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                淺談改性瀝青的優點及應用

                發布時間: 2021-11-11  點擊次數: 896次

                摘要:目前國民經濟高速開展,交通量增長速度過快,出現嚴重超載、車輛渠道化、大型化等問題,瀝青混凝土路面面臨了嚴峻的考驗。因此,通過改性后的瀝青形成的路面結構,瀝青路面的使用性能得到了提高,瀝青路面的使用壽命得到了延長,這也是當前公路建設所面臨的一項重大課題。關鍵詞:公路;瀝青路面;改性瀝青瀝青路面主要包括以下使用性能:低溫抗脆裂性能、高溫抗車轍性能、耐久性和路面外表特性等。通常,這些性能的要求是相互制約和矛盾的,比方,增加了某一方面的性能同時就會降低另一方面的性能。例如我們想讓瀝青路面的高溫抗車轍能力提高,就會采取增加集料數量,使用用粗級配的集料,采用集料粒徑較大的,適當使瀝青用量減少等方法,但是這樣的混合料有在低溫的時候勁度大,具有較差的抗疲勞性,容易開裂的問題??梢酝ㄟ^瀝青改性來克服這些矛盾,瀝青經過改性,就能改善瀝青的各項技術指標。從狹義來說,改性瀝青一般我們指的是聚合物改性瀝青,有很多種類的聚合物用來改性,可以將其分為3類。橡膠類:例如丁二烯橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、天然橡膠等。熱塑性橡膠類:也即熱塑性彈性體,例如苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等。樹脂類:熱固性樹脂,如環氧樹脂;熱塑性樹脂,如無規聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物聚酰胺等。通過研究知道摻入SBS改性劑后的蘭煉瀝青感溫性指標PI值增大,當SBS的摻量從0 %增加到12%,瀝青的PI值就由- 1.033增大到1.715,瀝青的膠體結構就由溶凝膠型膠體向凝膠型膠體結構方向轉變。通常我們用瀝青的針入度指數來描述瀝青的感溫性,瀝青的針入度指數的值越大,那么那么說明瀝青的溫度敏感性越低。通過研究知道,瀝青經過改性后,溫度敏感性變小,也就是說經過改性后的瀝青性能受溫度變化的影響不大,溫度敏感性低。當增大改性劑的參加量后,PI值增大。摻入改性劑SBS后,當量軟化點從45.3℃提高到49.2℃59.5℃,提高了9%31%,這說明瀝青經過改性后,改善了它的高溫穩定性,而且改性劑參加的量越多,高溫穩定性改善越明顯;隨著SBS改性劑參加量的增加,當量脆點也逐漸降低,由-14.9 ℃降低到-18.6℃-31.0℃,降低了25%108%,也就是說明顯改善了瀝青的低溫抗裂性。SBS改性瀝青的優越性主要表達在軟化點大幅度提高的同時,它的低溫延度又能明顯增加,它的感溫性能很大程度改善了,并且加大了彈性恢復率,所有指標都是處于一個良好狀態。通過瀝青混合料的改性試驗,和車轍試驗的動穩定度等指標也能得到相同的結果。SBS改性瀝青相比其它改性劑有它的優點,因此我國改性瀝青應該主要研究SBS改性瀝青。當前,SBS改性瀝青的價格比以前低很多,單憑本錢來說,它也足可以與其他改性瀝青競爭。通過研究橡膠粉改性瀝青知道,使用不同粒徑的膠粉對瀝青進行改性,得出的結果也是有一定的區別。使用大粒徑的膠粉對瀝青進行改性,能較好地改善瀝青的軟化點、彈性恢復等,而使用小粒徑的膠粉對瀝青進行改性,那么能明顯提高它的延度,同時瀝青針入度的降低也比擬小。因為越細粒徑的膠粉,越容易在瀝青中溶脹,也有利于提高瀝青的針入度和延度,但如果膠粉在瀝青中溶脹性有限的話,那么過細粒徑的膠粉難以在瀝青中形成骨架結構,也會減弱瀝青的彈性恢復,并且一旦溫度升高,容易造成流動變形,也就是說軟化點降低了。 通過研究不同含量的基質瀝青軟組分知道,不同含量制造出來的改性瀝青針入度大小也會不同。當增加SBS參加量時,改性瀝青的針入度就減小了,這是由于參加SBS過后就開始吸收瀝青中的一些軟組分所造成的,參加越多的SBS,就能越充分地吸收瀝青中的軟組分,這樣通過參加SBS在瀝青中形成網絡結構后,進一步降低了改性瀝青的針入度。對改性瀝青和基質瀝青的組分進行分析得知,天然瀝青中瀝青質和膠質的含量均較高,把它摻入石油瀝青中以后,能夠在很大程度上改變原來基質瀝青的組分比例,從而形成新的瀝青組成結構和膠體體系,極大地改善了瀝青的抗高溫能力。 因此瀝青的選擇及改性劑的選擇應該遵循在常年高溫地區,選用針入度較小的瀝青,選用塑料類或SBS等改性劑;在常年低溫地區,應該采用針入度較大的瀝青,并選用低溫性能較好的改性劑;在對上下溫性能都有要求的地區,那么可以選用SBS或者復合改性劑。 天然巖瀝青常年與自然環境共存,具有穩定的性能,抗水損壞能力、抗老化性能、抗車轍性能均較好而且還具有較高的強度。研究認為它的性能主要有以下幾個特點:天然巖瀝青中含氮量高,而且氮以官能團的形式存在,瀝青路面的抗水損壞能力明顯提高了;天然巖瀝青抗老化能力以及抗微生物侵蝕功能均較強;巖瀝青的軟化點高,通常都在150℃以上,用它進行改性能夠明顯提高瀝青路面的高溫穩定性。用改性巖瀝青防水層非常適合作為夏季氣溫較高地區的高速公路的防水層,如果大規模推廣改性巖瀝青防水層,相信能給公路建設帶來較大的經濟和社會效益。 綜上所述,我們知道基質瀝青經過改性以后,大幅度降低了溫度敏感性,瀝青的脆點降低了,能讓瀝青在寒冷季節不發脆,擁有柔性和韌性,路面裂縫減少了,石料與瀝青的粘結力也提高了,防止了石料受水的作用造成松散、剝落;另一方面瀝青的軟化點大幅度提高了,路面的高溫抗推擁和抗車轍能力也提高了。瀝青經過改性以后,能有效地延長路面的使用壽命。


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