第二章改性沥青
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4.改性沥青的评价指标和技术要求
二、常用聚合物改性沥青 1.热塑性橡胶类改性沥青
改性剂主要是苯乙烯嵌段共聚物, 如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、 苯乙烯-聚乙烯/丁基-聚乙烯(SE/BS)。 SBS的改性效果与SBS的品种、分子量有关。SBS的分子量越大, 改性效果越好,但难以加工为改性沥青。 SBS的品种有星形 和线形两种 SBS改性沥青的特点: 高温稳定性和低温抗裂性都好,且具有良好的弹性恢复性能, 抗老化性能良好。 用得最多
3.热塑性树脂类改性沥青
是聚烯烃类高分子聚合物。如低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯,丙烯和丁烯-1共聚物 (APAO)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等, 此类改性剂的最大特点是:使沥青常温下粘度增大,提高其高温 稳定性,有利于提高沥青的强度和劲度,遗憾的是并不能使沥青 混合料的弹性增加,且加热后易离析,再次冷却时产生众多的弥 散体。
3.各类改性剂的改性效果
一般认为: (1)树脂类改性沥青具有良好的高温稳定性 和抗车辙能力,但对于沥青路面的低温抗裂性 能无明显改善; (2)橡胶类改性沥青具有较好的低温抗裂性 能和较好的粘结性能; (3)热塑性橡胶类改性沥青具有良好的温度 稳定性,能明显提高基质沥青的高低温性能, 降低温度敏感性,增强耐老化、耐疲劳性能。
2.在一些政治、经济十分重要的道路上,例如重大的大交通量高速公路干 线,从飞机场入城的专用公路,大城市的主干线、环形线等。通过使用改 性沥青,可全面提高沥青路面的使用性能,减少维修养护费用,减少维修 养护对交通的影响,延长使用寿命。
改性沥青用途
可用于做排水或吸音磨耗层及其下面的防水层;在老路 面上做应力吸收膜中间层,以减少反射裂缝,在重载交 通道路的老路面上加铺薄和超薄沥青面层,以提高耐久 性;在老路或新路上做表面处治,已恢复路面使用性能 或减少养护工作量等。
2.橡胶类改性沥青
通常称之为橡胶沥青,用得最多的是丁苯橡胶 (SBR)和氯丁橡胶(CR),它们不仅是世界上最 早出现并广泛使用的改性沥青品种,也是我国较早得 到研究和推广的品种。
目前常用SBR胶乳或SBR沥青母体作为改性剂,CR具有 极性,常掺入煤沥青中使用,已成为煤沥青的改性剂。
SBR改性沥青最大的特点就是低温性能得到改善,即提高 沥青的粘度、韧性、软化点,降低脆点,使沥青的延度和 感温性得到改善。所以主要适宜在寒冷气候条件下使用。
4.掺加天然沥青的改性沥青
可掺加湖沥青(如特立尼达湖沥青TLA)、岩石沥青(如印 度尼西亚布顿岩沥青BMA)和海底沥青等。
掺加TLA的混和沥青具有良好的高温稳定性及低温抗裂性能, 耐久性好;掺加岩石沥青的沥青具有抗剥离、耐久性好、高 温抗车辙,抗老化特点。
5.热固性树脂类改性沥青
热固性树脂品种主要有聚氨酯(PV),环氧树脂(EP), 不饱和聚酯树脂(VP)等,其中环氧树脂已应用于改性沥青。 环氧树脂改性沥青的延伸性不好,但其强度很高,具有 优越的抗永久变形能力,并具有特别高的耐燃料油和润滑油 的能力,适用于公共汽车停靠站、加油站等。
第三节
改性沥青
为什么要对沥青进行改性??
主要就是为了提高沥青的路用性能。
如提高高温抗变形能力,可以增强沥青路面的抗车辙性能; 提高沥青的弹性性能,可以增强沥青的抗低温和抗疲劳性能; 改善沥青与集料的粘附性; 提高沥青的抗老化能力,延长沥青路面的寿命。
一、改性沥青的分类与技术要求
1.定义
改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的 橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青 轻度氧化等措施,使沥青的性能得以改善而制成的沥青 结合料。 改性剂是指在沥青中加入的天然的或人工的有机或无机 材料,可熔融分散在沥青中,改善或提高沥青路面性能 (与沥青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料。
现在所指的道路改性沥青一般是指聚合物改性沥青。
2.用于道路沥青改性的聚合物主要有以下三类
①热塑性橡胶类,
代表性品种有笨乙烯一丁二烯一笨乙烯 段共聚物(SBS)
②橡胶类, 代表性品种有丁苯橡胶(SBR)及其乳液。 ③热塑性树脂类, 代表性品种乙烯一醋酸乙烯共聚物( EVA )、聚乙烯( PE ) 、聚烯烃等。
前景
由于其性能较好,使用得将越来越多。
五、改性沥青适用场合
(1)气候条件恶劣; (2)交通繁重; (3)特殊路面结构; (4)特殊重要路段。
六、改性沥青的应用和发展
1.一些交通条件和气候条件十分恶劣的地区,如一些交通量迅速增长、 车辆大型化、超载严重的地区,以及某些夏季酷热、冬季严寒、年温 差特别大、气候条件十分恶劣的地区,按常规方法建设的公路沥青路 面建成后不久就不能适应交通的需要。即使使用了符合要求的重交通 道路沥青或进口沥青,仍不能满足需要,免不了要发生车辙、开裂、 坑槽等早期破坏。
改性沥青的相容性是指沥青与改性剂在组成和性质上存 在 差别的组分,在一定的条件下能够相互兼容,并存并配伍, 形
成热力学相对稳定的具有混溶性的体系的能力。
相容性是改性沥青是否成功的首要条件。
四、改性沥青的生产工艺
1.直接混溶法 SBR胶乳、纤维、磨细橡胶粉(干法) 2.预混法 (1)母体法(母料法) 对SBR、SBS、PE等均可制成高浓度母体,再 稀释使用 (2)简单搅拌(胶乳法) EVA、APAO及胶粉(湿法)、SBR胶乳(脱水 均混)、剥落剂、天然沥青等 (3)胶体磨、高速剪切法 SBS、SIS、PE、EVA、APP
掺多价金属皂化物的改性沥青
延度增加,脆点降低,与集料 粘附性增加,提高沥青路面的 柔性和疲劳强度。
6.其他改性沥青
掺碳黑的改性沥青
掺入SBS改性沥青中综合改性, 使改性沥青粘度增大。回弹 性能提高
掺玻纤格栅的改性沥青
耐热、粘Fra Baidu bibliotek性好,提高 高温抗车辙能力及低温 抗裂性能,还可防治反 射裂缝。
三、聚合物改性剂与基质沥青的相容性