论文摘要
特里尼达湖沥青（TLA: Trinidad Lake Asphalt）是世界上最著名的天然沥青之一,产于南美洲特里尼达岛,具有优良的路用性能。目前对TLA的研究主要集中在宏观使用性能方面,对TLA的微观及改性机理方面研究较少。为此,本文从微观角度出发对TLA的材料性质（包括矿质材料和沥青材料,为方便起见,以下简称灰分和ETLA）及技术性能进行了分析研究。1)对于灰分,通过粒度分析、比表面积、X衍射等相关微观试验,对其进行了系统的研究,并选取两种合格的矿粉进行对比。结果表明:灰分的平均粒径为7.66μm,比表面积为16.24×104cm2/g,其矿物主要为（Ca4Al8Si8O32）·H2O18.664和SiO2,即主要成分为硅酸盐火山灰。通过胶浆动态剪切试验发现:在温度为64℃,粉胶比为0.6时,含灰分胶浆的抗车辙因子分别是两对比矿粉胶浆的1.74倍和1.42倍,条件变化时,也表明灰分对沥青胶浆高温性能的影响要大于两对比矿粉。根据灰色理论分析发现:密度、比表面积、小于0.01mm的含量、平均粒径、不均匀系数对胶浆高温性能影响程度的大小之比为:0.910∶0.880∶0.859∶0.431∶0.369。相关技术指标和胶浆性能都表明灰分优于对比矿粉。2)通过热分析、红外光谱、动态剪切等试验对ETLA及其胶浆进行了研究,并与TPK沥青和ESSO沥青进行了对比。结果显示:与基质沥青相比,ETLA具有分子极性强、分子结构稳定、热稳定性好等优点,且ETLA中含有-S、-P等键,这是其抗老化性能好的原因之一。动态剪切试验表明:64℃时,ETLA的抗车辙因子是TPK沥青的30倍,是ESSO沥青的49.4倍,ETLA具有较强的高温性能;74℃,粉胶比为0.8时,ETLA胶浆的抗车辙因子是ESSO沥青胶浆的39.9倍,ETLA胶浆的高温性能明显优于基质沥青胶浆。3)对TLA改性沥青,通过常规试验、热分析、红外光谱等试验从宏观、微观角度分别进行了研究。结果表明:随着TLA掺量的增加,高温性能、抗老化性能得到了较好的改善,改性沥青的热稳定性逐渐增加,分子结构稳定性和分子极性增强。在TLA改性沥青中,ESSO沥青、灰分和ETLA三者的关联度之比为0.97∶0.73∶0.80,灰分对TLA改性沥青高温性能的影响因素比例为29%。综上所述,灰分对TLA改性沥青具有较大的增劲作用,ETLA增强了改性沥青的分子结构稳定性和热稳定性,使其具有良好的高温和抗老化等优点,灰分和ETLA的综合作用使TLA改性沥青的性能得到进一步提高。