納米碳酸鈣/廢舊聚乙烯功能化復合改性瀝青性能影響及機理研究

楊喜英，張文才，2*，趙志新

（1. 山西工程科技職業(yè)大學，山西 晉中 030619；2. 太原理工大學化學工程與技術(shù)學院，太原 030024；3. 陽泉太舊博特道路養(yǎng)護工程有限公司，山西 陽泉 045000）

0 前言

因nano-CaCO3具有比表面積大的特點，能有效改善瀝青的諸多性能，同時較低的價格，又具有明顯的實用價值，因此，近年來逐漸受到相關(guān)研究人員的高度關(guān)注［1-2］。如最新研究表明［3］，與70#克拉瑪依基質(zhì)瀝青相比，5 %含量的nano-CaCO3改性瀝青性能最優(yōu)，與該基質(zhì)瀝青混合料相比，同樣5 %含量時改性瀝青混合料的高低溫及水穩(wěn)定性性能最佳。

塑料因其優(yōu)越的性價比，用量逐年攀升，導致廢棄塑料處理處置壓力逐漸加大，僅2020 年全球塑料消費量達3.67 億噸，廢棄塑料產(chǎn)量2.5 億噸，僅通過焚燒途徑處置所產(chǎn)生的CO2約12.5 億噸，廢棄塑料合理化處理處置刻不容緩［4-5］。因塑料制品特性及使用壽命等因素，使得WPE在廢棄塑料中占比最大［6-8］。有關(guān)文獻指出［9-11］，WPE 加入可使瀝青的剛性增加、韌性提高，有利于改善瀝青混合料路面的抗車轍能力。這為高效、規(guī)模化循環(huán)再利用WPE提供了廣闊的應(yīng)用前景［12］。

然而文獻鮮見nano-CaCO3、WPE 共混改性瀝青及其混合料的相關(guān)研究。事實上，將二者價格與性能優(yōu)勢實現(xiàn)互補不僅可以充分再利用WPE 而且可以降低交通建設(shè)成本，其意義重大。而nano-CaCO3、WPE 屬于性質(zhì)差距較大的無機和有機材料，二者之間的相容性較差，進而影響改性劑及其改性瀝青性能，偶聯(lián)劑則可以顯著改善上述缺陷，偶聯(lián)劑又稱表面處理劑，在樹脂基體與增強材料界面上，促進或建立較強結(jié)合的物質(zhì)［13］。按化學成分主要有鉻絡(luò)合物、硅烷、鈦酸酯三類。其分子兩端有性質(zhì)不同的反應(yīng)官能團，能分別與合成樹脂和增強材料或填料表面結(jié)合，通過物理或化學作用，形成“橋鍵”，使樹脂與增強材料或填料牢固結(jié)合成整體，提高復合材料的強度、耐候性、耐水性、耐化學性和電性能等［14］。因TTS 含有活性基團可以與RPE 或基質(zhì)瀝青中的—OH 發(fā)生反應(yīng)，同時TTS 與RPE 中均含有相似的烷烴鏈可通過范德華力作用發(fā)生物理纏結(jié)作用，這種原材料之間物理、化學協(xié)同作用可能最終會改善改性瀝青性能。因此，經(jīng)綜合對比分析本文選擇酞酸酯類TTS為偶聯(lián)劑。

本文主要目的在于充分利用WPE 材料改性瀝青的同時，盡可能改善CTW 及其改性瀝青性能，降低改性劑的經(jīng)濟成本，為工業(yè)化應(yīng)用提供理論與實驗依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 主要原料

WPE，熔體流動速率為0.452 1 g/10 min，灰分含量為7.423 %、密度為0.994 g/cm3，東莞市中閩新材料科技有限公司；

nano-CaCO3，山東嘉澤納米材料有限公司，主含量（CaCO3、干基、質(zhì)量分數(shù)）98 %、平均粒徑（TEM/SEM）為40 nm、水分≤0.3 %、比表面積（BET）=26 m2/g，上述二者原材料外觀及形狀見圖1；

圖1 主要原材料的外觀及形狀Fig.1 The appearance and shape of main raw materials

TTS，紅棕色油狀液體、相對密度為0.989 7、閃點為179 ℃、黏度為164.5 mPa·s、LD5030 000 mg/kg，湖北實順生物科技有限公司；

基質(zhì)瀝青，針入度（25 ℃、5 s、0.1 mm）為89.1，軟化點為46.5 ℃，10 ℃延度（5 cm/min，cm）45，殼牌新粵（佛山）瀝青有限公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

高混機，SHR-25A，張家港市宏基機械有限公司；

平行同向雙螺桿擠出機，TSE-30，南京達力特擠出機械有限公司；

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR），8400s，日本島津公司；

流變儀，DHR-1，美國TA儀器公司；

熒光顯微鏡，RX50 ，寧波舜宇儀器有限公司。

1.3 樣品制備

CTW 的制備：稱取5 組質(zhì)量為3 000 g 的WPE 于80～90 ℃下干燥3.0 h，稱取5組質(zhì)量為2 000 g的nano-CaCO3于80～90 ℃下干燥3.0 h，TTS稱取0 g（0 %，以nano-CaCO3質(zhì)量計，空白實驗）、10 g（0.5 %）、20 g（1.0 %）、30 g（1.5 %）、40 g（2.0 %）5 組。首先將TTS溶解于適量的白油中，后緩慢加入已經(jīng)烘干的nano-CaCO3中攪拌均勻后再次于80～90 ℃下干燥3.0 h，后與已烘干的WPE 用高速混合機進行混合，在低速700～750 r/min 運 行5 min，然后高速1 400～1 500 r/min 運行3 min?；旌暇鶆蚝蟮膎ano-CaCO3/TTS/WPE 共混體系加入雙螺桿擠出機擠出造粒，即CTW改性劑制備完成，保存待用。

CTW 改性瀝青的制備：將基質(zhì)瀝青加熱到180～190 ℃，均勻加入占基質(zhì)瀝青質(zhì)量4 %的CTW，高速（2 000～2 500 r/min）攪拌（40±5） min后，高速（6 000～6 500 r/min）剪切60 min，即得5組CTW 改性瀝青備用待測試。實驗過程中盡可能避免改性瀝青反復加熱，若確需二次加熱，溫度控制在150～160 ℃之間，每次加熱時間不超過3 min。

1.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征

常規(guī)指標測試：CTW 改性瀝青三大指標針入度（25 ℃）、延度（10 ℃）、軟化點按照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》［15］規(guī)定測試。黏度通過旋轉(zhuǎn)黏度計測試，試驗溫度為60～160 ℃；

動態(tài)剪切流變性分析：測試過程選取直徑為25.0 mm、間隙為1.0 mm 的震蕩板（CTW 改性瀝青膜厚度為1.0 mm），測試條件為溫度從35 ℃升至85 ℃，溫度間隔為10 ℃，恒定頻率為10 rad/s，復合剪切模量|G|和相位角δ由測試所得。然后計算抗疲勞因子（|G|sinδ）和彈性模量（|G|cosδ）來評價CTW 改性瀝青的抗疲勞性能和彈性性能；

FTIR 分析：為分析基質(zhì)瀝青與不同含量TTS 的CTW 之間可能發(fā)生的化學反應(yīng)，進行了FTIR測試，掃描 范 圍 為3 300～800 cm-1，分 辨 率 為4 cm-1，掃 描32次；

低溫抗裂性能分析：在-18 ℃（精度0.5 ℃）下，采用彎曲梁流變儀（BBR）對不同TTS 含量CTW 改性瀝青進行試驗，得到60 s的蠕變勁度（S）和蠕變速率（m）；

微觀形貌分析：將不同TTS含量的CTW改性瀝青熔融后分別滴在載玻片上，后輕輕在其上面放置蓋玻片，加熱到160 ℃并輕壓蓋玻片擠出CTW改性瀝青中氣泡，即可制得可觀察樣品，本試驗放大倍數(shù)為 ×40、×100。

2 結(jié)果與討論

2.1 軟化點與針入度分析

圖2 為不同TTS 含量對CTW 改性瀝青軟化點及針入度變化關(guān)系。對于針入度而言，整體隨著TTS 含量增加，該值逐漸減小，與基質(zhì)瀝青相比，CTW 改性瀝青針入度降幅分別為15.60 %、17.85 %、22.33 %、26.60 %、28.06 %，且在0～0.5 %與1.5 %～2.0 %降幅較慢，在0.5 %～1.5 %之間降幅相對較快。可能的原因在于，TTS 在較低含量時，WPE、TTS、nano-Ca-CO3三者之間相互物理化學作用不明顯，所制備的CTW 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，甚至存在相分離現(xiàn)象，同樣在TTS 高含量區(qū)域，可能TTS 過量，基質(zhì)瀝青中存在TTS、CTW 等多相體系，總之，這種相對不穩(wěn)定體系可能對CTW 改性瀝青針入度變化影響較小。而TTS 在中間含量區(qū)域（0.5 %～1.5 %）CTW 所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對完善，對基質(zhì)瀝青的作用相對明顯，進而影響到CTW改性瀝青針入度變化較快。

圖2 TTS含量對CTW改性瀝青軟化點度與針入度的影響Fig.2 The effect of TTS content on softening point and penetration of CTW modified asphalt

對軟化點而言，由圖2 可知，在0～1.5 %之間時，隨著TTS 含量增加軟化點值逐漸增加，CTW 改性瀝青高溫性能顯著提高，之后軟化點值保持不變。與基質(zhì)瀝青相比，增加幅度分別為84.78 %、89.13 %、93.48 %、97.83 %、97.83 %。產(chǎn)生變化的原因在于，首先CTW 改性劑由WPE/TTS/ nano-CaCO3組成，且主要成分為WPE 與nano-CaCO3，其中WPE 可提高改性瀝青軟化點已有相關(guān)文獻報道［16］，另外通過差示掃描量熱（DSC）對不同nano-CaCO3含量改性瀝青分析表明［17］，nano-CaCO3可改善基質(zhì)瀝青高溫性能，亦可提高改性瀝青軟化點，其二WPE、nano-CaCO3通過TTS物理、化學作用，所形成的CTW 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為復雜，吸附基質(zhì)瀝青中輕組分增多，改性瀝青變硬，軟化點升高。而在1.5%～2.0%含量時軟化點出現(xiàn)降低可能因為TTS過量，且其為液態(tài)，黏度相對較低所致。

2.2 延度與黏度分析

圖3 為不同含量TTS 對CTW 改性瀝青10 ℃延度及黏度變化關(guān)系，延度影響改性瀝青及其混合料的低溫性能，而黏度對降低能耗成本與改善施工和易性具有重要意義。由圖3可知，隨著TTS含量（0～1.5 %范圍內(nèi)時）的增加，10 ℃延度逐漸增大，與0 含量相比，增加幅度依次為23.72 %、36.04 %、59.76 %，之后有下降的趨勢，與0 含量相比僅增加56.46 %，且在1.0 %時與基質(zhì)瀝青10 ℃延度基本相等，這說明TTS 的添加顯著改善了CTW 改性瀝青低溫性能?？赡艿脑蛟谟?，隨著TTS 含量的增加，TTS 分子鏈中與WPE 分子鏈相似的烷烴鏈之間因范德華力作用產(chǎn)生物理纏結(jié)［18］，以及TTS 與nano-CaCO3表面活性基團—OH 之間的反應(yīng)逐步趨于完成，CTW 結(jié)構(gòu)逐漸趨于穩(wěn)定，在基質(zhì)瀝青中起到增韌作用，因此使得CTW 改性瀝青10 ℃延度逐漸增加，而后可能TTS 與WPE、nano-Ca-CO3作用完成，過量的TTS 中活性基團可能再次與基質(zhì)瀝青中—OH作用，此時，CTW 改性瀝青存在三相體系，界面作用明顯，增韌性能下降，10 ℃延度降低。對于黏度則隨著TTS 含量的增加黏度值存在先增加后保持不變的變化趨勢。與0含量相比，黏度增加幅度分別為16.67 %、44.44 %、61.11 %、61.11 %，說明在TTS 含量較低時增加速度較快，在高含量區(qū)域增加速度放緩，最后保持不變。產(chǎn)生上述黏度變化的主要原因在于，TTS 在較低含量（0～1.5 %）時，隨著其含量的增加，CTW 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，對于基質(zhì)瀝青中輕組分的吸附作用，使得CTW 改性瀝青黏度逐漸增加，當TTS 含量大于1.5 %時，盡管作為液態(tài)的TTS 可能會降低CTW 改性瀝青黏度，但過量的TTS 與基質(zhì)瀝青之間的化學作用所形成的該分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能會增加改性瀝青黏度，2 種作用協(xié)同效果最終使得CTW 改性瀝青黏度保持不變。

圖3 TTS含量對CTW改性瀝青延度與黏度的影響Fig.3 The effect of TTS content on elongation and viscosity of CTW modified asphalt

2.3 動態(tài)剪切流變性分析

圖4（a）為不同含量TTS 在不同溫度下的復變剪切模量（|G|）與相位角（δ）變化關(guān)系。對于|G|而言，在同一溫度下，隨著TTS 含量的增加，|G|逐漸增大，且在溫度相對較低區(qū)域增加幅度較大，如相對于0 含量，在2.0 %含量不同溫度依次增加幅度25.4 %、30.2 %、42.4 %、58.9 %、34.2 %、16.1 %。在同一TTS 含量下，隨著溫度的增加，|G|逐漸降低，相對于35 ℃含量而言，在85 ℃下依次降低幅度為71.45 %、71.68 %、73.33 %、73.40 %、73.58 %，說明在溫度相對較高區(qū)域，不同含量之間|G|變化不明顯，且在溫度相對較高時，溫度對|G|的影響逐漸占主導作用。對于δ而言，在同一TTS含量下，隨著溫度的升高，δ逐漸增加，相對于35 ℃而言，不同TTS 含量在85 ℃時δ增幅以此為1.40 %、1.47 %、1.63 %、1.69 %、1.66 %。在同一溫度下，不同含量TTS 之間δ變化除2.0 %異常外，其余均隨TTS 含量的增加而降低。在試驗條件下，2.0 %含量時對應(yīng)溫度的δ值均大于1.5 %含量值，這恰好與圖3中TTS 含量對延度變化規(guī)律相一致。上述|G|、δ與不同含量TTS 變化規(guī)律表明，總體來說隨著TTS 含量的增加，CTW 改性瀝青高溫性能逐漸增加，試驗條件下在1.5 %達到最佳效果，這可能與TTS 中活性基團與nano-CaCO3及基質(zhì)瀝青之間化學作用及TTS 與WPE 之間物理作用協(xié)同效果有關(guān)，相關(guān)機理在本文后續(xù)進行深入分析。

圖4 TTS含量對CTW改性瀝青流變性能的影響Fig.4 The effect of TTS content on rheological behavior of CTW modified asphalt

圖4（b）為不同含量TTS在不同溫度下的抗疲勞因子及彈性模量之間的變化關(guān)系。其中|G|sinδ反應(yīng)CTW改性瀝青在反復荷載作用下能量損失部分，該值越大抗疲勞性能越差。由圖4（b）可知，與0相比，2.0%含量時不同溫度對|G|sinδ增幅依次為21.46%、27.61%、40.89%、58.05%、33.93%、15.93%，與35℃相比，85℃時不同TTS含量對應(yīng)的CTW改性瀝青|G|sinδ降幅依次為71.00%、71.04%、72.00%、72.18%、72.32%，上述對比分析表明，TTS添加不利于CTW改性瀝青抗疲勞性能的提升，尤其在低溫區(qū)域影響更為明顯，隨著溫度的升高對抗疲勞性能影響逐漸降低。對于彈性模量|G|cosδ而言，由圖4（b）可知，同一溫度下，隨著TTS含量的增加|G|cosδ呈現(xiàn)增大的趨勢，且隨著溫度的升高|G|cosδ逐漸減小，相對于0含量TTS而言，不同溫度對CTW改性瀝青的|G|，cosδ降低幅度依次為99.02%、97.53%、96.53%、94.11%、95.21%，即在1.5%含量時溫度對CTW改性瀝青的|G|cosδ影響相對較小，上述分析表明，TTS添加有利于改善CTW改性瀝青的低溫抗裂性能，且當含量在1.5%性價比最佳，總之，不同含量CTW改性瀝青的抗疲勞因子及彈性模量影響其主要原因仍在于各原材料之間所存在的物理纏結(jié)及化學相互作用所致。

2.4 低溫抗裂性能分析

圖5 為不同含量TTS 對CTW 改性瀝青低溫性能的影響。圖中蠕變勁度（S）表征CTW 改性瀝青在恒載狀態(tài)下的抗永久變形能力，蠕變速率（m）則表示蠕變勁度變化速率及勁度敏感性一級應(yīng)力松弛能力。S值越大，說明改性瀝青越脆，低溫抗裂性能越差，m值越大，蠕變變形能力越快，內(nèi)聚能釋放越快，低溫抗裂性能越優(yōu)［19］。從圖5（a）可知，蠕變勁度總體隨TTS 含量增加而逐漸降低，且在試驗范圍內(nèi)蠕變勁度值均小于300 MPa，滿足標準要求（S0≤300 MPa）。與0 含量相比，隨著TTS含量增加，蠕變勁度降幅依次為1.15 %、7.66 %、19.54 %、22.99 %，可知蠕變勁度在1.0 %～1.5 %含量范圍時降幅較大，其余范圍則降幅較慢，這正好與圖3 中關(guān)于TTS 含量與10 ℃延度變化規(guī)律相一致，再次證明TTS 可改善CTW 改性瀝青的低溫性能。從圖5（b）可知，試驗條件下，蠕變速率隨著TTS含量的增加在0～1.5 %逐漸增加，且在1.0 %～1.5 %之間增加較大，隨后開始輕微下降，且在試驗條件下，TTS 含量在1.0 %～2.0 %之間時蠕變速率滿足標準要求（m0≥0.3），這進一步說明TTS 可顯著改善CTW改性瀝青低溫抗裂性能。另外從圖5 發(fā)現(xiàn)過量的TTS（1.5 %～2.0 %）不利于改性瀝青低溫性能的改善，產(chǎn)生上述變化的主要原因在于，TTS 添加改善了WPE/nano-CaCO3界面之間的相容性，使得CTW 在基質(zhì)瀝青中分散更為均勻，這種高分子鏈的類“加筋”作用改善了CTW 改性瀝青低溫抗裂性能。但隨著TTS 含量進一步增加，與WPE、物理纏結(jié)作用和與nano-CaCO3界面—OH 之間發(fā)反應(yīng)完成后，過量的TTS 的活性基團可能與基質(zhì)瀝青中—OH 之間再次發(fā)生反應(yīng)，此時CTW 改性瀝青內(nèi)部形成多相體系共存局面，整體穩(wěn)定性和均勻性降低，在低溫應(yīng)力作用下，相界面處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，韌性降低，易出現(xiàn)開裂，從而低溫抗裂性能有下降的趨勢。

圖5 TTS含量對CTW改性瀝青低溫性能的影響Fig.5 The effect of TTS content on low temperature performance of CTW modified asphalt

2.5 改性機理分析

為進一步驗證不同含量TTS 所對應(yīng)的CTW 與基質(zhì)瀝青間的相互作用，進行了FTIR 分析。從圖6 可知，在0～1.5 %之間時，不同含量TTS 之間FTIR 曲線完全重合，未發(fā)現(xiàn)新的特征峰出現(xiàn)，說明在此含量范圍內(nèi)CTW 或WPE/TTS/nano-CaCO3共混體系中原材料未與基質(zhì)瀝青之間發(fā)生化學反應(yīng)，而TTS 含量在2.0 %時在1 200 cm-1波數(shù)處出現(xiàn)新的特征峰，該峰為asphalt—O—Ti 官能團吸收峰［20］，從原材料角度分析，該特征官能團只能是基質(zhì)瀝青中—OH 與TTS 活性基團在高溫剪切、攪拌等作用下的反應(yīng)產(chǎn)物，如圖7中Ⅱ所對應(yīng)反應(yīng)方程式所示。由于nano-CaCO3表面含有—OH在雙螺桿擠出造粒剪切混煉過程中易與TTS中活性基團發(fā)生化學反應(yīng)，如圖7 中Ⅰ中所示。另外，TTS 中C—H高分子鏈與WPE中高分子鏈結(jié)構(gòu)相似，通過范德華力增加了二者之間的相互作用力，這種相互作用促進二者之間相容性進一步增強，說明TTS 的添加顯著改善了WPE/nano-CaCO3界面之間相互作用，增強了CTW體系分散均勻性能，提升了CTW性能，TTS在二者之間起到類似“分子橋”作用。隨著TTS 含量的增加，TTS與WPE/nano-CaCO3之間化學、物理纏結(jié)作用逐漸在1.5 %含量處趨于飽和，此時CTW 性能達到最佳，顯著改善了CTW 改性瀝青性能，TTS 在1.5 %～2.0 %范圍內(nèi)變化時相對WPE/nano-CaCO3“過量”，剩余的TTS 在CTW 改性瀝青制備過程中在溫度及剪切等協(xié)同作用下進一步與基質(zhì)瀝青中的活性基團—OH相互作用，對改性瀝青性能產(chǎn)生影響，這與前面不同含量TTS 對CTW 改性瀝青性能影響及后續(xù)微觀形貌變化規(guī)律相一致。

圖6 不同TTS含量CTW改性瀝青的FTIR譜圖Fig.6 FTIR of CTW modified asphalt with different TTS content

圖7 WPE/nano-CaCO3/TTS/asphalt原材料間的作用機理圖Fig.7 The action mechanism between WPE/nano-CaCO3/TTS/asphalt raw materials

2.6 微觀形貌分析

為了進一步驗證TTS 含量對CTW 改性瀝青相容性的影響，特通過熒光顯微鏡對CTW 在基質(zhì)瀝青中分散情況進行分析評價。由圖8（a）可知，當TTS 含量為0時，CTW 聚合物共混體系顆粒分散面積較大，甚至出現(xiàn)WPE、nano-CaCO3主要原材料在基質(zhì)瀝青中單獨分散且界面較為清晰的狀態(tài)，而且nano-CaCO3可觀察到有團聚出現(xiàn)，這充分說明未添加TTS 條件下，CTW 改性瀝青體系相分離嚴重，儲存穩(wěn)定性欠佳，同時可推測出，此試驗條件下，CTW 與基質(zhì)瀝青之間發(fā)生的僅是物理形態(tài)的變化，剪切后的CTW 顆粒在靜置狀態(tài)下更容易發(fā)生黏聚，形成更大的顆粒，這與已有文獻報道的絕大多數(shù)聚合物或粉體填料改性瀝青出現(xiàn)的現(xiàn)象與所形成機理相一致［21］。隨著TTS 含量的增加，CTW 顆粒在基質(zhì)瀝青中的可觀察粒徑逐漸變小，團聚現(xiàn)象逐漸降低，體系的均一性顯著增強，如在圖8（b）和（c）僅觀察到部分輕微團聚，可以認為是一種過渡態(tài)，分別在圖中左下區(qū)域和右上區(qū)域仍有部分輕微團聚。而在圖8（d）中幾乎未看到有團聚現(xiàn)象，說明TTS 在1.5 %含量下與基質(zhì)瀝青之間的相容性最佳，分散更為均勻，此TTS 含量下CTW 所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過吸收基質(zhì)瀝青中輕組分，發(fā)生溶脹并在高速剪切及攪拌作用下更為均一地分散在基質(zhì)瀝青母體中。這也進一步驗證前述CTW 改性瀝青在TTS 含量為1.5 %時性能較佳的原因所在。當TTS 含量為2.0 %再次出現(xiàn)輕微團聚顯現(xiàn)，為了進一步驗證該變化取部分區(qū)域進行×100 放大分析，如圖8（e）中紅色正方形區(qū)域在放大后所對應(yīng)的圖8（f）所示，發(fā)現(xiàn)有部分團聚出現(xiàn)，這很可能是過量的TTS 與基質(zhì)瀝青中—OH 基團反應(yīng)生成新物質(zhì)TTS-asphalt（見圖7 中Ⅱ）所示，該條件下出現(xiàn)三相體系狀態(tài)，但與8 圖（a）所不同的是由于TTS 與基質(zhì)瀝青之間發(fā)生化學反應(yīng)改善了CTW 與基質(zhì)瀝青之間相容性，但三相體系存在影響CTW 在基質(zhì)瀝青中分散狀態(tài)，因此，二者協(xié)同作用在宏觀上表現(xiàn)出CTW 在基質(zhì)瀝青中分散狀態(tài)與圖8（d）基本一致，變化不明顯。

圖8 不同含量TTS對CTW改性瀝青微觀形貌特征影響Fig.8 The effect of TTS content on microtopographies of CTW modified asphalt

3 結(jié)論

（1）試驗條件下，CTW 改性瀝青常規(guī)指標分析表明，隨著TTS 含量的增加，軟化點及黏度均先增加后基本保持不變，針入度則先降低幅度明顯，后降幅趨于平緩，而延度則先增大后有輕微下降，這說明合理含量的TTS 能顯著改善CTW 改性瀝青的高低溫性能且對施工和易性及降低能耗具有積極意義；

（2）隨著TTS 含量的增加CTW 改性瀝青的|G|逐漸增大，δ除1.5 %含量外變化趨勢則相反，尤其在低溫區(qū)域|G|、δ變化較為明顯，隨著溫度的升高，溫度對2參數(shù)的影響逐漸占主導作用，進一步驗證TTS 添加有利于改善CTW 改性瀝青的高溫性能；另外，TTS 的添加不利于CTW 改性瀝青的抗疲勞性能改善，尤其在低溫區(qū)域影響更為明顯，然而TTS對CTW改性瀝青彈性模量有積極作用；

（3）試驗條件下，蠕變勁度隨著TTS 含量的增加而逐漸降低，但均滿足≤300 MPa 技術(shù)指標要求；蠕變速率則在0～1.5 %范圍內(nèi)時，隨著TTS 含量的增加而增加，隨后有輕微下降，且在1.0 %～2.0 %之間時滿足技術(shù)指標要求，總之，合理含量的TTS 有利于改善CTW改性瀝青的低溫抗裂性能；

（4）TTS 在0～1.5 %含量范圍內(nèi)時，主要發(fā)生TTS 與WPE、nano-CaCO3之間的物理、化學協(xié)同作用，逐步形成結(jié)構(gòu)相對完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改善了CTW 性能，進而對CTW 改性瀝青體系的性能產(chǎn)生影響；1.5 %～2.0 %含量時，可能過量的“TTS”中活性基團與基質(zhì)瀝青中—OH 之間發(fā)生反應(yīng)，對CTW 改性瀝青體系穩(wěn)定性及性能產(chǎn)生影響。