改性沥青技术

改性沥青技术

一、改性沥青目标及应用场合

1、目标

a：改善感温性

b：提高水稳定性

c：提高耐久性

2、应用场合

a：普通沥青改性后用于高等级公路

b：提高路面使用品质，延长使用寿命

c：特殊要求之处，如自然条件或交通条件严厉，机场跑道，桥面、SMA、OGFC。

二、改性剂分类

1、聚合物类

a.橡胶类如丁苯橡胶（SBR）

b.热塑性弹性体类如苯已烯、丁二烯嵌段聚合物（SBS）

c.热塑性树脂类如聚乙烯（PE）、乙烯、乙酸乙烯脂（EVA）、APAO等

2、其他 a.抗剥落剂如高分子有机胺 b.抗老化剂如受阻酚（胺）c.矿物添加剂如碳黑、硫磺、石棉、木质素、博尼维等狭义的改性沥青指聚合物改性（PMA 或 PMB）

三、常用聚合物改性剂

1、SBS 高低温

以丁二烯—苯已稀为单位，通过离子聚合而成为嵌段聚合物——聚苯乙烯为硬段（S）段，聚丁二烯为软段（B段）。 SBS按其分子结构分为线型和星型，其玻璃化温度有两个

Tg1—— -80℃（聚丁二烯）

Tg２—— +80℃ - +100℃（聚苯乙烯）

型号用四位数表示

第一位：1一线型； 4一星型第二位：于S/B 3-3/7 4-4/6

第三位：充油与否 0-未充油 1-充油

第四位：分子量

1-〈10万、 2- 14~16万、3- 23~28万星型：分子量大，高温效果好，但加工困难

充油：可改善加工工艺

S/B：视改性目的的而定，高温4/6，低温3/72．SBR 主要用于改善低温性能SBR 改性沥青加工工艺有；搅拌法、母体法、溶剂法和胶乳法。1、搅拌法：胶体磨或高速剪切机 2、母体法：用溶剂法制成橡胶：沥青=1：4的母体，施工时与沥青拌和3、溶剂法：将SBR 切片→与溶剂（二甲苯）溶胀→与液态沥青共混→回收溶剂4、胶乳法（1）直接加入法

利用合成橡胶制造过程中间产品（胶浆），再制成高浓度胶乳。在沥青混合料拌制过程中直接喷入拌和锅中（先拌沥青再喷胶乳）。

（2）预混法

将胶乳预先与沥青共混，脱水后再使用，能与沥青均匀混合，效果明显。

3、PE主要改善高温性能

有高密聚乙烯（HDPE）和低密聚乙（LDPE），LDPE的柔韧性，伸长率、耐冲击性能好，且融点较低（110—120℃），溶介度参数较宽，易于与沥青共混。

PE是线型长链分子结构，平均分子量>300000

再生PE粒料成分复杂用较硬，加工困难

4、EVA高温为主，低温适当

乙烯支链上引入醋酸基团。EVA较之PE更富有弹性和柔韧性，与沥青的相容性要好。

EVA改性沥青的性能与EVA分子量以及乙酸已烯（VA）的含量有关。VA含量越高，基团越大，则似胶物的比例越大。

熔融流动指数（MFI）越大，分子量和粘度越小，对低温改性越好，且越易于加工。

VA < 5% 则接近于LDPE

VA > 5% 对低温有改善

常用VA为19%、28%

5、APAO

日本宇部列森化学公司生产，是一种无定形α—烯烃

是利用特殊的催化剂，使丙烯单体或丙烯与乙烯，丙烯与丁烯共聚形成的分子量较低的无定形烯类共聚物。

APAO与沥青的相容性好，只需一般搅拌即可与沥青拌匀。

APAO对沥青的高温性能改善明显。

四、改性沥青及改性沥青

混合料技术标准

1、改性沥青技术标准

标号：I —热塑性弹性体类

Ⅱ—橡胶类

Ⅲ—热塑性树脂类

A→B→C→D依次由稀变稠

我国的《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036—98）已经交通部批准作为交通行业标准在我国施行。根据我国的情况，提出的聚合物改性沥青技术要求如表1所示。它是在我国改性沥青实践经验和试验研究的基础上提出的，制订时主要是参考了ASTM标准，既吸取了国外标准的长处，又采用了我国经过努力可以实现的指标和试验方法

聚和物改性沥青技术要求------表1

指标SBS类（1类）SBR类（Ⅱ类）EVA、PE类（Ⅲ类）

I-I-I-I-

针入度（25℃，100g，5S）Min10806040100806080604030针入度指数PI(1) Min+

延度(5℃, 5cm/min) Min(cm)52403020605040

软化点TRgB Min（℃）4550556045485048525660运动粘度[2]（135℃） Max（Pa·s）3

闪点 Min（℃）230230230

溶解度 Min（%）9999—

离析[3]，软化点差 Max（℃）—无改性剂明显析出、凝聚

弹性恢复（25℃） Min（%）55606570——

粘韧性（N·m）—5—

韧性（N·m）——

RTFOT后残留物[4]

质量损失 Max（℃）

针入度比（25℃）[5] Min（%）5055606550556050555860延度（5℃） Min（cm）30252015302010—

注：

[1].针入度指数PI由实测15℃、25℃、30℃等三个不同温度的针入度按式lgP=AT+k直线回归求得参数A后由下式求得，但直线回归的相关系数R不得低于.

PI = ————

20-500A

1+50A

[2]表中135℃运动粘度由布洛克菲尔德旋转粘度计（Brookfield型）测定，若在不改变性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和，或经试验证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量，容易施工，可不要求测定。有条件时应用毛细管法测定改性沥青在60℃时的动力粘度。

[3]当SBS改性沥青在现场制作后立即使用或贮存期间进行不间断搅拌或泵送循环时，对离析试验可不作要求。

[4]老化试验以旋转薄膜加热试验（RTFOT）方法为准。容许以薄膜加热试验（TFOT）代替，但必须在报告中注明，且不得作为伸裁结果。

[5]对不同类型复合的改性沥青，根据改性剂的类型和剂量比例，按照工程上改性的目的和要求，参照表中指标综合确定应该达到的技术要求。

2、改性沥青混合料标准

（1）高温性能—车辙动稳定度DS>

（2）低温性能—弯曲应变（-10℃）>

（3）水稳定性—残留稳定度S0>80%

冻融劈裂强度比R0>80%

高低温指标要求视当地气候民情况而有所不同（见表2及见表3）

改性沥青混合料高温稳定性技术要求----表2