基于正交试验的纳米ZnO/SEBS复合改性沥青性能

钟曦, 苏延桂, 刘延金, 王青志, 严德超

(青海大学土木工程学院, 西宁 810016)

随着交通量的持续增大、车辆大型化、重载化的日趋严重以及极端环境气候的出现,导致沥青路面出现车辙、开裂等病害,病害的存在极大地缩短了沥青路面的使用寿命,对其在中国夏热冬冷地区的应用带来很大的局限性[1-5]。普通的基质沥青已经无法满足路面日益严苛的使用要求。为改善沥青路面抵御病害的能力,改性剂得到国内外科研工作者的青睐。目前国内外常用的主要是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等多种聚合物改性沥青。掺入聚合物的沥青具有优异的性能,所以一直是改性的主流方向[6-9],SBS改性剂加入之后能显著提高沥青的高低温性能,因此广泛应用于工程实践,但是在光和热共同作用后,SBS改性剂中的不饱和双键将会很容易降解,从而使其性能显著降低[10]。

SEBS是在SBS基础上加氢之后得到的线形三嵌段共聚物[11]。相关研究证实SEBS改性沥青的温度敏感性、相容性以及耐光氧老化性都要比SBS改性沥青更好[12-15]。但由于聚合物与沥青存在一定的密度差,使其相容性较差,在微观层面无法有效改善沥青的性能,影响了沥青的储存稳定性,这些缺点导致其在实际应用中受到限制。

近年来,部分学者研究发现纳米材料是提高沥青性能的另一个重要方法。Polacco等[16]表明,ZnO可以改变沥青和聚合物之间的可容性,并进一步影响沥青黏合剂中聚合物性能。Castillo等[17]发现ZnO纳米粒子在降低沥青混合样品的蠕变潜力方面起着有效作用。肖鹏等[18]通过实验研究了纳米ZnO/SBS改性沥青微观机理,发现纳米ZnO与基质沥青间发生了化学反应。苏曼曼等[19]采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模拟研究,发现纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力。

目前研究表明,将纳米ZnO、SEBS通过单掺方式加入沥青中均能够使沥青性能有所改善,而几乎没有对于纳米ZnO/SEBS改性沥青的研究。因此,现通过正交试验对纳米ZnO/SEBS改性沥青的制备方案进行优化,以此确定最优配方。并将复合改性沥青与纳米ZnO改性沥青、SEBS改性沥青、基质沥青进行比较分析,研究纳米ZnO/SEBS改性沥青的黏滞性、高低温性能、感温性及高低温连续分级温度,为推动纳米ZnO/SEBS改性沥青在道路中的广泛应用奠定一定的基础。

1 实验

1.1 原材料

选择70#基质沥青,相关性能指标如表1所示。粒径范围20～30 nm的纳米ZnO为广州纳诺化学技术有限公司生产,其颜色为白色偏淡黄色,纯度为99.9%,化学成分检测结果如表2所示。SEBS改性剂为岳阳巴陵石化生产的YH-503,其各项指标如表3所示。

表2 纳米ZnO的化学成分及含量Table 2 Chemical composition and content of nano-ZnO

表3 SEBS(YH-503)基本性能指标Table 3 Basic performance indexes of SEBS(YH-503)

1.2 复合改性沥青的制备

纳米ZnO/SEBS复合改性沥青中加入沥青总质量4%、5%、6%的SEBS,加入沥青总质量2%、3%、4%的纳米ZnO;在制备时,两种材料投放顺序对最终改性沥青的性能有一定程度影响,所以试验选取3种制备方案。

1.2.1 方案1

将基质沥青放入140 ℃烘箱2 h,使沥青呈熔融状态,再通过搅拌将SEBS、纳米ZnO分多次加入,用搅拌机搅拌10～20 min,在165 ℃下用5 000 r/min乳化剪切机剪切不少于1 h,搅拌15 min并放入140 ℃烘箱中溶胀发育1 h,制备完成。

1.2.2 方案2

将基质沥青放入140 ℃烘箱1.5 h,使其呈熔融状态,将SEBS加入熔融状态的基质沥青中,搅拌10～20 min,165 ℃下用5 000 r/min乳化剪切机剪切0.5 h;加入纳米ZnO,人工搅拌10～20 min,165 ℃下用5 000 r/min乳化剪切机剪切0.5 h,搅拌15 min并放入140 ℃烘箱中溶胀发育1 h,制备完成。

1.2.3 方案3

外掺剂放入顺序与方案2刚好相反,因此沥青改性时先放入纳米ZnO,后加入SEBS,制备流程同方案2一致。

1.3 实验方案

基于正交试验结果分析,确定纳米ZnO和SEBS的最优掺量以及最佳投料方式。再依据沥青试验规范,开展三大指标、布氏旋转黏度、温度扫描、多应力蠕变、高低温流变等试验,以此对纳米ZnO改性沥青、SEBS改性沥青、复合改性沥青、基质沥青的黏滞性、高温稳定性、低温抗裂性、感温性能和高低温连续分级温度对比分析。

2 正交试验结果与分析

2.1 正交试验综合可比性

试验拟定三因素三水平,选用L9(34)正交表:SEBS掺量(4%、5%、6%)、纳米ZnO掺量(2%、3%、4%)、制备方案(方案1、方案2、方案3),不考虑因素的相互作用,令SEBS掺量为因素A、纳米ZnO掺量为因素B、制备方案为因素C,试验因素水平表如表4所示。

表4 正交试验因素水平表Table 4 Factor level of orthogonal test

利用正交试验,对纳米ZnO/SEBS复合改性沥青开展三大指标试验,通过实验数据的综合分析,从而找到制备此复合改性沥青的最佳掺量以及制备方法。正交试验方案如表5所示。

表5 正交设计试验方案Table 5 Orthogonal design test scheme

通过已确定的方案开展试验,其结果如表6所示。

表6 正交设计试验结果Table 6 Test results of orthogonal design

2.2 正交试验水平均值分析

利用软化点、5 ℃延度、25 ℃针入度这3个基本指标来评价沥青的高、低温性能以及黏滞性能。3个因素对应的数据指标如图1～图3所示。

图1 各因素对沥青软化点的影响Fig.1 Influence of various factors on softening point of asphalt

2.2.1 软化点

软化点是沥青在受热之后软化下落的温度,它是表征沥青高温性能的一个主要指标。软化点的测量值大则证明沥青高温性能好。如图1所示,对软化点进行均值分析,在SEBS掺量条件下,均值显示K3>K2>K1,表明SEBS掺量下水平3为最优的制备组合,以此类推,在纳米ZnO掺量条件下2最大,表明纳米ZnO掺量下水平2为最优的制备组合,在制备方法条件下,K2最大,表明因素C下水平2为最优的制备组合。

不同因素的水平变化对数据的影响能够用极差去反映,极差如果越大,则证明这个因素在试验过程中对数据的影响最显著,根据表6沥青软化点的极差结果可知各因素对软化点的影响程度由大到小顺序为:SEBS掺量、纳米ZnO掺量、制备方法。随着SEBS掺量增加,沥青软化点逐渐提升,当加入的SEBS从5%提高至6%时,沥青软化点提升的幅度相比4%提高至5%来说更大,但是SEBS掺量的增加则会导致沥青黏度更大,从而其施工难度增加,因此适宜的SEBS掺量为5%。又由于纳米ZnO掺量从3%增加到4%时,沥青软化点有些许下降,考虑到经济原因,因此适宜的纳米ZnO掺量为3%。对于软化点来说,最佳制备组合为:A2C2B2。

2.2.2 延度

沥青5 ℃延度反映了沥青的低温抗裂性能,是沥青的一项基本指标。测得的值大则证明沥青低温抗裂性能好。如图2所示,对5 ℃延度进行均值分析,在SEBS掺量条件下,均值显示K2>K3>K1,表明SEBS掺量下水平2为最优的制备组合,以此类推,在纳米ZnO掺量条件下2最大,表明纳米ZnO掺量下水平2为最优的制备组合,在制备方法条件下,K2最大,表明因素C下水平2为最优的制备组合。

图2 各因素对沥青延度的影响Fig.2 Influence of various factors on asphalt ductility

根据表6沥青延度的极差结果可知极差大小为纳米ZnO掺量>SEBS掺量>制备方法,SEBS掺量和纳米ZnO掺量对改性沥青5 ℃延度的影响显著,制备方法对改性沥青5 ℃延度的影响相对较小。改性沥青5 ℃延度随纳米ZnO掺量的升高呈先上升后下降趋势,选定纳米ZnO掺量为3%。随着SEBS掺量的增加,改性沥青5 ℃延度先快速增加然后减小。当SEBS掺量从4%增加到5%时,改性沥青5 ℃延度增加了53.18%;而掺量从5%增加到6%时,改性沥青5 ℃延度下降了14.72%。随着SEBS掺量的增加,改性沥青对温度变化敏感,因此适宜的SEBS掺量为5%。对于5 ℃延度来说,最佳制备组合为:B2A2C2。

2.2.3 针入度

沥青25 ℃针入度反映的是沥青黏滞性,值小则证明其黏滞性好。通过实验可知:纳米ZnO/SEBS复合改性沥青针入度都比较低,因此其黏滞性均比较好,但太低的针入度会导致沥青的延度下降,并且考虑到其在拌合过程中的难易程度,因此我们选择相对针入度较大的改性沥青。如图3所示,对25 ℃针入度进行均值分析,在SEBS掺量条件下,均值显示K1>K2>K3,表明SEBS掺量下水平1为最优的制备组合,以此类推,在纳米ZnO掺量条件下2最大,表明纳米ZnO掺量下水平2为最优的制备组合,在制备方法条件下,K2最大,表明因素C下水平2为最优的制备组合。

图3 各因素对沥青针入度的影响Fig.3 Influence of various factors on penetration of asphalt

根据表6,对不同因素下沥青的25 ℃针入度进行极差分析,极差大小为SEBS掺量>制备方法>纳米ZnO掺量,表明是SEBS掺量对25 ℃针入度影响最为显著,而纳米ZnO掺量对其针入度影响是最小的。对于25 ℃针入度来说,最佳制备组合为:A1C2B2。

3 复合改性沥青路用性能

因为不同指标对应的最佳制备组合不一样,因此通过以上3组最佳制备组合进行综合分析,对于SEBS掺量,考虑到软化点和5 ℃延度两个指标,可知SEBS的最佳掺量为A2,而纳米ZnO的最佳掺量均为B2,最佳制备方法均为C2,因此最佳的制备方案是A2B2C2。

将基质沥青、5%SEBS改性沥青、3%纳米ZnO改性沥青以及按最佳制备方案制备的纳米ZnO/SEBS改性沥青进行延度、软化点、黏度以及15、25、30 ℃的针入度试验,再将对应数据拟合,计算出4种沥青的针入度指数(PI)、当量脆点(T1.2)以及当量软化点(T800)等指标,再通过这些指标来对比分析4种沥青的路用性能。

3.1 温度敏感性

针入度指数是衡量沥青感温性的指标,其值越高,沥青随温度变化就越不敏感。4种类型沥青的针入度指数计算结果如图4所示。

图4 4种类型沥青PIFig.4 PI values of four types of asphalt

如图4所示,3类不同改性沥青的PI相比基质沥青来说都更大,虽然纳米ZnO以及SEBS改性沥青的PI都大于基质沥青,但纳米ZnO/SEBS改性沥青的PI显然是最大的,这可能是加入纳米ZnO和SEBS后能够与沥青发生特殊的物理化学反应,从而一定程度上改变沥青温度敏感性[20],因此认为纳米ZnO/SEBS复合改性剂能够显著降低沥青感温性能。

3.2 高温性能

当量软化点(T800)及软化点是评价沥青高温性能的重要指标,其值越高,沥青高温稳定性就越好。4种类型沥青的当量软化点及软化点计算结果如图5所示。

图5 4种类型沥青当量软化点和软化点Fig.5 Equivalent softening point and softening point of four types of asphalt

如图5所示,3种不同改性沥青的软化点及T800值相比基质沥青来说都有明显增加,因此认为3种外掺剂与沥青改性之后均能使其高温稳定性得到明显改善;并且复合改性沥青的软化点以及T800值在4组沥青中是最大的,且相对于基质沥青来说增长大概26.5%和46.3%,因此认为纳米ZnO/SEBS改性剂能够显著改善沥青的高温稳定性。

3.3 低温性能

当量脆点(T1.2)及5 ℃延度是评价沥青低温性能的重要指标,其值越高,沥青低温抗裂性就越好。4种类型沥青的当量脆点及5 ℃延度计算结果如图6和图7所示。

图7 4种类型沥青当量脆点Fig.7 Equivalent brittle point of four types of asphalt

如图6所示,3种不同改性沥青的5 ℃延度相比基质沥青来说分别提升了86.7%、211.2%、245.9%,因此认为掺入这3种改性剂能够明显改善沥青低温抗裂性。并且复合改性沥青的数据提升最显著,因此认为SEBS加入沥青充分改性之后,其分布状态同SBS改性沥青是类似的,即呈现“带状”。且纳米ZnO的加入能够与SEBS和沥青发生特殊的物理-化学反应,并增加沥青的黏度最终使改性沥青的低温性能得到改善。如图7所示,纳米ZnO、SEBS改性沥青T1.2相比基质沥青来说都出现略微下降,但掺入复合改性剂的沥青其T1.2则有大幅度增长。因此认为纳米ZnO/SEBS改性剂能够显著改善沥青的低温抗裂性。

3.4 黏滞性

针入度和布氏旋转黏度是评价沥青稠度以及黏度的重要指标,通过实验得到4种沥青15、25、30 ℃的针入度以及135 ℃和175 ℃的布氏旋转黏度,结果如图8和图9所示。

图8 不同温度下4种类型沥青针入度Fig.8 Penetration of four types of asphalt at different temperatures

图9 不同温度下4种类型沥青布氏黏度Fig.9 Brinell viscosity of four types of asphalt at different temperatures

如图8所示,3种外掺剂的加入均能够在一定程度上降低沥青的针入度,掺入纳米ZnO的沥青针入度相比较而言下降幅度不太大,但是掺入SEBS改性剂的沥青针入度下降幅度大于掺入纳米ZnO的,因此认为是SEBS里面苯环导致的沥青具有更高的硬度,并且纳米ZnO/SEBS改性沥青的针入度相比SEBS改性沥青来说更低,这可能是因为纳米ZnO加入与SEBS和沥青发生了特殊的物理-化学反应,导致复合改性沥青针入度降低。也可能是纳米ZnO可以改变沥青和聚合物之间的可容性,并进一步影响沥青黏合剂中聚合物性能[16]。

如图9所示,纳米ZnO/SEBS改性沥青相比另外3种沥青来说,135 ℃和175 ℃的布氏黏度更大,因此认为纳米ZnO/SEBS改性沥青具有相对较好的抵抗剪切变形能力,拌合的混合料将会具有较好的抗车辙能力以及较大的动稳定度,能够显著改善沥青高温性能。但实际工程应用中黏度如果太大将使沥青泵送以及拌合更加困难,纳米ZnO/SEBS改性沥青布氏黏度虽然是最大的,但沥青黏度仍然符合现场施工的要求(135 ℃运动黏度不高于3 Pa·s)。

4 复合改性沥青流变性能

SHRP计划提到能够通过动态剪切流变(dynamic shear rheological test,DSR)以及弯曲梁流变(bending beam rheometer,BBR)试验来表征沥青的流变性能,温度扫描试验中的车辙因子(G*/sinδ)能够表征沥青的高温抗变形能力,BBR试验的蠕变劲度(S)以及蠕变速率(m)能够直观地表征沥青低温抗裂能力。目前多应力蠕变恢复(MSCR)试验被越来越多学者用来进一步表征沥青的高温性能,试验选择进行64 ℃下的MSCR试验。

4.1 温度扫描试验

沥青胶结料在相对较低的温度情况下,会有着较大的复数模量,从而呈现典型的弹性特性;伴随温度逐渐提高,沥青会慢慢地软化,复数模量也会慢慢降低,类似于黏性流动;随着温度再次上升,沥青将会呈现典型的塑性流淌,这个状态下会使沥青更加容易发生高温车辙病害。相位角则能够表征沥青在外部应力作用时的应变滞后性,其值增大,则证明沥青中黏性成分增多,将会更容易导致沥青不可恢复变形[21-23]。

图10～图12是4种不同沥青的温度扫描结果。

图10 复数剪切模量(G*)随扫描温度的变化Fig.10 Variation of complex shear modulus(G*) with scanning temperature

图11 相位角(δ)随扫描温度的变化Fig.11 Phase angle(δ) variation with scanning temperature

图12 车辙因子随扫描温度的变化Fig.12 Rutting factor variation with scanning temperature

4种不同沥青的复数模量以及相位角具有相似的变化规律,随着温度升高,复数模量降低,相位角增大。一般认为,具有较大模量的沥青在高温下更不易产生变形,相位角则反映沥青应变的滞后性,值越大沥青的黏性特性越显著,因此可以认为随着温度进一步升高,沥青的抗变形能力是逐渐降低的,黏性特性增强。

当温度一致时,4种不同沥青中基质沥青的模量是最小的,而纳米ZnO/SEBS改性沥青的模量最大,以58 ℃的复数模量为例,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青相对基质沥青增大了6.76倍,在沥青中掺入SEBS、纳米ZnO后对沥青的模量提升效果显著。对比相同温度下4种沥青的相位角可以发现,随着SEBS、纳米ZnO的掺入,沥青的相位角降低,以58 ℃下的相位角为例,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青相对于基质沥青降低19.8°,改性剂对沥青黏弹特性具有显著影响。

通过抗车辙因子来进一步表征沥青的高温抗变形能力,当温度逐渐上升,沥青的抗车辙因子将缓慢降低[24]。通过比较4种沥青车辙因子的变化,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青的抗车辙因子最大,基质沥青最小,大小关系为SEBS/ZnO复合改性沥青>5%SEBS改性沥青>3%ZnO改性沥青>70#基质沥青。表明改性沥青相对基质沥青具有更好的抗车辙性能。并且SEBS改性沥青相比纳米ZnO改性沥青来说,拥有更好的高温抗变形能力。同时当温度逐渐上升时,改性沥青车辙因子变化速率相比基质沥青来说更快。

4.2 多应力蠕变恢复试验

由温度扫描试验可知,当温度逐渐变化时,沥青黏弹性是逐渐变化的,因此如果评价沥青高温性能仅仅通过单一黏性以及弹性,将导致结论不合理,所以试验还通过多应力蠕变恢复试验(multiple stress creep and recovery,MSCR)进一步评价高温性能。采用蠕变恢复率(R)和不可恢复蠕变模量(Jnr)作为高温性能评价指标[25]。因为目前中国绝大多数区域沥青路面出现的高温大约在60 ℃,所以MSCR试验的温度设定为64 ℃,通过测定4组不同沥青的蠕变恢复率(R)以及不可恢复蠕变柔量(Jnr),来表征4组不同沥青延迟黏弹特性以及高温抗永久变形能力。4种类型沥青的蠕变恢复率及不可恢复蠕变柔量如图13和图14所示。

图13 蠕变恢复率Fig.13 Creep recovery rate

图14 不可恢复蠕变柔量Fig.14 Unrecoverable creep compliance

如图13所示,在相同应力水平下,纳米ZnO/SEBS改性沥青的R是最大的,基质沥青最小,在0.1 kPa与3.2 kPa时,纳米ZnO/SEBS改性沥青的R能够达到基质沥青的35.7和141.5倍,因此可知在相对较高的应力水平下,弹性特性差异将会更加显著。这也能够表明纳米ZnO/SEBS改性沥青受外力作用后,相比其他3种沥青,会具有更好的恢复变形能力,拥有更好的高温稳定能力。此外SEBS改性沥青的R均大于纳米ZnO改性沥青,表明在高温阶段SEBS对沥青弹性特性的增强效果优于纳米ZnO。

平均不可恢复蠕变柔量Jnr可以表征沥青塑性变形的强度,值越大表明塑性变形越显著,如图14所示,在0.1 kPa和3.2 kPa条件下,基质沥青的平均不可恢复蠕变柔量Jnr均处于4种沥青中的最高水平,也就是说基质沥青在应力作用下将会有最大的塑性变形,根据计算结果可知复合改性沥青塑性变形最小,在外力作用下产生的应变更容易恢复。说明纳米ZnO以及SEBS改性剂的加入能够大幅增加沥青的弹性组分,从而让纳米ZnO/SEBS改性沥青在外力作用的时候出现更少的残余永久塑性变形,能够使改性沥青拥有更好的承受交通荷载能力。

4.3 低温流变试验

蠕变速率m表征的是沥青在较低温度的荷载作用下的应力松弛能力,蠕变速率大,则沥青的应力松弛能力强,低温性能将更好;蠕变劲度S表征的是沥青在较低温度的抗变形能力,蠕变劲度大,则表明造成相同应变的应力将会更大,沥青较硬,低温抗裂性能不好。图15和图16为4种类型沥青的蠕变劲度及蠕变速率。

图15 不同温度下4种类型沥青蠕变劲度Fig.15 Creep stiffness of four types of asphalt at different temperatures

图16 不同温度下4种类型沥青蠕变速率Fig.16 Creep rate of four types of asphalt at different temperatures

如图15和图16所示,4种不同沥青的S和温度是反比关系,蠕变速率与温度成正比关系。4种不同沥青S由大到小为:70#基质沥青>3%ZnO改性沥青>5%SEBS改性沥青>纳米ZnO/SEBS改性沥青,加入这些外掺剂,沥青S都出现下降趋势,特别是当加入SEBS后,沥青S有显著下降,加入纳米ZnO和SEBS后,沥青S又有进一步的下降,因此可知纳米ZnO以及SEBS的加入能够改善沥青低温柔韧性,以此来提高沥青低温性能;可知,当温度逐渐下降,沥青S都慢慢增大,但加入SEBS改性剂的沥青S增长程度要小于没加SEBS改性剂的沥青,因此掺入SEBS改性剂可改善沥青温度敏感。

相同试验温度条件下4种沥青蠕变速率m由大到小为纳米ZnO/SEBS复合改性沥青>5%SEBS改性沥青>3%ZnO改性沥青>70#基质沥青。当温度降低时,m逐渐减小,4种不同沥青的m下降程度也相差不大,掺入SEBS改性剂和纳米ZnO改性剂,沥青m都能增长,但增长程度均不如纳米ZnO/SEBS改性沥青明显,因此认为纳米ZnO/SEBS改性剂能改善沥青的应力松弛能力。

故进一步分析4种沥青的S和m可知,低温抗裂性优到劣依次是:纳米ZnO/SEBS改性沥青>5%SEBS改性沥青>3%ZnO改性沥青>70#基质沥青。

4.4 PG分级结果

美国SHRP沥青路用性能规范规定G*/sinδ≥1 kPa,S≤300 MPa,m≥0.3的温度为PG分级温度,结合DSR和BBR试验结果,对4组沥青进行PG分级,PG分级结果如表7所示。

表7 4种沥青的PG分级Table 7 PG classification of four asphalts

由表7可以看出,纳米ZnO改性沥青可以一定程度地提升沥青的高温性能和低温性能,而SEBS改性沥青对沥青的高低温性能提升更为明显。将纳米ZnO/SEBS复合进行改性时,其高低温性能提升是最优的。明显改善了沥青对车辙的抵抗力,综合性能相对最佳。

5 结论

选取不同掺量的纳米ZnO、SEBS和不同制备方案,利用三因素三水平的正交试验,通过三大基本性能试验的实验数据进行综合分析找到最佳的因素水平组合,并通过布氏旋转黏度以及高低温流变试验,对比分析基质沥青、纳米ZnO改性沥青、SEBS改性沥青、纳米ZnO/SEBS改性沥青的高、低温性能、温度敏感性和流变性能,得出如下主要结论。

(1)正交试验均值分析可知,纳米ZnO/SEBS改性沥青中SEBS以及纳米ZnO的最优掺量是5%和3%,最佳制备方案为先掺加SEBS改性剂,再掺加纳米ZnO改性剂,此方法制备的改性沥青拥有更好的使用性能。

(2)正交试验极差分析可知,在高温性能方面,SEBS改性剂的影响最大,在沥青黏滞性以及低温性能方面,纳米ZnO的影响更大;纳米ZnO/SEBS改性沥青制备的最佳条件为纳米ZnO掺量为3%、SEBS掺量为5%,制备方案为方案2。

(3)相比基质沥青,纳米ZnO/SEBS改性沥青的温度敏感性、高温稳定性、低温抗裂性分别提升823%、38.5%、148%,3个性能均有明显改善。

(4)通过动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验可知,4种改性沥青中,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青的流变性能提升最为显著,综合考虑PG分级结果,认为纳米ZnO/SEBS改性沥青能够显著提高沥青胶结料的高温抗变形能力和低温抗开裂能力,其高温、低温性能最优。