今年6月初，美国斯旺西大学最近发表了一项利用气相二氧化硅(fumed silica nanoparticles FSN)增强温拌沥青(Warm mix asphalt，WMA)性能的研究，结果表明该材料在增强沥青粘合剂的水分和老化敏感性方面显示出极好的潜力。

论文链接：DOI:10.1038/s41598-021-90620-w

首先科普，通过一定的技术措施，使沥青能在相对较低的温度下进行拌和及施工，同时保持其不低于HMA的使用性能的沥青混合料技术，也称为温拌沥青技术。其技术关键是在不损伤HMA路用性能的前提下如何降低沥青在较低温度下的拌和粘度。目前，国际主流温拌技术主要通过外加材料降低沥青混合料的高温粘度来实现。同时，先进的温拌沥青技术完全可以使温拌沥青混合料达到热拌沥青混合料的性能，但由于其较低的拌和及压实温度，使其与热拌沥青混合料相比还有许多优点。

温拌沥青混合料（WMA）作为一种环保、可持续发展的沥青混合料技术，正受到沥青行业的广泛关注。与传统沥青相比，WMA在减少沥青混合料生产过程中的蒸汽和温室气体排放的同时降低了能耗。然而，高湿敏性和沥青老化使WMA在道路上的耐久性降低。

经气相二氧化硅纳米粒子 (FSN) 改性的粘合剂在不同放大倍数下的 FESEM 图像。 FSN 的平均粒径为 33 nm。平均直径为 100-300 nm 的均匀六边形结构形状。 FSN (a-c) 未老化和 (b-d) 老化后改性的粘合剂的 FESEM 图像。

为了解决WMA技术中的两个问题，来自斯旺西大学能源安全研究所（ESRI）和布伦瑞克技术大学布伦瑞克路面工程中心（ISBS）的研究小组发现，气相二氧化硅纳米颗粒（FSN）有可能被用作抗老化粘合剂，不仅可以降低温度，而且可以显著降低温度克服因易受潮而造成的限制。

首席研究员Goshtaps Cheraghian说：“目前的研究覆盖了WMA技术中存在的短板。高比表面的FSNs是一种经济、无毒的材料，对WMA技术中的屏蔽沥青具有重要的影响。此外，我们对纳米颗粒与沥青粘合剂之间的分子相互作用概念的研究结果可以为纳米技术在沥青工程中的应用开辟新的途径。”合著者Sajad Kian说：“有可能有一天这些高表面积的纳米颗粒将用于沥青，并通过在现实条件下减少沥青相关排放（VOC和CO₂）来建造更持久的道路。”

编译 YUXI