂能力；陈宪宏等[15]在SBR乳化沥青中掺入纳米SiO2制备乳化沥青，对其蒸发残留物进行差示扫描量热法分析(DSC)，研究表明，纳米SiO2能显著改善乳化沥青的高温性能和储存稳定性，这主要是由于纳米SiO2与SBR形成了交联网状结构并且SBR发生了一定程度的溶胀；Jahromi等[16]研究了长链碳氢化合物和季铵盐有机化的纳米蒙脱土改性沥青的流变性以及黏温曲线，发现改性沥青的黏度和新型材料改性剂的掺加比例成正比，并改善了沥青的耐高能力和抗变形能力，其软化点和抗老化性提高。

2 高黏改性沥青制备工艺

沥青铺设施工过程中，温度和机械设备的吨位都有相关的指标要求，基层施工处理不好，就会直接影响整个施工质量[17]。施工过程中，沥青混合物间隙率越大，透水性越大，沥青有着别的物质不同的物理特征和化学性质，容易受到温度的影响，所以温差在一定程度上影响着沥青路面的施工质量，本文对不同类型的高黏改性沥青及其改性工艺进行详细介绍。

2.1 热塑性弹性体高黏改性沥青制备工艺

热塑性弹性体类高黏改性沥青在生产方式包括搅拌法、胶体磨法和高速剪切法。目前国内外高速剪切法的运用最为常见，加工过程为溶胀阶段、磨细分散阶段、发育阶段。每个阶段对于加工温度和加工时间的控制是整个制备工艺的关键。溶胀温度等都具有严格的控温标准，加工时间应以现场加工设备及加工质量控制而做出相应的调整[18]。

TPS改性沥青的制备方法主要是干法和湿法。在实际施工中，TPS改性剂是直接将其掺入到搅拌器中，经过一系列机械搅拌使其溶解在基质沥青中，对基质沥青中的组分进行吸附从而改变沥青的路用性能，由于这种拌和方式不需要提前制备好改性沥青，因此施工较为方便快捷，且能够即用即拌，同时不需要考虑改性剂的离析和拌和不均等问题，是一种简单快捷、较为先进的改性沥青制备工艺。

相较TPS改性沥青，由于SBS改性剂的分子量、化学结构以及密度与基质沥青具有较大差异，根据相似相容原理可知SBS与基质沥青的相容性较差，很难直接拌和，过于简单的机械搅拌不能使其完全溶解且均匀分布于基质沥青中[19]，因此，在制备SBS改性沥青的同时需要掺入一定量的相容剂和稳定剂来改善多向混溶体系的相容性以及稳定性[20]。同时需借助高速剪切仪进行高速剪切。国内通常采用机械式共混法生产SBS改性沥青，经过沥青脱水、相混反应、干燥、浸涂、风冷、隔离膜倒向平整双面复合成型、轻滚压定型、循环介质冷却、卷材面自然干燥、计量包装，再送到各个施工现场进行施工储备[21]。张争奇[22]采用聚氨酯(PU)与SBS对基质沥青进行复合改性，研发出一种新型的SBS-PU高黏高弹沥青，同时结合灰色关联熵分析掺量对沥青性能影响规律，确定了制备其复合改性沥青工艺关键参数。优化过后的改性工艺见图1，优化后的工艺参数为：剪切温度170 ℃，剪切速率 4 000 r/min，剪切时间50 min，发育时间60 min。

图1 优化后的SBS-PU复合改性沥青制备工艺[22] Fig.1 Optimized process of SBS-PU modified asphalt

2.2 橡胶类高黏改性沥青制备工艺

关于胶粉改性沥青的生产工序，国内外有很多的科研项目取得了一定的成果，新型沥青改性剂的生产流程，绝大部分运用湿法，即将废旧胶粉、基质沥青、相容剂和稳定剂掺杂在一起，在高温条件下通过长时间高速剪切制备完成后，通过运输流程在现场进行与集料进行拌和制备沥青混合料。美国大部分学者认为，橡胶改性沥青的湿法生产工艺是指在工厂或施工现场将改性剂与基质沥青预混制得成品改性沥青，而后与集料拌合后使用，是目前常用的改性沥青生产工艺。TB工艺则是指通过实现对胶粉的脱硫，使得胶粉和沥青的共混体系相似相容。另外，TB工艺中胶粉掺量较小，一般不大于10%，因此很难达到高黏改性沥青的粘度要求。Liu[23]依据ASTM08—88的规范要求，认为TB工艺不应该归纳于湿法工艺，按照这种说法，胶粉改性沥青的生产工艺理应分为三类，即湿法、干法以及TB工艺。

有关胶粉改性沥青工厂化的研究方面，黄志诚[24]采用机械应力剪断胶粉内部的交联键，以此来改善胶粉与沥青之间的相容性，通过一系列改性加工以后，再掺入硅烷偶联剂使得胶粉产生二次交联，提高改性沥青的路用性能。孟旭等[25]在胶粉中混合较少比例的废旧原料和少量的其他材质与沥青充分搅拌，通过190 ℃高温剪切以及塑压成型，制备复合改性沥青，这种工艺制备的复合改性沥青具有较好的储存稳定性，不易发生离析、分层这些情况。

胶粉高黏改性沥青制备工艺还有一个关键问题在于其高温黏度较大，一方面增加了施工的难度，另一方面造成了环境的污染，产生了没必要的浪费。因此，通过温拌技术，在改性沥青中加入少量的温拌剂如Sasobit、APTL等，来降低胶粉改性沥青高温时的黏度，从而降低沥青混合料的拌合以及压实温度，进一步来改善沥青混合料的施工和易性。同时能够明显改善改性沥青混合料的路用性能。因此，可以采用一定的方法对废胶粉改性沥青体系进行活化改性，增强胶粉和沥青之间的界面黏结性，改善废胶粉改性沥青体系的静态和动态性能，制得储存稳定性好，且性能优良的废胶粉改性沥青。

2.3 纤维类与纳米类高黏改性沥青生产工艺

纤维在改性沥青中的作用主要是增韧加筋作用[26]，因此在制备纤维改性沥青时，如何保证纤维在沥青中的均匀分散，是整个生产工艺重点需要解决的问题，纤维改性沥青工艺对比其他沥青不同在于需要先将沥青和纤维混合一段时间后放入烘箱中加热至一定温度，再置于机械搅拌器中搅拌，搅拌器中设置好一定转速值，搅拌一段时间，此过程中要持续加热，再使用高速剪切机剪切使得纤维均匀分布在基质沥青中。

纳米类改性沥青的生产工艺主要有机械搅拌法、高速剪切法、插层法和湿化学沉淀法[27]，其中机械搅拌法和高速剪切法和其他改性沥青相似。因此，重点介绍插层法和湿化学法制备纳米类改性沥青，插层法制备纳米类改性沥青的关键在于配制纳米材料悬浮液，然后将其放在水浴箱中加热至70～90 ℃，最后在溶液中掺入插层液，再进行恒温搅拌，转速不宜过快，放入120 ℃烘箱进行烘干，即可得到纳米材料。将制备好的纳米材料加入基质沥青后，高速搅拌一段时间以后，最后再放入烘箱中发育片刻；湿化学沉淀法制备改性沥青同样需要先制备纳米材料的液体，再加入表面活性剂再以玻璃棒加以搅拌使其均匀分布并包裹住溶液中的纳米材料颗粒。最后，将制备好的纳米材料液体掺加在基质沥青中，充分搅拌60～90 min直到纳米材料均匀分布在基质沥青中，即可制成纳米改性沥青，而对于纳米材料高黏改性沥青的制备，一般需要对沥青进行复合改性使沥青的60 ℃动力黏度达到高黏沥青的指标。因此，在制备纳米高黏改性沥青时，需要对改性沥青的高低温黏度进行控制。

3 不同类型高黏改性沥青改性机理

目前很多学者通过微观的研究方法探讨改性沥青的机质和原理，通过分析机制，沥青和SBS改性剂的组成结构特点得出了不同状态下SBS改性沥青与基质沥青相互作用机理，通过针入度、软化点、延度等常规试验，分析了基质沥青SBS改性剂类型与用量对SBS改性沥青的温度敏感度，高、低温特性及老化特性的影响。主要运用胶凝色谱等实验方式。鉴于改性沥青的性能主要是由各基质之间产生的物理反应和化学反应相互制约决定的，不同类高黏改性剂的改性机理也有不同之处。

3.1 热塑性弹性体类高黏改性沥青改性机理

3.1.1 TPS改性沥青改性机理 TPS相比于SBS改性沥青，老化前后TPS改性沥青改性周期的高低温性能优异、温度敏感性更小、抗核载能力强、受短期老化作用影响较小。TPS改性过程以物理改性为主，存在微弱化学作用，短期老化作用是TPS改性沥青出现氧化反应及其他化学反应，TPS改性沥青混合料与基质沥青混合料，通过不同实验进行对比分析得出，TPS对沥青混合料的高低温变形性能的积极影响存在最佳掺量。借鉴已有的排水沥青混合料及配以范围，采用析漏飞散实验相结合，确定最佳沥青用量，使混合沥青高温抗变型能力变强，水稳定性良好，低温进度模量小，同时具有很好的耐老化性和排水性。均匀的分布到基质沥青中从而形成交联网状结构且与沥青相互贯穿，呈现出相对稳定状态，另外，网状结构也会对沥青的流变性产生阻尼作用，从而进一步提高沥青的黏度[28]。

3.1.2 SBS复合高黏改性沥青改性机理 SBS改性剂可以提高沥青的防水功能和抗老化性能，增强其稳定性，防止施工面断裂，是较为常见的施工改良材料，是常用的沥青改性剂之一。在SBS改性沥青过程中，随着温度的升高，SBS会吸收基质沥青中的轻质组分同时产生溶胀反应，使沥青中的重组分含量发生明显变化，以改变沥青中轻重组分掺量的变化使得沥青的路用性能得到提高。Zhang[29]研究发现掺入少量SBS试剂，可以提高沥青的粘合度。考虑到SBS高昂的价格以及当掺量达到一定时对改性沥青黏度的提升效果不明显，因此在实际的施工过程中大多采取SBS与其他聚合物复合改性来提高改性沥青的路用性能以及降低施工成本，而常用来与SBS改性剂制备复合高黏改性沥青的改性剂有胶粉、多聚磷酸、聚乙烯等聚合物。

关于SBS与其他改性剂制备高黏复合改性沥青机理的探索，国内外学者也有了较多的研究。徐文远等[30]利用红外光谱实验(FTIR)对比分析了加入硅粉和SBS进行混合改良实验前后，研究出混合材质的改良原理和性能，研究结果表明，该 FTIR 图谱中发现重组后的混合材质并未出现新型物质结构，说明复合改性过程是一个物理混溶的过程；李丽平等[31]认为多聚磷酸对SBS改性沥青的改性机理是由于多聚磷酸能够与SBS形成交联网状结构，多聚磷酸与基质沥青胶质组分中的亚砜基发生了一系列酯化反应，从而增加了SBS在沥青中的交联作用。何锐等[32]使用SBS、胶粉与其他材质进行充分混合后，由于结晶度显著，细胞结构重组堆积[33]，而SBS拥有高分子状态，两者在高温作用下产生物理反应，重组成新的主体，形成网状形态，SBS与HDPE共同提供了良好的高温稳定性和低温抗裂性，胶粉由于含有大量抗老化剂从而提高了改性沥青的抗老化性，而聚乙烯具有较好的高弹性，增加了沥青抗压的性能，回弹效果较好。改性沥青转变形态后，形成的介质也发生了改变，性能更加符合施工要求。

3.2 橡胶类高黏改性沥青改性机理

胶粉对沥青进行改性的机理与其他聚合物改性剂的机理有一定的不同之处，胶粉自身很难溶解在沥青中，因此容易产生结团、分布不均等现象。当前很多学者研究表明，废弃的胶粉和沥青充分融合，得到的物质相互反应发生溶胀，Abdelranman[34]在研究中指出：由于胶粉吸收了沥青中的轻质组分，从而提高了胶粉的油脂成分，增加了胶粉的表面融合度，改变了混合物的性能，使得胶粉与基质沥青相互反应，分子产生相对碰撞现象加剧，从而使得胶粉与沥青共混体系的附着力显著提高，也有的专家学者认为，这一实验过程不属于化学反应，而是处于高温条件下，胶粉颗粒与沥青油分发生溶胀形成类似胶体的物理变化[35]。图2通过荧光显微镜对胶粉改性沥青进行观察，显示出不同掺量胶粉在沥青中的分布情况，当沥青掺量小时，胶粉在基质沥青中相对较为分散，未能形成网状结构；而随着废旧橡胶粉的增加，共混体系中胶粉与沥青逐渐形成了交联网状结构，沥青中分子间作用力增加，从而使橡胶改性沥青的路用性能提升。

另一种说法则是，在不同温度区间下，胶粉与沥青产生不同的改性机理，Bahia[36]认为在较低温度下即160～180 ℃区间内，溶胀作用是胶粉改性沥青发生的主要反应，而在高温下即200 ℃以上，胶粉的脱硫降解则是胶粉改性沥青中发生的主要反应。杨毅文[37]研究了胶粉脱硫以及产生溶胀的机理，发现在高温及高速机械剪切的过程中，胶粉中的交联网状结构发生破坏，双硫键交联点也产生断裂，使得胶粉从高弹态转变成玻璃态，因此，当温度达到一定时，沥青中的芳香分和饱和分可以进入到完成脱硫过程的胶粉颗粒中，从而使胶粉发生溶胀以及降解[38]。

a.10%掺量胶粉改性沥青b.20%掺量胶粉改性沥青图2 不同掺量胶粉改性沥青Fig.2 Modified asphalt with differentamounts of rubber powder

3.3 纤维和纳米类高黏改性沥青改性机理

目前，用于沥青混合料的纤维材料主要有聚合物纤维、木质素纤维及矿物纤维等，其中木质素纤维的应用最为成熟[39]。排水性路面由于自身较大的空隙率，要求沥青胶结料应具有相对较大的黏度以及黏附性。纤维材料对沥青的改性机理主要是由于当纤维掺入到基质沥青中后，在沥青中起到增韧以及加筋的作用，从而提高了基质沥青路用性能。另外，当纤维改性沥青与集料相结合制成沥青混合料后，可吸附混合料中大量的自由沥青，增加了“结构沥青”的比例，从而提高了沥青混合料的耐久性和稳定性以及路面的抗形变能力。

而对于纳米改性沥青来说，由于纳米材料具有比表面积大、表面自由能高且原子表面的活性较高，可以较好地与沥青相结合，因此可以显著增强改性沥青的黏结力，与此同时，介质的分子表面比例在实验体的比例相对较大，所以表面的原子增多，分布不够均匀，加上外力作用时产生化学反应发生断层，经过断层的介质重组，形成更加稳定的形态结构，是一种化学作用，根据实验的效果得出，其作用并不够明显。与单晶材料相比，纳米材料具有较高的延展性。用纳米材料来改性沥青可以使基质沥青的路用性能以及力学性能得到较为显著的提升，同时可以在较低的温度与沥青进行均匀且有效的拌和。而不同改性沥青品种的性能不尽相同，应根据使用条件选择相应的改性沥青类型，大多数学者认为SBR的加入，可使沥青高低温性能得以改善，尤其在提高低温延度方面效果突出，具体采用何种改性剂，应根据气候条件，以往路面损害情况和作用特点，现场施工条件经过技术核定综合确定。鉴于SBS改性沥青是目前改性沥青市场上最主要的类型之一，对SBS改性沥青的研究也成为目前国内外研究的重点。但这并不等于SBS改性沥青技术已趋于成熟，目前仍存在尚需解决的难题，当前SBS改性剂加工工艺与性能相关的性能评价方法和对策都有待改善，虽然混合后的实验评价结果良好，但实际使用效果并不完全尽人意，改性沥青的基质沥青没有发生显著的效果，与基质沥青相比，改性沥青的次衍射峰角度也没有发生较大偏移，只是强度发生了改变，而衍射图谱中出现两个新的衍射角，说明生成了新物质，这就说明纳米材料与沥青间存在化学作用，但这种作用的影响并不强烈。这些现象表明，纳米材料改性沥青的改性过程，既存在着简单的物理变化也存在着化学变化，主要以物理改性为主。

4 高黏改性沥青存在问题

4.1 高黏改性沥青的掺量问题

高黏改性沥青已成为当前路面施工的重要基质之一，对排水性路面的路用性能影响十分显著，对于抗老化程度、抗变形能力、抗断裂性能，具有显著的效果，但在实际施工中，还存在一些问题和弊端，对于改性沥青关键技术以及其性能评价和作用机理等方面的研究，还需要进一步深入的研究。

控制好改性剂的掺量比例，一直是高黏改性沥青制备的核心问题之一，对于TPS以及SBS改性沥青而言，过小的掺量可能导致路面性能不能达标，过大可能导致沥青的性能下降或提升不够明显，同时导致施工成本相对提高，造成人力物力的损耗。因此，精准的混合剂掺量成为新型改性剂材料在实际应用过程中的关键。对于胶粉改性沥青来说，橡胶粉的最佳掺量也是常见问题，刘薇等[40]研究发现，当橡胶粉掺量比例太大时会发生材质聚集，胶粉形成的交联网状结构也会相应出现衰减的现象，而过多的胶粉导致改性沥青高温黏度过大，从而影响到道路施工的和易性，所以，控制橡胶粉的最佳掺量也是一个关键的技术问题。

4.2 高黏改性沥青的离析及储存稳定性问题

对于高黏沥青材料来说，离析现象是造成质量问题的绝大部分原因，其主要弊端是因为搅拌不均匀、加入的添加剂比例不够精准以及存放时间超过有效期限导致的[41]。黄卫东[42]研究发现，当改性沥青加入新型试剂比例不够科学合理时其结构容易发生紊乱，就会产生离析现象，致使改性沥青的附着力有所下降，抗车辙能力受到严重的影响。

另外，由于施工过程中需要对改性沥青进行密封运输，高黏改性沥青的储存运输环境一般为120～200 ℃的密闭储存罐，决定储存运输温度的因素主要为储存时间以及运输距离，而且在施工过程中提高改性沥青的温度，也必须在密闭罐中进行相应的升温。目前有关低氧环境下影响改性沥青储存稳定性以及沥青降解的影响因素的研究成果相对较少。利用现有的标准和规范对成品改性沥青性能进行评价，虽然试验指标可以达到标准，然而在将成品改性沥青运送到现场时进行再次检测会发现存在许多指标不能达标的现象。因此，目前要想使制备好的改性沥青在运输途中各个性能不受影响，需要选择合理的运输温度以及适当的稳定剂使改性沥青的共混体系相对稳定，并针对不同类型高黏改性沥青的储存温度做出相应改变。

5 高黏改性沥青未来展望

(1)由于排水性路面空隙率较大的特点，容易受到外界因素对其的侵蚀，从而缩短了正常路面使用寿命。高黏改性剂不但要提高沥青混合料的抗车辙性、高低温稳定性及水稳定性，还要改善排水路面的耐久性。因此，单一的改性剂往往不能满足现有路面的需要，需要选择多种合适的改性剂对基质沥青进行复合改性才能使得排水路面的路用性能达到标准。如何研制出多功能性排水路面是新的研究方向。具体思路为选择适当的试剂引入化学基团，与沥青发生一系列化学反应，形成相对牢固的化学键，从而提高排水性路面的稳定性和耐久性。

(2)针对全国不同地区、不同地域的环境气候特点，以及一些高原高海拔特殊地区排水性路面的所需高黏沥青的性能指标，研发出适合不同环境地域的高黏改性沥青也是研究人员需要解决的问题。同时，研发具有尾气吸收、阻燃、融雪、降解有害气体等特殊功能的高黏改性剂已成为日后市场的必然需求。另外，为响应国家大政方针，加强全民对环境保护的重视程度，各个研究机构应大力研发可再生材料以及合理针对废弃材料进行回收再利用，并将这些材料作为高黏沥青改性剂，既节约了资源，降低了项目成本，也提高了路面的路用性能。

(3)目前，由于国内生产优质的高黏改性沥青技术较为落后，高性能的高黏改性剂仍需从国外大量进口，由此造成的较大的项目成本严重影响了国内排水性路面的推广和应用。因此，鉴于目前我国在“海绵城市”项目建设方面的迫切需要及排水性路面高黏改性剂使用情况，如何自行研制出国产性能优越的高黏改性沥青，对于未来排水性路面的广泛应用及推广至关重要。