淺談改性瀝青的性能和應用[權威資料]

淺談改性瀝青的性能和應用 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：改性瀝青的優(yōu)良路用性能已經(jīng)受到了人們的認可和重視。本文對改性瀝青的性能與應用談一些看法。 關鍵詞：改性瀝青，性能，應用 TV442+.1A Abstract: the excellent modified asphalt road with properties have been recognized by people and attention. In this paper the properties and the application of the modified asphalt some views on. Keywords: modified asphalt, properties, application 隨著公路修筑等級的提高及交通量的增大，普通石油瀝青的性能已無法滿足需要，而采用改性瀝青以解決路面抗滑、耐久性及大承載力的問題，改性瀝青所帶來的優(yōu)良的路用性能已經(jīng)受到了人們的認可和重視。本文對改性瀝青的性能與 應用談一些看法。 一、改性瀝青的涵義與分類 1、改性瀝青的涵義 根據(jù)公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范，所謂改性瀝青是指通過往瀝青中摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其它填料等外摻劑（改性劑）或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得到改善而制成的瀝青結(jié)合料。為什么要對瀝青進行改性呢 ?主要有兩個方面的原因 :從瀝青的性能來講，它是一種對度很敏感的材料，隨著度的變化其狀態(tài)和性能都將發(fā)生變化。度升高時瀝青會變軟、變稀，粘結(jié)力下降，度下降時會變稠、變硬、變脆，喪 失粘結(jié)力。這種性能對瀝青的使用是很不利的，在夏季或氣候炎熱的地區(qū)，在重載的作用下瀝青路面易形成車轍；在冬季或寒冷的地區(qū)，瀝青路面易出現(xiàn)裂縫。這些問題的出現(xiàn)，不僅使路面的使用狀態(tài)變壞，而且要大大縮短路面的使用壽。從客觀需要看，現(xiàn)代公路交通，特別是高速公路對瀝青路面的要求越來越高，現(xiàn)代交通的特點是交通量大、載重量大、行車速度大，所以要求路面承載能力大、耐久性好并具有良好的表面狀況。我國的石油大多屬于石蠟基，用其提煉加工出來的瀝青一般性能較差、標號較低，難以滿足上述要求。改性瀝青的目的就是要改善瀝青的感性，提高軟化點，降低脆點，擴大改性瀝青混凝土路面高不軟、低不裂的度范圍，并具有較高的強度，從而大大延長使用壽，獲得良好的經(jīng)濟效益和會效益。 2、改性瀝青的分類 按照改性劑的不同，改性瀝青一般將其分為三類： （ 1）熱塑性橡膠類。即熱塑性彈性體，只要是苯乙烯類嵌段共聚物，如苯乙烯 -丁二烯 -苯乙烯（ SBS）、苯乙烯 -異戊二烯 -苯乙烯（ SIS）、苯乙烯 -聚乙烯 /丁烯 -聚乙烯（ SE/BS）等嵌段共聚物，由于它兼具橡膠和樹脂兩類改性瀝青的結(jié)構與性質(zhì)，故也稱為橡膠樹脂類。屬于熱塑性橡膠類的還有聚酯彈性 體、聚脲烷彈性體、聚乙烯丁基橡膠聚合物、聚烯烴彈性體等等。 SBS 由于具有良好的彈性（變形的自恢復性級裂縫的自愈性），故已成為目前世界上最為普遍使用的道路瀝青改性劑。 （ 2）橡膠類。如天然橡膠（ NR）、丁苯橡膠（ SBR）、丁二烯橡膠（ BR）、異戊二烯（ IR）、乙丙橡膠（ EPDM）、丙烯腈丁二烯共聚物（ ABR）、異丁烯異戊二烯共聚物（ IIR）、苯乙烯異戊二烯橡膠（ SIR）等、還有硅橡膠（ SR）、氟橡膠（ FR）等等。其中 SBR 是世界上應用最廣泛的改性劑之一，尤其是它乳膠形式的使用越來越廣泛。氯丁橡膠（ CR）具有極性，常摻入煤瀝青中使用，以成為煤瀝青的改性劑。按橡膠的形狀不同，可以分為板塊類橡膠、粉末橡膠、橡膠乳膠、膠漿等。使用時根據(jù)橡膠瀝青的配制方法的不同而選擇某種形態(tài)的橡膠制皮。 （ 3）樹脂類。熱塑性樹脂，如乙烯 -乙酸乙烯脂共聚物（ EVA）、聚乙烯（ PE）、無規(guī)聚丙烯（ APP）、聚氯乙烯（ PVC）、聚苯乙烯（ PS）、聚酰胺等，還包括乙烯乙基丙烯酸共聚物（ EEA）、聚丙烯（ PP）、丙烯腈丁二烯乙酸乙烯共聚物（ NBR）等；熱固性樹脂也可作為改性劑使用，如環(huán)氧樹脂（ EP）等。 EVA 由于其乙酸乙烯的含 量及熔融指數(shù) MI 的不同，分為許多牌號，不同品種的 EVA 改性瀝青的性能有較大的差別。無規(guī)聚丙烯 APP 由于價格低廉，用于改性瀝青油氈較多，其缺點是與石料的粘結(jié)力較小。 二、常見改性瀝青的性能與應用 1、 SBS 改性瀝青 在眾多的聚合物改性劑中， SBS 是目前國內(nèi)外應用最為廣泛和成熟的一種。 SBS 是苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物，苯乙烯段物理交聯(lián)可改善瀝青的抗高溫永久變形能力，而丁二烯段賦予瀝青一定的柔韌性。這種特殊的結(jié)構，使得 SBS 改性瀝青具有良好的高溫性能，同時低溫性能也得到改善。 （ 1） SBS 改性瀝青的作用機理。 SBS 中的聚丁二烯（ B）形成連續(xù)相，即所謂的軟段；聚苯乙烯（ S）形成物理交聯(lián)區(qū)，即硬段，這種特殊的結(jié)構特點使其在高溫下不易軟化，在低溫下又不會發(fā)脆，這一點正好可為路面改性瀝青所用。目前普遍認為在 SBS 劑量較低時， SBS 在瀝青中分散后，彼此間尚沒形成連續(xù)相，此時改性瀝青體系內(nèi)將發(fā)生 SBS 對瀝青的吸附作用和 SBS 自身的溶脹（體積可增大 6 倍），使得二者達到一種溶脹平衡，使基質(zhì)瀝青性質(zhì)發(fā)生改變，尤其是小分子組分減少，瀝青溫感性下降，高溫穩(wěn)定性提高。隨著 SBS 劑量增加（ 4% 5%） ， SBS 在發(fā)生溶脹的同時，相互間已形成網(wǎng)絡狀交聯(lián)，使瀝青的高溫特性能和感溫性進一步改善；同時 SBS 低溫柔性使得體系總體的柔韌性增強，對低溫抗裂性有利； SBS 的網(wǎng)絡化作用對荷載與溫度疲勞作用的應力消散和能量的消解有很大作用，從而提高瀝青的抗疲勞破壞作用；較高劑量的 SBS 改性瀝青其粘度較高，增強了瀝青與石料間的粘附作用，從而提高了瀝青的耐水害性能。一般認為 SBS 最佳劑量在 4 6%左右，若劑量進一步增加，有可能存在兩方面的問題 :一是瀝青和 SBS 間的相容性問題（當然有些瀝青與改性劑間在較低劑量時就會產(chǎn)生相容性不良） ；一是較高劑量會增加改性瀝青的成本。所以因根據(jù)實際情況來確定其合適的改性劑量。 （ 2） SBS 改性瀝青的路用特性。 溫差較大的地區(qū)有很好的耐高溫、抗低溫能力。 有較好的抗車轍能力，其彈性和韌性好。 提高了路面的抗疲勞能力，特別是在大流量、超載嚴重的公路上具有良好的應變能力，可減少路面的永久變形。 粘結(jié)能力特別強，能明顯改善路面遇水后的抗拉能力，并極大地改善了瀝青的水穩(wěn)定性。 提高了路面的抗滑能力。 增強了路面的承載能力。 減少路面因紫外線輻射而導致的瀝青老化現(xiàn)象。 減少因車輛滲漏柴油、機油和汽油而造成的破壞。 2、復合改性瀝青 SBS 改性瀝青路面已經(jīng)很大程度上改善了基質(zhì)瀝青的性能，但也不可避免的存在一些缺陷，如低溫脆性大、延度小、抗老化和抗疲勞性能差等。國內(nèi)外道路建設的發(fā)展需要對瀝青路面提出了更高的要求，不但希望鋪筑的瀝青路面能夠做到 “ 夏季不變形，冬季不開裂 ” ，而且希望鋪筑的路面具有較強的吸收交通噪音的能力，以滿足重交通流量、高等級公路和城市交通的不同需要。實踐證明，把橡膠粉加入到瀝青中 ，可以在一定程度上彌補以上缺陷。膠粉改性瀝青不但能夠提高瀝青的軟化點，尤其在改善瀝青低溫條件下流動性，提高延度（尤其是低溫條件下的延度）方面有著無可比擬的優(yōu)勢，增強瀝青回彈變形能力。 因此，在 SBS 改性瀝青中加入膠粉，不但可以提高瀝青的彈性，改善瀝青的高、低溫性能，還可以擴大瀝青的使用溫度范圍，同時廢膠粉資源豐富、價格低廉、加工工藝簡單，又不污染環(huán)境，還能實現(xiàn)廢棄輪胎的資源化。綜上可以看出，復合改性瀝青的研究具有重要的經(jīng)濟意義、環(huán)保意義和社會意義，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。 （ 1） SBS 和膠粉的特性。 SBS 是以 1， 3 一丁二烯和苯乙烯為單體，四氫呋喃為活化劑，以正丁基鋰為引發(fā)劑在環(huán)己烷溶劑中采用陰離子聚合法得到的線型或星型嵌段共聚物。每個丁二烯鏈段的末端都連接著 個苯乙烯鏈段，若干個丁二烯段偶聯(lián)則形成線型或星型結(jié)構。因此， SBS 改性劑分線型和星型兩種結(jié)構。 膠粉按其粒徑的大小可分為粗膠粉： 0.425mm 以上（ 40目）；細膠粉： 0.425 0.180mm（ 40 80 目）；精細膠粉：0.180 0.075mm（ 80 200 目）。改性道路瀝青主要用精細膠粉。 精細膠粉主要是由廢 舊鞋膠胎破碎而制得，成分主要為天然膠（ NR）和丁苯膠（ SBR）等，其橡膠烴含量在 55%左右。 （ 2）復合改性瀝青的性能。在瀝青中加入橡膠粉進行改性的橡膠瀝青，其改性效果在某些方面優(yōu)于單純的 SBS 改性瀝青，能夠達到優(yōu)良的技術性能。 良好的穩(wěn)定性。在瀝青中加入橡膠進行改性后，其針入度減小，粘度增大，軟化點提高，同時抗流動性提高，從而具有較高的抗車轍能力和抗推移擁包的能力。同時，在瀝青中加入膠粉提高了瀝青在低溫下的延度，增加了瀝青的柔韌性，改善了瀝青的低溫性能。由于加入膠粉后瀝青的粘附性增加 ，石料表面粘附的橡膠瀝青膜厚度增加，因而提高了瀝青路面抗水損害性能，延長了公路的使用壽命。 優(yōu)良的耐久性和抗滑性能。橡膠瀝青在低溫條件下敏感性降低，有利于抵抗不利氣候的循環(huán)作用，由于其柔韌性提高，橡膠瀝青能夠承受重復拉應力或拉應變的反復作用，疲勞壽命有了很大提高?？够允欠磻熊嚢踩缘年P鍵指標之一，隨著公路技術的不斷成熟和公路設施的不斷完善，人們對行車安全性的要求越來越高，橡膠瀝青能夠增加車輛輪胎與路面的附著性，增大摩擦系數(shù)，行車安全性將大為提高。 減少反射裂縫。橡膠瀝青具有較強的 柔韌性和抗疲勞性能，由橡膠瀝青膠結(jié)料、單粒徑集料組成的應力吸收薄膜夾層對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產(chǎn)生的應力傳到面層時大為減少，可明顯地減弱縫尖端應力的奇異性，降低應力強度因子，從而達到延緩反射裂縫產(chǎn)生的目的。用橡膠瀝青和單粒徑集料制成的橡膠瀝青薄膜能夠明顯防止和減少瀝青路面的反射裂縫，大大延長路面裂縫的反射時間。 減少噪聲污染。隨著經(jīng)濟建設的持續(xù)快速發(fā)展和人民的生活水平的提高，人們對道路舒服性要求也越來越高，瀝青路面結(jié)構由于具有平整度好、舒適度高、易于維修等優(yōu)點已 成為高速公路的主要路面結(jié)構形式。但目前高速公路瀝青路面在車輛高速行駛下所產(chǎn)生的噪音污染始終未能有效解決，橡膠瀝青能夠有效的吸收噪音，用在開級配磨耗層中更能夠大大降低噪音污染，從而使行車舒適性得以提高。 三、結(jié)束語 我國關于改性瀝青的研究工作雖然起步很早，基本上是和國際上同步的，但是主要停留在實驗室與試驗路上，缺乏大型系統(tǒng)工程。但隨著近年來改性瀝青以其優(yōu)良的使用性能得到會認可，使得其將會在將來的應用具有更廣闊的前景。 參考文獻： 1、鐘冬梅，淺談改性瀝青混合料的性能及施 工技術應用，科技創(chuàng)新導報 2009 年 33 期 2、許智雄，淺談膠粉改性瀝青的性能及應用，中國科技博覽 2011 年第 2 期 閱讀相關文檔 :淺談橋梁鉆孔灌注樁群樁基礎施工質(zhì)量控制 淺談港口工程鋼管樁施工質(zhì)量控制 淺談預應力混凝土管樁加土工格柵軟基處理施工技術 淺談瀝青混凝土路面施工質(zhì)量監(jiān)理 淺談振動壓路機的使用與保養(yǎng) 淺談高層民用建筑的消防給水設計 淺論防汛救災工作的部門間聯(lián)動 高邊坡錨索框架梁護坡施工技術探討 市政排水管道工程施工技術探討 公