改性劑對基質(zhì)瀝青性能影響的研究

瀝青路面的高溫穩(wěn)定性通常是指瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力，瀝青作為瀝青混合料中最重要的組成材料，其性能直接影響瀝青混合料的各種技術(shù)性質(zhì)。本文通過試驗，研究改性劑sbs對基質(zhì)瀝青高溫穩(wěn)定性的影響。

為了研究sbs改性劑的類型對改性瀝青高低溫性能和累計變形量的影響,進(jìn)行常規(guī)測試和mscr測試是十分必要的。通過針入度體系常規(guī)的評價方式,以及采用dsr在一定條件下進(jìn)行溫度頻率掃描實驗和mscr測試進(jìn)行綜合性能分析。選擇20—90℃這個區(qū)間評價改性瀝青的溫度敏感性能,采用60℃進(jìn)行10次mscr測試改性瀝青累計變形量分析改性瀝青的永久變形能力。結(jié)果表明,三種改性瀝青的常規(guī)測試指標(biāo)均滿足施工規(guī)范要求,3種改性瀝青的溫度敏感性類似,進(jìn)口改性劑制備的改性瀝青略好,星型改性劑制備的改性瀝青復(fù)數(shù)模量偏大。線性改性劑制備的改性瀝青變形量較大,恢復(fù)率也較高,而星型改性劑制備的改性瀝青變形量較小,恢復(fù)率略低。

sbs改性瀝青能夠提高瀝青混合料高溫抗車轍、低溫抗開裂能力,并使之具有較好的水穩(wěn)定性和抗老化能力?；|(zhì)瀝青標(biāo)號和產(chǎn)地不同,生產(chǎn)的改性瀝青的性能也不一樣,混合料的路用性能也有差異。設(shè)計與施工時,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件等選擇合適的基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性。

為了研究sbs改性劑的微小變量對改性瀝青路用性能的影響，對其模量變化和內(nèi)聚能變化的研究是十分重要的。通過單因素變量法對不同劑量的改性瀝青性能的進(jìn)行研究，選擇利用dsr測試改性瀝青的溫度敏感性和內(nèi)聚能的變化。研究結(jié)果表明，常規(guī)的三大指標(biāo)很難對微小變量的改性瀝青進(jìn)行性能優(yōu)劣區(qū)分，采用dsr進(jìn)行溫度掃描則發(fā)現(xiàn)。4．5％摻量時候的改性瀝青溫度敏感性最小，而采用dsr進(jìn)行直接拉伸時，則發(fā)現(xiàn)改性瀝青的內(nèi)聚能隨著改性劑摻量的的增大而增大。

sbs改性瀝青的低溫性能受到基質(zhì)瀝青標(biāo)號、油源和改性劑結(jié)構(gòu)、摻量的共同影響?；|(zhì)瀝青的標(biāo)號是一個重要的影響因素。為此,以動態(tài)剪切流變儀(dsr)實測的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)為評價指標(biāo),針對線型sbs改性瀝青,分析了不同摻量下基質(zhì)瀝青的標(biāo)號對sbs改性瀝青低溫性能的影響。結(jié)果表明,基質(zhì)瀝青的標(biāo)號對低溫性能有重要影響,這種影響受到改性劑摻量的限制,摻量越大,影響越大。

對五種不同基質(zhì)瀝青進(jìn)行性能和四組分分析,利用這五種瀝青在相同工藝條件和配方下制備了五種改性瀝青并對其進(jìn)行性能對比分析。實驗結(jié)果表明:基質(zhì)瀝青中芳香分對改性瀝青產(chǎn)品儲存穩(wěn)定性和低溫延度影響較大,芳香分含量越大,基質(zhì)瀝青與sbs相容性越好,制備的改性瀝青產(chǎn)品具有較好的儲存穩(wěn)定性和較優(yōu)良的低溫延度。

研究了不同基質(zhì)瀝青對橡膠瀝青針入度、軟化點以及布氏黏度的影響。綜合性價比,考察了以ksh-71為原料,在180℃反應(yīng)溫度下,添加摻量20%的40目橡膠粉及改性助劑制備橡膠瀝青,其各項指標(biāo)均符合交通部橡膠瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,表現(xiàn)出良好高低溫性能。

對不同類型、不同牌號的sbs和不同的基質(zhì)瀝青,采用不同摻配按照相同的加工工藝制備sbs改性瀝青,通過技術(shù)指標(biāo)試驗來分析sbs類型、牌號、摻量和基質(zhì)瀝青對sbs改性瀝青性能的影響,結(jié)果表明:星型sbs的改性效果并不一定優(yōu)于線型sbs,但線型sbs較星型sbs與同一種基質(zhì)瀝青有更好的相容性;sbs嵌段比為30/70的sbs的改性效果優(yōu)于嵌段比為40/60的sbs;與同一類型的sbs改性劑相容性越好的基質(zhì)瀝青,其改性效果越好;而同一種sbs改性瀝青的改性效果隨sbs改性劑摻量(小于5.5%)的增大而提高。

為制備適于我國排水性瀝青路面應(yīng)用的高粘瀝青,通過室內(nèi)試驗研究高粘瀝青添加劑tps對兩種不同油源的90#基質(zhì)瀝青的改性效果.以60℃黏度作為評價高粘瀝青的關(guān)鍵指標(biāo),重點研究tps摻量變化對改性瀝青60℃黏度及其他物理性能的影響規(guī)律.結(jié)果表明:tps對兩種不同油源的基質(zhì)瀝青的改性效果差異較大,尤其對于60℃動力黏度指標(biāo),在相同tps摻量下,基質(zhì)瀝青的瀝青質(zhì)含量越大,改性瀝青的60℃黏度越大,二者的配伍性較好,推薦tps摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為14%～16%,此時改性瀝青膠結(jié)料的60℃黏度增長迅速,能夠滿足高粘瀝青的黏度要求,且改性瀝青膠結(jié)料的感溫性、高溫穩(wěn)定性與低溫抗裂性、彈性恢復(fù)能力等都得到了較大程度的提高.

以瀝青的高溫和低溫性能為評價對象，針對相同標(biāo)號不同油源基質(zhì)瀝青和不同摻量改性劑，分析了改性劑對不同油源基質(zhì)瀝青性能的影響和改性劑摻量對改性瀝青性能的影響，結(jié)果表明，同一種改性劑對不同油源基質(zhì)瀝青的改性效果不同；改性劑摻量對改性瀝青的性能有重要影響，而且摻量越大，影響越顯著。

介紹sbs改性瀝青與sbs改性劑的概念與特性,對于不同類型的sbs針對不同的基質(zhì)瀝青,采用不同摻配方法按照相同的加工工藝制備sbs改性瀝青,通過各項技術(shù)指標(biāo)試驗結(jié)果來分析sbs類型、摻量和基質(zhì)瀝青品種等因素對sbs改性瀝青性能的影響。

SBS改性劑對寒區(qū)彩色瀝青性能影響分析

采用不同的sbs改性劑生產(chǎn)出改性乳化瀝青,對比sbs的品牌和用量對改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)的影響,得出sbs膠乳用量對乳化瀝青蒸發(fā)殘留物延度、軟化點和彈性恢復(fù)的影響規(guī)律,確定最佳改性劑品牌和用量,為sbs改性乳化瀝青推廣提供參考.

目前,改性瀝青在高速公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用,基質(zhì)瀝青和改性劑的種類繁多,但并不是任何一種瀝青和任意一種改性劑相互摻配都能達(dá)到比較理想的改性效果,改性劑與基質(zhì)瀝青存在配伍性問題

本文主要討論基質(zhì)瀝青標(biāo)號及礦料最大粒徑對改性瀝青sma高溫、低溫等路用性能的影響。

通過常規(guī)試驗和黏韌性、彈性恢復(fù)試驗研究了膠粉摻量對不同等級基質(zhì)瀝青改性的性能影響,結(jié)果表明:摻加膠粉到不同等級的基質(zhì)瀝青中,性能都有較大的提升,其中高標(biāo)號的瀝青具有更明顯的改善效果;膠粉摻量在18%~24%的范圍里,橡膠瀝青性能較好,20%是as70膠粉改性瀝青的最優(yōu)摻量,22%是as90膠粉改性瀝青的最優(yōu)摻量。

sbs改性瀝青由于可以提高和改善瀝青路面的使用性能,在路面工程中得到了廣泛的應(yīng)用。本文將圍繞sbs改性瀝青,分析sbs改性劑類型對sbs改性瀝青性能的影響,并評價穩(wěn)定劑種類及摻量對sbs改性瀝青性能和儲存穩(wěn)定性的影響,為sbs改性瀝青的工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

文章編號:0451-0712(2007)02-0134-04中圖分類號:u414.750.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a 基質(zhì)瀝青和sbs改性劑的 相互作用機理分析 陳華鑫王秉綱 (長安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點實驗室西安市710064) 摘要:從sbs改性瀝青的材料組成特性出發(fā)采用吸附理論~熱力學(xué)理論~自由體積理論討論了在加工~施 工拌和與營運過程中sbs與基質(zhì)瀝青的相互作用分析了不同階段基質(zhì)瀝青與sbs改性劑之間的相互影響表明 在不同階段sbs與基質(zhì)瀝青間的相互作用是不同的在原材料選擇中應(yīng)充分注意改性瀝青的這一特點g 關(guān)鍵詞:sbs改性瀝青g吸附理論g熱力學(xué)理論g自由體積理論g相互作用機理 瀝青是一種典型的粘彈性材料其溫度敏感性 好壞直接影響著瀝青的路用性能g由于近年來優(yōu)質(zhì) 油源的缺乏普通基質(zhì)

采用拉伸強度試驗評價了改性瀝青的粘結(jié)性．試驗是在ｍｔｓ＿８１０（ｔｅｓｔｓｔａｒ＿ⅱ）材料試驗系統(tǒng)中進(jìn)行的，結(jié)果顯示改性劑能夠明顯提高瀝青的粘結(jié)力，其主要作用機理是改性劑吸收了部分瀝青組分，改變了瀝青的組分配合比和性質(zhì)．同時也使改性劑的一些性質(zhì)發(fā)生改變．由于改性劑的存在吸收了破壞應(yīng)力，因而提高了瀝青抵抗外力破壞的能力和破壞伸長率．并在此基礎(chǔ)上建立了微觀模型．

針對當(dāng)前對路用瀝青性能的要求,結(jié)合sbs改性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,利用sbs改性劑和橡膠粉對瀝青進(jìn)行改性,并對其性能進(jìn)行了研究。對此,文章采用單因素試驗方法,分別就橡膠粉摻量、橡膠粉目數(shù)、不同sbs改性劑摻量等對瀝青性能的影響進(jìn)行研究,最后加入芳香烴類和礦物料類,并通過調(diào)整試驗制備工藝,得出室內(nèi)改性瀝青最佳配方。

以遼河ah90瀝青為基質(zhì)瀝青,在其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)改性劑,可制備改性瀝青。利用瀝青軟化點隨時間的變化關(guān)系,建立了2種瀝青的老化動力學(xué)模型:lnr基=3.784+1.33×103texp(-4946/t),lnr改=3.949+1.54×103texp(-5242/t)。通過比較2種瀝青的動力學(xué)參數(shù),得出改性瀝青的抗老化性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青。借助紅外光譜分析可知,基質(zhì)瀝青的老化主要是吸氧氧化反應(yīng);而改性瀝青的老化除了具有基質(zhì)瀝青的老化反應(yīng)外,還存在sbs中聚丁二烯鏈段的斷裂和氧化反應(yīng)。

采用tps為改性劑制備高粘度改性瀝青,研究了tps對不同基質(zhì)瀝青的改性效果及tps摻量對改性瀝青性能的影響。結(jié)果表明:tps對瀝青的改性效果與基質(zhì)瀝青的組成密切相關(guān),在相同tps摻量下,基質(zhì)瀝青的膠質(zhì)含量越大,改性瀝青的60℃粘度越大;在tps摻量為14%~17%之間,tps摻量對改性瀝青的軟化點、針入度和延度的影響較小,而對60℃粘度影響顯著,對于s-70瀝青,在tps摻量大于15%以后,其60℃粘度迅速增大。