改性沥青基本知识工艺及原理

改性沥青软化点 1、基质沥青组份的影响，沥青质含量太低，会严重影 响改性沥青的软化点。如2002年榆靖高速工程克拉玛依 90号沥青是比较典型的例子。 2、改性剂类型的影响—星形或线形，分子量的大小。 3、改性剂添加量的影响 4、稳定剂添加量的影响—1号稳定剂比4号稳定剂影响 大。
改性沥青5 ℃延度 1、基质沥青组份的影响。芳香分和胶质含量较高时， 延度较大，而沥青质含量较高时，会影响改性沥青延度 的提高。饱和分在改性沥青中只起到稀释的作用，对延 度贡献不大。 2、基质沥青延度的影响 3、改性剂添加量的影响—太多了反而会降低延度。 4、稳定剂添加量的影响—太多会降低延度。 5、添加剂—沥青组份转化的催化剂。 6、芳香烃油
芳香烃油调和的效果
检测项目 针入度 (25 ℃) 软化点 延度 (5℃) (5℃ 1/10mm ℃ cm SRC 2 SBS4.5% 47.8 90 23.4 粘连、粗糙 油+SRC 3 SBS4.5% 53.8 72 35 表面光亮、流 动性好
高温储存状态 (160 ℃) 163 ℃薄膜烘箱老化后 针入度比 延度 (5℃) (5℃ % cm
3、把沥青质和胶质软化到针入度90，所需的饱和分比 、把沥青质和胶质软化到针入度90，所需的饱和分比 芳香分少，也就是说饱和分的增塑性比芳香分强。另 一方面，沥青质比胶质需要更多的软化剂，也就是说 沥青质的稠化能力比胶质强。 作为软化剂的饱和分与芳香分如果含有固体烃类， 则随着含量的增加会对沥青的结构和性能产生很大影 响。蜡的存在干扰沥青的胶体结构，改变胶胞的形成。 欧洲多认为结晶蜡使沥青的流变性能、粘附性及热稳 定性变差，蜡对沥青质量不利，故应予限制。
基质沥青 用于改性的70号基质沥青通常情况下应具有下面的 条件： 质量要达到《公路沥青路面施工技术规范》中“道 路石油沥青”A级或B级的水平。 除此之外，163 ℃薄膜老化后的15 ℃延度最好大于 80cm，最少也要大于50cm，具备这个条件大多数情况 下能保证基质沥青与SBS改性剂有较好的相容性。针入 度指数最好能达到－ 1.0以上，这样生产出来的改性沥 青容易满足I－D的针入度指数的要求。
改性剂过多降低延度
检测项目 针入度 (25 ℃) 软化点 延度 (5℃) (5℃ 1/10mm ℃ cm SRC 1 SBS4.5% 48.8 ＞90 30.0 粗糙 SRC 2 SBS4.8% 44.6 ＞90 23.8 粘连、粗糙
高温储存状态 (160 ℃)
改性沥青弹性恢复 1、目前路翔的设备和工艺，改性沥青的弹性恢复都在 85%以上。 2、最近国内的著名道路专家比较注重改性沥青的弹性 恢复，一般认为，如果改性沥青的弹性恢复好，说明改 性剂加得够，分散得好。
ESSO 70 号 59.1 CPC 70 号 SRC 70 号 规定值 75.0 62.8
60~80 0.1mm ＞47℃ ＞100cm
＞-1.5 ＞60%
改善基质沥青与SBS改性剂相容性的做法 改性剂相容性的做法 改善基质沥青与 工艺配方调整： 沥青调和法： 芳香烃油调和法： 简单判断SBS改性剂与基质沥青相容性的方法： 160 ℃烘箱中储存12小时后观察改性沥青样品的状态 表面状态：光亮或粗糙。 流动状态：流动性好或粘连。 主要技术指标：软化点、针入度、延度、针入度指数等。
新加坡埃索70号沥青及改性
检测项目 针入度 (25 ℃) 软化点 延度 (15℃) (15℃ 延度 (5℃) (5℃ 163℃ 163℃ TFOT 5小时后 5小时后 针入度比 延度 (15℃) (15℃ 延度 (5℃) (5℃ % cm cm 64 51 --79 —— 16.4 1/10mm ℃ cm cm ESSO 60.7 48.5 ＞100 --32.8 ESSO+SBS4.8% 57 ＞90
各组分对沥青性质的影响： 一般认为生产70号的道路沥青，四组分的较理想 一般认为生产70号的道路沥青，四组分的较理想 搭配大致是：饱和分10%∼12%、芳香分48%∼55%、 搭配大致是：饱和分10%∼12%、芳香分48%∼55%、 胶质25%∼30%，而沥青质在6%∼10%。沥青中胶质含 胶质25%∼30%，而沥青质在6%∼10%。沥青中胶质含 量高对沥青的延度有很大帮助，尤其对保证薄膜烘箱 后有足够的延度起的作用更大。对于沥青的改性而言， 基质沥青中芳香分含量高对改性沥青的延度则有很大 的帮助，因为SBS改性剂得到良好的溶胀主要依赖于 的帮助，因为SBS改性剂得到良好的溶胀主要依赖于 芳香分的存在。
改性方法 简单共混改性 通过熔融共混、溶液共混及乳液共混等物理方法将 高聚物如SBS、SBR、EVA、APP和PE等均匀地混入沥 青。较常用的是熔融共混法，即通过搅拌、研磨等 方法使高聚物分散于沥青中。 反应共混改性 在聚合物简单共混改性沥青时，加入其他添加剂或 对聚合物进行改性，使聚合物与沥青发生化学反应， 从而改善共混体系的相容性。 一般可分为橡胶改 性沥青的稳定化，PE、PP等的稳定化，聚合物环氧 化改性沥青等。
我国高速公路通车总里程
（单位：公里） 单位：公里）
现阶段反应共混改性沥青研究的方向 分析改性沥青结构与性能的关系， 分析改性沥青结构与性能的关系，为今后的沥青 改性加工提供理论指导。 改性加工提供理论指导。从产物结构方面说明聚合物 反应共混改性沥青的贮存稳定性改善和力学性能提高 的根本原因。研制高性能、稳定化、低成本的国产改 的根本原因。研制高性能、稳定化、 性沥青材料。 性沥青材料。
现阶段反应共混改性沥青研究目的和意义
聚合物反应共混改性沥青的研究公开报导现在已经很多， 聚合物反应共混改性沥青的研究公开报导现在已经很多， 主要是对聚合物，反应添加剂的类型、结构、 主要是对聚合物，反应添加剂的类型、结构、用量以及工艺 条件等因素对物理机械性能、高温贮存稳定性、 条件等因素对物理机械性能、高温贮存稳定性、流变性能的 影响进行系统研究 。 目前研究改性沥青已发展到深入的阶段，研究的内容涉 目前研究改性沥青已发展到深入的阶段， 及聚合物共混改性沥青的理论问题。 及聚合物共混改性沥青的理论问题。而之前对于反应共混改 性的有关反应机理和稳定化机理研究只是处于狭窄的阶段。 性的有关反应机理和稳定化机理研究只是处于狭窄的阶段。 随着我国公路建设的发展和激烈的市场竞争，对高性能、 随着我国公路建设的发展和激烈的市场竞争，对高性能、 稳定化、低成本的实用道路改性沥青材料需求日益迫切， 稳定化、低成本的实用道路改性沥青材料需求日益迫切，聚 合物改性沥青具有更广阔的应用前景和更高的研究价值。 合物改性沥青具有更广阔的应用前景和更高的研究价值。
道路石油沥青技术要求
道路石油沥青技术要求
聚合物改性沥青技术要求
中国沥青路面气候分区图
改性沥青针入度 1、基质沥青组份的影响，其中值得研究的是饱和分和 芳香分对改性沥青的针入度的影响不一样。如2005年渝 湛高速工程的新加坡埃索70号沥青。 2、基质沥青针入度的影响 3、改性剂添加量的影响 4、稳定剂添加量的影响
改性沥青针入度指数 1、基质沥青组份的影响，沥青四组份中的沥青质相对 于其它组份来说影响最大。如2004年成渝大修工程的卢 洲沥青。 2、基质沥青针入度指数的影响 3、改性剂添加量的影响—单纯降低改性沥青针入度来 达到目的，影响不大。 4、稳定剂添加量的影响—单纯降低改性沥青针入度来 达到目的，影响不大。 5、添加剂—沥青组份转化的催化剂。
高温储存状态 (160 ℃) 163 ℃薄膜烘箱老化后 针入度比 延度 (5℃) (5℃ % cm
86 19.2
82 13.2
80 19.6
国产沥青的特点
（１）比重一般偏小。比重大小与原油种类直接关系，国外道 路石油沥青的比重大都在1.0以上，我国沥青除环烷中间基原油 生产的比重稍为大于1.0外，其他原油提炼的道路沥青比重一般 都小于1.0。 （２）含蜡量偏高。 （３）延度较小。我国生产的普通沥青往往延度不够理想，达 不到标准要求。这和原油直接相关，由于原油含蜡量高，生产的 路用沥青含蜡量也高，蜡的结晶对延度有直接影响。一般认为， 延度大小与沥青低温性质优劣有关。 （４）软化点测定值较高，但热稳定性不好。国产普通沥青的 软化点值大都在45～51℃范围内，这种沥青软化点差值并不大， 可是实际公路上应用时，在夏高温时容易软化，路面泛油、拥包 现象比较严重。这是由于沥青中蜡的存在使沥青中软化点测定值 有假象，蜡的融点在30～70℃之内，蜡的结晶软化需要吸收一部 分附加热，从而使软化点提高。
改性沥青135 ℃粘度 改性沥青 1、基质沥青60 ℃的粘度。规范中只对A级要求，70号 沥青（1-4分区）应大于180Pa•S 2、改性剂添加量的影响 3、稳定剂添加量的影响 4、原则—在不超过标准3Pa•S的前提下，高一点好，因 为正常情况下，135 ℃粘度大60 ℃的粘度跟着也会高一 点，这对沥青路面的高温抗车辙能力有很大的好处。
薄膜烘箱老化后5℃ 改性沥青 163 ℃薄膜烘箱老化后 ℃延度 1、沥青调和—尽量增加芳香分和胶质比例。 2、芳香烃油调和—增加芳香分的比例，提高SBS改性剂 与基质沥青的相容性。 3、稳定剂—调整合适的添加比例，不要过量。 4、改性剂的类型—线型的要比星型的好。
沥青调和的改性效果
检测项目 针入度 (25 ℃) 软化点 延度 (5℃) (5℃ 1/10mm ℃ cm TPI 1 SBS4.2% 55.2 85 31.5 表面光亮 SRC 2 SBS4.5% 47.8 90 23.4 粘连 TPI+SRC 3 SBS4.2% 53.6 88 28.1 表面光亮
采用反应共混改性方法的理由 高聚物简单共混改性沥青有以下缺点： 1、要求较大的高聚物用量，添加1%高聚物使成本 明显上升 2、容易发生相分离，贮存稳定性差，导致性能不 均匀，影响使用 反应共混改性方法不仅可以显著改善高聚物改性沥青 的高温贮存稳定性，一些方法还使改性沥青的物理机 械性能得以提高，因此使改性沥青的成本降低。
四种70号沥青主要指标检测结果 四种70号沥青主要指标检测结果
基质沥青 针入度 软化点 15℃延度 PI 值 163℃TFOT 后 针入度比 10℃延度 15℃延度 TPI 70 号 67.3 48.3 49.4 48.2 50.3 ＞100 ＞100 ＞100 ＞100 -1.12 -1.86 -1.34 -0.98 74 70 78 68 7.9 6.3 8.3 5.6 ＞6.0cm 53 49.3 ＞100 42.6 ＞50cm
82 13.2
Baidu Nhomakorabea
85 21
沥青调和的理论依据 沥青是石油产品中具有特殊性质的粘稠状物质，是 石油中最重要的部分，也是相对分子质量最大、组成及 结构最为复杂的部分。其物理性质不仅与化学组分有关 而且与胶体结构密切相连。由于沥青组成的复杂性。要 详细了解构成沥青的各化合物的种类和相对分子质量几 乎是不可能的，对沥青组成的认识主要是利用各种分离 方法将其分成化学特性近似的组分。目前研究人员较多 的采纳L.M.Conbett提出的将沥青分成饱和分、芳香分、 的采纳L.M.Conbett提出的将沥青分成饱和分、芳香分、 胶质和沥青质的四组分，经研究认为：
改性沥青的软化点差 1、SBS改性剂与基质沥青的相容性 70号基质沥青的组份构成—要注意沥青的缩合反应 引起的影响。 改性剂的类型和分子量 2、改性工艺及配方 3、稳定剂的类型 4、原则—尽量控制改性剂的添加量 5、要从抽样的储存状态来协助判断改性沥青的软化点 差是否合格，保证生产时能及时地控制这个指标， 防止改性沥青在拌和楼出现问题。
1、饱和分与胶质调合使粘度下降，感温性不如沥青 （针入度比）；而与沥青质调合时，感温性改善很大， 富有弹性（针入度指数高达+7.4），但塑性很差，不 富有弹性（针入度指数高达+7.4），但塑性很差，不 能得到均质的沥青（不能通过斑点试验）；说明饱和 分不能使沥青质很好分散，形成均质的胶体分散体系， 因而不是好的沥青质的软化剂。 2、芳香分与胶质调合使塑性得到改善，尤其是低温延 度大大提高，而与沥青质调合时，塑性并没有得到改 善，但调合物的粘度最高。可见延度依赖于胶质的存 在，因为它是沥青质胶融化的媒介，而沥青质的存在 使沥青的粘度增高，同时对感温性有利。
改性沥青工艺及原理
2006.3.29
前言 普通沥青 优点：具有优良的防水性能和粘结性能，且资源 丰富而价格低廉，长期以来被广泛用作铺路材料， 特别是在高等级公路路面上。 缺点：对温度敏感性大，低温易变脆，高温易发 粘流淌，耐老化性能和耐疲劳性差，容易产生如 车辙，开裂等现象。 聚合物共混改性是沥青高性能化的有效途径