偶聯(lián)法合成道路用SBS與基質(zhì)瀝青的配伍性分析

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。

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。

采用兩種瀝青性能評價指標(biāo)體系,對兩種典型的天然瀝青—tla湖瀝青和bra巖瀝青,分別按20%、25%、30%三種摻量進行改性,并對改性后的瀝青進行配伍性研究。試驗結(jié)果表明摻加天然瀝青可有效提高基質(zhì)瀝青的耐高溫、耐老化性能,當(dāng)摻量在25%時效果最佳。

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

sbs改性劑的改性效果既與其劑量和改性工藝有關(guān),且與不同基質(zhì)瀝青的配伍性有關(guān)。本文通過試驗驗證了配伍性原理,根據(jù)工程所用基質(zhì)瀝青確定與其配伍的改性劑及劑量,而后經(jīng)過經(jīng)濟分析,最終確定改性劑及基質(zhì)瀝青間的配伍關(guān)系,實現(xiàn)經(jīng)濟效益和工程效果的雙贏。

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)。

sbs與基質(zhì)瀝青的相容性決定了改性瀝青相容體系的穩(wěn)定性。判斷相容性的指標(biāo)有離析軟化點、溶解度參數(shù)、ci值等。通過計算對比了各個指標(biāo)的適用性。

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。

采用四組分法分析了不同產(chǎn)地基質(zhì)瀝青的化學(xué)組成,并將各基質(zhì)瀝青分別制備了sbs改性瀝青進行對比。試驗結(jié)果表明:不同產(chǎn)地基質(zhì)瀝青的四組分含量存在較大差異,基質(zhì)瀝青對sbs改性瀝青穩(wěn)定性影響很大,芳香分和膠質(zhì)含量高的基質(zhì)瀝青與sbs的相容性較好,采用芳香分含量高的基質(zhì)瀝青能制得性能更為優(yōu)異的sbs改性瀝青,這些為改性瀝青生產(chǎn)中基質(zhì)瀝青的選擇提供了一定的依據(jù)。

本文結(jié)合復(fù)合材料理論和界面化學(xué)知識,對硅偶聯(lián)劑改善玻璃纖維表面機理進行了分析與研究,并通過紅外光譜分析瀝青與硅偶聯(lián)劑改善后的玻璃纖維的作用界面,得出硅偶聯(lián)劑與玻璃纖維發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),與瀝青未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而是簡單的物理纏繞。通過該結(jié)論可以為改善玻璃纖維表面性能,使其能廣泛應(yīng)用于瀝青混合料中提供一定的理論依據(jù)。

在國內(nèi)外改性瀝青研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,進行了聚合物sbs對基質(zhì)瀝青性能改善的研究,可見sbs改性瀝青在我國具有廣泛應(yīng)用前景。

　sbs加入瀝青后可以改善瀝青的使用性能,sbs對基質(zhì)瀝青的改性效果與基質(zhì)瀝青的組成和性質(zhì)有直接關(guān)系。首先以沙中減渣調(diào)合得到的瀝青為基質(zhì)瀝青,加入不同量的sbs,考察了sbs對改性后瀝青各個指標(biāo)的影響,發(fā)現(xiàn)sbs可以使瀝青針入度降低,軟化點升高,低溫延度(5℃)增加,抗老化性能增強,并從機理上對其進行了闡述。同時又以4種不同減渣經(jīng)調(diào)和制得符合gb/t15180-94標(biāo)準(zhǔn)的ah-110的瀝青為基質(zhì)瀝青,以膠體不穩(wěn)定指數(shù)ic為參數(shù)討論了加入相同量sbs對不同基質(zhì)瀝青的改性效果,發(fā)現(xiàn)ic越小,針入度、軟化點、低溫延度(5℃)、粘度(60℃)的變化程度越大。同時發(fā)現(xiàn)基質(zhì)瀝青的老化指數(shù)越高,sbs對其抗老化性能改善越顯著。

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。基質(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。

文章結(jié)合特立尼達湖瀝青的特點,將其與基質(zhì)瀝青摻配得到tla改性瀝青。根據(jù)不同摻配比例tla改性瀝青的各項技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)分析,通過試驗數(shù)據(jù)和圖表,能明顯看到tla對基質(zhì)瀝青的改性效果,并得出tla的最佳摻量,可供后續(xù)混合料研究與應(yīng)用參考。

文章編號:0451-0712(2007)02-0134-04中圖分類號:u414.750.3文獻標(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)

通常認(rèn)為sbs可以同時改善基質(zhì)瀝青的高、低溫性能。以三種常用的國產(chǎn)瀝青和一種進口瀝青作為基質(zhì)瀝青,采用四種不同的sbs對其進行改性,分別制得成品sbs改性瀝青。運用shrp試驗方法中的彎曲梁流變儀(bbr)分別對制得的這些sbs改性瀝青的rtfo/pav殘留物的流變特性進行了試驗研究。結(jié)果表明,用物理意義上的共存共混方法制備得到的sbs改性瀝青,其低溫等級基本保持在基質(zhì)瀝青的低溫等級上,即從流變學(xué)的意義上來說,sbs對基質(zhì)瀝青低溫抗裂性能的改善效果仍值得探討。

以糠醛為溶劑抽提脫瀝青油dao,并將抽出油作為瀝青調(diào)合的軟組分。測定了用doa和拔頭重油漿二組分調(diào)合以及用脫油瀝青doa,dao糠醛抽出油和拔頭重油漿三組分調(diào)合的瀝青性質(zhì),討論了軟組分加入對瀝青配伍性的影響。研究結(jié)果表明:以c4溶劑脫瀝青工藝生產(chǎn)的doa,dao,糠醛抽提工藝生產(chǎn)抽出油和油漿拔頭裝置生產(chǎn)拔頭重油漿等為原料,可以調(diào)合出滿足gb/t15180—2000ah-90重交通道路石油瀝青及交通部jtgf40—2004標(biāo)準(zhǔn)的90b級瀝青。

采用硅烷偶聯(lián)劑對集料改性提高彩色瀝青粘附性

瀝青砼路面設(shè)計說明 瀝青標(biāo)號 70號 針入度（25℃，5s，100g）0.1mm60～80t0604 適用的氣候分區(qū)2-4 遵義市最熱月平均最高氣溫為 25.3℃，年極端最低氣溫-7．1 ℃，屬夏熱冬溫氣候區(qū)。 a45 b43 c43 a、b100 c40 a2.2 b3.0 c4.5 閃點不小于℃260t0611 溶解度不小于%99.5t0607 質(zhì)量變化不大于%±0.8t0610或t0609 a61 b58 c54 a6 b4 殘留延度（15℃）不小于cmc15t0605 道路石油瀝青技術(shù)要求 t0615 t0604 t0605 殘留針入度比（25℃）不小于% ℃ 殘留延度（10℃）不小于cm 蠟含量（蒸餾法）不大于% 指標(biāo)單位等級試驗方法 t0606 t0

采用組分分析試驗和dsc(differentialscanningcalorimetry)方法分別測定基質(zhì)瀝青與經(jīng)天然瀝青改性后的組分和聚集狀態(tài)改變時的量熱變化,分析天然瀝青對基質(zhì)瀝青感溫性的影響,結(jié)果表明:經(jīng)天然瀝青改性后,瀝青質(zhì)含量、瀝青質(zhì)+膠質(zhì)之和、瀝青質(zhì)/膠質(zhì)之比均比基質(zhì)瀝青有很大程度的提高,改性后瀝青的針入度指數(shù)增大,軟化點升高、粘度增大;瀝青吸熱峰均降低,吸熱量減少,而從玻璃態(tài)到粘彈態(tài)、粘彈態(tài)到粘流態(tài)的峰值溫度上升,瀝青熱穩(wěn)定性得到提高,感溫性降低。

在對烏爾禾巖瀝青和東?；|(zhì)瀝青兩種原材料性能研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外巖瀝青改性瀝青的研究成果,選取5%、10%、15%、20%四種巖瀝青摻配比例,進行改性瀝青試驗研究,通過對不同摻量下的改性瀝青性能檢測,對比分析試驗結(jié)果,同時結(jié)合考慮經(jīng)濟因素,得出新疆烏爾禾巖瀝青改性東海瀝青的性能改善效果最明顯、性能價格比最優(yōu),且低溫性能不受損害的最合理摻量。

選用高溫、中溫、低溫性能較優(yōu)的bahrain瀝青作為改性瀝青的原料瀝青,采用sbs、gn-1及gn-2改性劑進行復(fù)合,制備了pg76-16、pg76-22、pg82-16、pg82-22四個系列改性瀝青產(chǎn)品,優(yōu)化配方,降低成本,其技術(shù)方案在中東地區(qū)應(yīng)用,具有較好的經(jīng)濟效益。