高粘度改性沥青的老化性能研究
第33卷 第1期2011年1月
武 汉 理 工 大 学 学 报
JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
V ol.33 N o.1 Jan.2011
DOI:10.3963/j.issn.1671 4431.2011.01.017
高粘度改性沥青的老化性能研究
张雪韬1
,陈淑萍2
,任德良2
,张恒龙3
,余剑英
3
(1.内蒙古锡林郭勒盟公路管理处,锡林浩特 026000;2.内蒙古锡林郭勒盟交通运输局,锡林浩特 026000;
3.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 430070)
摘 要: 分别采用T P S 和SBS 制备了高粘度改性沥青和普通SBS 改性沥青。研究了两种改性沥青在旋转薄膜烘箱(RT FO T )、压力老化箱(PA V )和紫外光老化前后物理性能的变化。结果表明:T PS 改性沥青的抗短期热氧老化和长期热氧老化性能优于SBS 改性沥青,同时,T P S 改性沥青具有良好的抗紫外光氧老化性能。关键词: 改性沥青; T PS; SBS; 旋转薄膜烘箱老化; 压力老化; 紫外光氧老化中图分类号: U 414.1
文献标识码: A
文章编号:1671 4431(2011)01 0079 03
Investigation of Ageing Resistance of High Viscosity
Modified Asphalt
ZH A N G X ue tao 1
,CH EN Shu p ing 2
,REN De liang 2
,ZH AN G H eng long 3
,YU J ian y ing
3
(1.Xilinguo lemeng H ig hw ay A dministrat ion Department of Inner M ong olia,X ilinhot 026000,China;
2.X iling uolemeng T raffic Bureau of Inner M ong olia,X ilinhot 026000,China;
3.Schoo l o f M aterials Science and Engineer ing ,W uhan U niver sity o f T echno lo gy ,Wuhan 430070,China)
Abstract: T PS and SBS were employed to prepare hig h visco sity modified asphalt and co mmon mo dif ied asphalt,r e
spectiv ely.T w o kinds of modified asphalt w ere ag ed by means of the r olling thin film o ven test (R T FO T ),pressur e ag e ing v essel (P AV )and ultrav iolet (U V )pho toox idatio n ag eing.T he relative propert ies of modified asphalt w ere investig a ted befor e and after ag eing.T he results indicated that T P S modified asphalt had better ageing r esist ance com par ed w ith commo n SBS modified asphalt after RT FO T and P A V ag eing.Besides,T PS modified asphalt sho wed g ood resistance to U V pho too xidation ageing.
Key words: mo dified asphalt; T P S; SBS; RT FO T ; PA V ; U V photoo x idation ageing
收稿日期:2010 10 21.
基金项目:国家自然科学基金(50773061).作者简介:张雪韬(1964 ),男,高级工程师.E mail:zhangx uet ao @https://www.wendangku.net/doc/ea5531705.html,
随着我国公路建设的快速发展,交通量日益增大,车速逐渐提高,对路面功能提出了更高的要求[1 3]。开级配多孔隙排水性沥青磨耗层(OGFC)是一种孔隙连通的沥青混凝土结构,由于其孔隙率大(15%~25%)以及独特的骨架空隙结构,可为路面积水提供排水通道,地表降水透过多孔排水沥青表层,沿下面层表面排至两侧边沟泄走,不仅有效地降低表面积水引起的雨雾、溅水及晴日眩光,而且提供了足够的表面粗糙度,减少车辙变形,并且可降低噪音
[4 7]
。在欧美、日本及澳大利亚等地区,OGFC 已得到较广泛的应用
[8]
。然而,OGFC 虽具有上述优点,但其较大的孔隙率导致空气中的氧气和雨水容易深入沥青混合料的内部,与沥青接触的面积大,使沥青结合料老化速度加快。此外,紫外光对沥青的老化影响也很大
[9 11]
。而沥
青胶结料的老化必然使OGFC 路面的路用性能劣化,使用寿命缩短[12]
。
TPS 是日本为OGFC 而开发的一种沥青改性剂,采用T PS 制备的改性沥青60 粘度显著增大,沥青
混合料的强度和水稳定性明显增加。以TPS为改性剂制备了高粘度改性沥青,以普通SBS改性沥青作为对比,研究了T PS和SBS改性沥青的旋转薄膜烘箱老化(RT FOT)、压力老化箱老化(PAV)和紫外光氧老化性能。
1 试验部分
1.1 试验原料
基质沥青:SK 70,韩国SK株式会社;SBS:YH 791,湖南岳阳石化总厂;TPS:日本大有建筑株式会社。
1.2 改性沥青的制备
将基质沥青加热至(175 5) ,加入SBS,在恒定温度下用高速剪切机剪切1h,然后加入稳定剂在搅拌作用下反应2h,制成SBS改性沥青。
将基质沥青加热到(175 5) ,加入改性剂T PS,恒定温度下用高速剪切机剪切45min,然后置于搅拌器下继续低速搅拌2h,制成高粘度改性沥青。
1.3 物理性能测试
改性沥青的软化点、延度和针入度分别按JT J 052 2004中T0606、T0605和T0604进行测试。使用Broo kfield粘度计按照JT J052 2004中T0625测试其相关粘度。两种改性沥青物理性能如表1所示。
1.4 老化试验
1.4.1 旋转薄膜烘箱老化
表1 两种改性沥青基本性能
试验项目SBS改性沥青T P S改性沥青软化点/ 69.3101.4
5 延度/cm34.854
15 延度/cm74.290
135 粘度/(Pa s) 2.45 4.95
60 粘度/(Pa s)278023380
分别对两种改性沥青按照JTJ052 2000中T0610的规定,利用意大利CONT ROL公司生产的B1 86旋转薄膜烘箱进行短期老化试验,模拟沥青在拌和与摊铺过程中的老化,对老化后的试样进行相关性能测试。
1.4.2 压力老化箱老化
按照AST M D6521 00的规定,利用美国PRENT EX公司生产的PR9300沥青压力老化箱进行压力老化试验,模拟结合料在实际服务期内的长期老化。试验条件是:100 ,2.1MPa空气环境老化20h。
1.4.3 紫外老化
紫外光老化试验:在 140m m 9.5mm的平底圆盘中倒入(50 1)g的沥青,放入紫外老化箱中。老化箱中采用500W直管形紫外线高压汞灯作光源,紫外灯离试样的距离为45cm,紫外老化箱内部温度为恒温85 。对改性沥青进行不同时间老化,老化后样品进行相关性能测试。
2 结果与讨论
2.1 RTFOT老化对改性沥青性能的影响
分别测试T PS改性沥青和SBS改性沥青在RT FOT老化前后的软化点、5 延度和135 粘度,计算出软化点变化、延度保留率和粘度增加率,结果如表2所示。表2表明,经过RT FOT老化后,两种改性沥青的软化点和延度均降低,粘度则有不同程度的增加。但T PS
表2 RTFOT对改性沥青老化性能的影响
评价指标
RT F OT后
SBS改性沥青T PS改性沥青软化点变化/ -5-3.5
延度保留率(5 )/%68.779.6
粘度增加率(135 )/%15 3.4
改性沥青的软化点降低和粘度增加率均明显小于SBS改性沥青,延度保留率则大于SBS改性沥青。由此可见,与SBS改性沥青相比,T PS改性沥青具有更好的抗短期老化性能。
2.2 PAV老化对改性沥青性能的影响
表3给出了T PS改性沥青和SBS改性沥青在PAV老化后的软化点变化、延度保留率和粘度增加率。由表3可见,与SBS改性沥青相比,PAV老化后TPS改性沥青的软化点降低较多,但其延度保留率则明显大于SBS改性沥青,粘度增加率也远较SBS改性沥青要小。在PAV老化过程中,两种改性沥青软化点的降低主要是改性剂热降解所致。由于T PS掺量大于SBS,故其软化点的降低也较大。但T PS改性沥青的软80 武 汉 理 工 大 学 学 报 2011年1月
化点本身较高(大于100 ),在PAV 老化后软化点仍大于85 ,因此,TPS 改性沥青具有良好的抗长期老化性能。
2.3 紫外老化对改性沥青性能的影响 图1是TPS 改性沥青和SBS 改性沥青经过不同时间的紫外光老化后软化点的变化曲线。图1显示,两种改性沥青在紫外老化前期(0~8d),软化点都是降低;在紫外老化中期(8~12d),软化点均开始增大;在紫外老化后期(12~20d),T PS 改性沥青软化点变化很小,而SBS 改性沥青则又降低。
表3 PAV 对改性沥青老化性能的影响评价指标PA V 老化后
SBS 改性沥青
T PS 改性沥青
软化点变化/ -1.5-14.6延度保留率(5 )/%4961粘度增加率(135 )/%
39
18.
6
图2是T PS 改性沥青和SBS 改性沥青经过不同时间的紫外光老化后的135 粘度变化曲线。由图2可见:随紫外老化时间的延长,TPS 改性沥青的粘度一直增加,在老化前期和后期(分别为0~4d 和16~20d)粘度的变化更为明显。而SBS 改性沥青在紫外老化前期(0~4d)粘度变化较小,老化中期(8~16d)粘度增加明显变大,老化后期(16~20d)粘度开始降低。综合软化点和粘度的变化,可以认为TPS 改性沥青具有较好的抗紫外光老化能力。
3 结 论
a.RT FOT 短期老化后,T PS 改性沥青和SBS 改性沥青均表现为软化点和延度降低,粘度增大,但T PS 改性沥青软化点降低较小,延度保留率较高,粘度增加率较低。
b.PAV 老化后,TPS 改性沥青的软化点降低较多,但其延度保留率明显大于SBS 改性沥青,粘度增加率也远较SBS 改性沥青要小。由于T PS 改性沥青初始软化点较高,经PAV 老化后,其软化点仍大于85 。
c.TPS 改性沥青与SBS 改性沥青在紫外光老化前期和中期(0~16d)表现出相近的变化趋势,即软化点先降后增,粘度逐渐增大,但在老化后期(16~20d),T PS 改性沥青软化点变化很小,粘度继续增加,而SBS 改性沥青软化点和粘度均显著降低。
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第33卷 第1期 张雪韬,陈淑萍,任德良,等:高粘度改性沥青的老化性能研究
沥青老化特性及其对路面耐久性的影响
沥青老化特性及其对路面耐久性的影响 摘要：沥青作为沥青路面的结合材料，其老化特性直接影响到沥青路面的耐久性。文章介绍了沥青老化的机理及老化特性，分析了沥青老化对沥青路面耐久性的影响，提出了如何在沥青路面生产、施工及运营管理等阶段减少沥青老化的建议，对如何提高沥青路面耐久性具有一定的指导意义。 关键词：沥青路面；沥青老化；路面耐久 沥青路面凭借其自身优点在我国高等级公路路面形式中占有重要地位，但如何延长沥青路面的使用寿命成为道路工作者的研究重点。根据多年来的科研与实践发现，良好的路面使用质量不但需要有合理的路面结构及材料组成设计外,而且原材料的性能亦至关重要.对于沥青混合料，虽然沥青占质量的5%左右，但沥青材料的性能直接影响了沥青混合料的路用性能。在我国，沥青路面早期病害较多导致了使用寿命缩短，除了设计与施工原因外,与沥青结合料的耐老化性能关系密切。沥青老化是指沥青生产出来后在贮存、运输、施工及路面使用过程中由于长时间暴露于空气中,在环境因素如热、氧、阳光和水的作用下发生的挥发、氧化、分解、聚合等物理化学作用,导致沥青内部分子结构和化学组分发生变化，进而促使沥青物理化学性质劣化的过程。一般来说，沥青老化后变硬变脆，低温时更容易开裂；老化后的沥青与集料的黏附性大大降低，在水的作用下，沥青混合料极易松散、剥落。因此，沥青的老化对于沥青路面的长期使用性能有很大的危害，严重影响了沥青路面的耐久性。 1沥青老化机理 目前对于沥青老化机理解释主要有两种理论，即组分迁移理论和相容性理论。组分迁移理论认为，沥青在发生氧化、缩合作用时，总的趋势是小分子量的化合物向大分子量的化合物转化，高活性、高能级的组分向低活性、低能级的组分转移，即低分子化合物向高分子化合物转变。相容性理论认为，一种沥青能否形成稳定的溶液，不决定于溶质粒径的大小，而决定于溶质（沥青质）在溶剂（软沥青质）中的溶解度和溶剂对溶质的溶解能力。 陈华鑫等对三种基质沥青通过不同老化方法及评价方法, 得出了基质沥青老化通常表现为两种变化趋势:一是饱和分、芳香分等轻组分挥发引起质量损失;二是以氧化为主, 主要是由氧与羰基、亚砜等化学官能团结合实现的。栗培龙等对沥青的绝氧热老化行为进行了试验分析，结果表明沥青绝氧老化是沥青分子降解与交联聚合共存的过程，只是在不同的老化阶段其中一种反应占优势而表现出来。在老化的前期，其中的活性长链和官能团迅速断裂，降解过程大于交联过程，导致材料的分子量降低，材料变软等；随着老化时间的延长，这些活性小分子逐渐与含氧基团发生脱氢反应，交联聚合作用大于降解作用，表现为分子量增大，胶体结构逐渐向凝胶型转化，材料的劲度提高、黏度增加等。谭忆秋等对紫外线老化后的沥青组分进行分析后得出了，芳香分和胶质是影响沥青抗紫外老化能力
SMC系列沥青改性剂
SMC系列沥青改性剂,常温改性沥青 现代交通路面材料的要求：在低温下应有弹性和塑形；在高温下要有足够的强度和稳定度；在加工和使用中增强抗老化能力；在多种矿物和结构表面有较强的粘附力；以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。沥青材料本身难以满足这些性能要求，迫切需要对沥青进行改性。维持公司专业技术团队充分利用废旧塑料、旧橡胶轮胎提取物生产的第三代产品SMC沥青改性剂从根本上改变了沥青固有的缺陷，不但在以上几个方面取得突破性进展还大大提高道路使用其他性能，如减少燃油、燃煤、沥青消耗量。因此沥青路面工程使用S MC沥青改性剂是一件利国、利民、利于地球环境的三益事业。产品特点： 一，低碳、节能、环保：使用SMC改性沥青生产的沥青混凝土，常温拌合，不需要对干燥矿料加热，沥青不在需要高温熔融只需要电加热70~100℃，碳排放低（按照标准四车道的省、国道，减低的能耗标准煤230T/KM）。SMC改性沥青混凝土常温生产、不加高温，CO2、煤灰矿料粉尘、苯并芘、沥青烟等有害毒气体排放只有传统沥青的2-1 0%，其高分子聚合物弹性使它比热沥青降噪28% 二，即铺即通少修补：SMC改性沥青混凝土属于柔性熟料成型迅速、固化缓慢且具备自动修复性质，不可抗拒的创痕裂隙，经过车轮的再次碾压可自动修复 三，低造价：SMC改性沥青砼成本与同级别SBS改性沥青砼相比成本约低￥260元/m3，与低级别的基质重交沥青混凝土相比约低￥80元/m3。SMC沥青混合料可长时间储存，用不完的产品进行简单包装可储存1个月。 四，适应性强：SMC改性剂与矿量相适应性均佳，热拌热铺的沥青砼则不宜采用石灰石类高温变性矿料（2012年5月完工的内遂高速运行俩个月即全面翻工，就因为就地取材使用石灰石矿料造成的）。 五，延长使用寿命：SMC改性沥青砼常温生产，沥青不加高温，延缓沥青老化，延长固化时间（施工6年后硬化程度与SBS热拌沥青混凝土施工当天的数据接近），抗重载比其他沥青高2-3倍，无车辙、不推移涌包、不龟裂，延长路面2-3倍使用寿命。 六，施工方便：SMC改性沥青砼在生产、施工过程中不受气温、时效限制，气温低于零下20℃均可正常施工，可以机械摊铺也可以人工铺设。 SMC已列入交通部公路科学研究院指定合作推广产品，并由交通部指定相关《中国道路产品企业施工规范》
SBS改性沥青路用性能的研究
文章编号:0451-0712(2005)01-0151-05 中图分类号:U414.750.1 文献标识码:A SBS改性沥青路用性能的研究 王奕鹏1,杜洪波2 (1.辽宁省交通勘测设计院 沈阳市 110005;2.青岛城建集团有限公司 青岛市 266032) 摘 要:通过对辽宁省常用的两种A H-90号重交通道路石油沥青掺加岳化SBS改性剂生产的改性沥青进行室内试验,比较SBS改性沥青及其混合料的路用性能,分析改性沥青性能与基质沥青指标之间的关系,并在规范的基础上,根据室内试验的结果有针对性地提出了改性沥青及其混合料路用性能的具体控制指标。 关键词:SBS改性沥青;基质沥青;路用性能;沥青混合料 近几年来,随着我国高速公路建设事业的迅猛发展,交通及气候条件对高速公路路面使用性能的要求也越来越高。一方面高速公路行驶车辆的重载、超载现象严重,并且渠化交通加重了车辆轴载对路面的破坏;另一方面,我国多数地区四季温差变化很大,沥青混凝土路面经受着气候条件变化的考验。为了防止沥青混凝土路面的早期破坏,提高路面的高低温性能和耐久性,必须对道路工程建设材料及施工工艺加以改进,而沥青的性能是决定路面质量和使用寿命的关键因素。实践证明,随着交通量和交通轴载的逐渐增加,采用外掺剂改善普通沥青的路用性能势在必行,而在众多的改性沥青中,SBS改性沥青已经逐渐成为最常用的改性沥青品种。本文结合我们所进行的室内试验,对SBS改性沥青的路用性能作简单的探讨。 1 SBS改性沥青的室内试验 1.1 室内试验所采用的材料 改性剂选择岳阳石化生产的道改2号星型改性剂。 基质沥青选择辽宁省生产的两种优质AH-90号重交通道路石油沥青,基质沥青的技术性能指标试验结果如表1。 表1 基质沥青试验结果 试验项目单位1号沥青2号沥青 针入度(25℃,100g,5s)15℃ 25℃ 30℃ 0.1mm 27.333.8 82.091.0 130.5161.0 针入度指数PI-0.86-0.75当量软化点℃47.045.7当量脆点℃-14.8-17.2延度(5cm/m in,15℃)cm>150>150软化点(环球法)℃48.944.3闪点(C OC)℃>230>230含蜡量(蒸馏法)% 1.84 1.76密度(15℃)g/cm3 1.029 1.014运动粘度(135℃)Pa?s0.267溶解度(三氯乙烯)%99.9299.94 薄膜加热 试验(163℃,5h) 质量变化 针入度比 延度(15℃) %+0.05+0.23 %64.970.9 cm>150>150 收稿日期:2004-10-28 公路 2005年1月 第1期 HIG HWA Y Jan.2005 N o.1
改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.wendangku.net/doc/ea5531705.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.wendangku.net/doc/ea5531705.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
我国改性沥青技术要求的特点分析
我国改性沥青技术要求的特点分析 来自：交通科技作者：陈瑞华 摘要：根据我国的公路改性沥青路面施工技术规范，讨论改性沥青的分类、使用范围、分级和感温性要求，分析改性沥青性能的评价指标，提出改性沥青的使用要求。 关键词：改性沥青技术要求特点分析 1 聚合物改性沥青技术要求 各国改性沥青标准都有一些共同特点，即根据聚合物类型的不同分类，将每一类型的聚合物改性沥青分成几个等级，每个等级适用于不同的气候条件。美国AASHTO-AGC-ARTBA改性沥青建议标准中，路用性能只控制有限的几种性质，包括感温性、低温开裂、疲劳开裂、永久变形、老化、均匀性、纯度、安全和工作性等。然而，我国提出的聚合物改性沥青技术要求，对SBS类、SBR类、EVA和PE类改性沥青，指标包括了针入度(25℃，100g，5s)、针入度指数、延度(5℃，5mm/min)、软化点TR&B、运动粘度(135℃)、闪点、溶解度、离析和软化点、弹性恢复(25℃)、粘韧性、韧性、质量损失、针入度比(25℃)等多种性质。 2 改性沥青的分类和使用范围 我国今后相当长的一段时间内，可能使用的聚合物改性沥青主要是SBS、SBR、EVA、PE。因此，将其分成为3类:①I类为SBS类，属于热塑性橡胶类聚合物改性沥青，1-A型和1-B 型适用于寒冷地区，1-C型适用于较热地区，1-D型适用于炎热地区及重交通量路段；②II 类为SBR类，属于橡胶类聚合物改性沥青，II-A型适用于寒冷地区，II-B和II-C型适用于较热地区；③III类为EVA、PE类，属于聚合物改性沥青，适用于较热地区和炎热地区，通
常要求软化点温度比最高月使用温度的最大日空气温度要高20℃。根据沥青改性的目的和要求，可以初步选择如下改性剂:①为提高永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类和热塑性树脂类改性剂；②为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类和橡胶类改性剂；③为提高疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类和热塑性树脂类改性剂；④为提高抗水害能力，宜使用各类抗剥落剂。 3 改性沥青的分级及感温性要求 改性沥青的技术指标以改性沥青的针入度作为分级的主要依据，其性能以改性后沥青感温性的改善程度，即针入度指数PI的变化为关键性评价指标。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过-1.0，改性后要求PI大于-1.0。标准中规定了各种改性沥青不同等级的PI值的最低要求[1]。从改善温度敏感性的要求出发，改性后希望在沥青软化点提高的同时，针入度不要降低太多。在国外的标准中，聚合物改性沥青的感温性通常采用不同温度的针入度及粘度表示，但低温针入度与疲劳开裂有关。 4 改性沥青性能的评价指标 从聚合物改性沥青的分类可知，同一类分级中的A、B、C、D主要是基质沥青标号及改性剂剂量的不同，从A到D意味着沥青针入度变小，沥青越硬，高温性能越好，相反低温性能降低。 SBS类改性沥青的最大特点是高温、低温性能都好，并有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标，适用于在各种气候条件下使用。SBR类改性沥青的最大特点是低温性能得到改善，以5℃低温延度作为主要指标，采用旋转薄膜加热试验(RTFOT)后的低温延度可以反映沥青老化试验的延度严重降低的实际情况，采用软化点试验作为施工控制较为简单，主要适用于在寒冷气候条件下使用。EVA及PE类改性沥青的最大特点是高温性能明显改善，以软化点作为主要指标，主要适用于在炎热气候条件下使用。 聚合物改性沥青通常是由聚合物和沥青结合料液相组成的多相混合系统，存在与产生改性效果的聚合物之间有一定程度的非兼容性问题。如果不相容性过于严重，以致影响到贮存和操作使用，就会导致改性失败。因此，对不是现场制作马上使用的改性沥青，要求进行离析试验以限制离析，或者规定薄膜加热试验后的延度。然而，一种材料适用的离析试验对另一些材料可能并不适合，只是目前尚没有建立评价这种材料的不相容性的测定方法[2]。 聚合物改性沥青的安全要求是由克立夫兰杯闪点最低要求规定的，要求现场所使用的沥青闪
一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂及耐老化沥青的制备方法-2013.06.21
说明书摘要 本发明涉及一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂及耐老化沥青的制备方法。一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征是它由有机蒙脱土、抗氧剂和光稳定剂经机械搅拌均匀复配而成，各原料所占质量百分比为：有机蒙脱土72%~84%，抗氧剂8%~14%，光稳定剂8%~14%。耐老化沥青由沥青和该抗老化添加剂通过熔融共混制备而成，沥青所占质量百分比为90%~99%，抗老化添加剂所占质量百分比为1%~10%。本发明根据不同原材料的性能特点，复配一种热稳定性好，可显著改善沥青抗热、氧、光老化性能的抗老化添加剂，并利用该抗老化添加剂制备相容性良好的耐老化沥青，实现对不同沥青抗热氧和光氧老化性能的协同改善目的。采用该抗老化添加剂制备的耐老化沥青不仅具有良好的耐热氧老化性能，而且具有优越的耐光氧老化性能。 发明人：余剑英，冯振刚，周吉，贾晓娟，章灿林，徐海露，姜成城
权利要求书 1. 一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征是它由有机蒙脱土、抗氧剂和光稳定剂组成，各原料所占质量百分比为：有机蒙脱土72%~84%，抗氧剂8%~14%，光稳定剂8%~14%。耐老化沥青由沥青和该抗老化添加剂组成，沥青所占质量百分比为90%~99%，抗老化添加剂所占质量百分比为1%~10%。 2. 根据权利要求1所述的一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征在于：所述的有机蒙脱土为钠基蒙脱土经十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基二甲基苄基氯化铵有机化插层处理而得，有机蒙脱土的细度为200~400目。 3. 根据权利要求1所述的一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物，混合时为任意比。 4. 根据权利要求1所述的一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征在于：所述的光稳定剂为2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或任意一种以上的混合物，混合时为任意比。 5. 根据权利要求1所述的一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征在于：各原料所占质量百分比为：有机蒙脱土72%~84%，抗氧剂8%~14%，光稳定剂8%~14%。 6. 根据权利要求1所述的一种用于改善沥青老化性能的抗老化添加剂，其特征是按如下步骤进行： （1）按各原料所占质量百分比为：有机蒙脱土72%~84%，抗氧剂8%~14%，光稳定剂8%~14%选取有机蒙脱土、抗氧剂和光稳定剂； （2）将有机蒙脱土、抗氧剂和光稳定剂置于金属容器中，在室温下经搅拌机混合均匀，搅拌速率为500~1000rpm，搅拌时间为3~5min，为防止混合时粉尘外溢，金属容器须备有顶盖。 7. 根据权利要求1所述的一种耐老化沥青，其特征在于：所述的沥青为道路石油沥青，25℃针入度为60~100dmm，软化点为42~54℃。 8. 根据权利要求1所述的一种耐老化沥青，其特征在于：所述的抗老化添加剂为按照权利要求2~6制备而得的混合物。 9. 根据权利要求1所述的一种耐老化沥青，其特征在于：各原料所占质量百分比为：沥青90%~99%，抗老化添加剂1%~10%。 10. 根据权利要求1所述的一种耐老化沥青，其特征是按如下步骤进行： （1）按各原料所占质量百分比为：沥青90%~99%，抗老化添加剂1%~10%选取沥青和抗老化添加剂； （2）加热沥青至130~150℃，添加抗老化添加剂，开动高速剪切机，在2000~4000rpm 的转速下高速搅拌0.5~1h，保持温度为130~150℃。
改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
硫磺改性沥青性能概述
SEAM硫磺改性沥青性能概述 硫磺是性能优良的沥青改性剂，硫磺改性沥青混合料的强度和高温稳定性远高于普通沥青混合料和大部分改性沥青混合料，同时拌合温度低于普通沥青混合料20~30。C，是一种适用于重载交通且节能环保的路面材料。 一、硫磺沥青对材料的要求，为保证硫磺改性沥青的水稳定性，基质沥青应选用90#沥青，且掺量不宜大于40%。使用石灰岩集料的硫磺改性沥青混合料的水稳定性要好于使用玄武岩集料的硫磺改性沥青混合料，分析表明，硫化沥青与碱性集料的黏附性较好，若使用中性或酸性集料时，应同时采取抗剥落措施，并应进行水稳定性检测。胺类和非胺类抗剥落剂都能提高硫化沥青的水稳定性，以非胺类抗剥落剂更好。 二、水稳定性随着孔隙率的降低而提高，因此在一定条件下可通过降低孔隙率来提高硫化沥青的水稳定性而不必担心硫化沥青出现波动变形，硫化改性沥青混合料路面压实度应控制在98%以上。 三、SEAM硫磺改性沥青对沥青混合料的低温性能的改善不明显。 四、硫磺掺量在15~25%之间时，硫磺与沥青发生化学反应形成硫化沥青，减少了基质沥青的油份，提高了黏附性，超过这一限量值，将不再提高沥青的黏附性。 五、硫磺掺量为10%时，改性沥青的各项力学性能均不及普通沥青混合集料，掺量为15%时水稳定性最佳；掺量超过30%，硫化
沥青的抗车辙和抗疲劳（动稳定度和60min位移指标）性能增长变缓甚至会出现下降(主要与基质沥青性能有关)；在掺量为40%以下时，掺量越大，抗高温变形能力越强。 改性沥清的作用机理 硫磺能与沥青发生化学反应，减少沥青的油份（芳香分和胶质），增加饱和分和沥青质。超量掺加的硫磺会以非常细的晶体均匀分布在沥青中，结晶硫会在混合料中形成晶体网状结构，增加沥青混合料的结构强度和稳定性，掺量大于30%的沥青混合料的高温稳定性较低掺量的好。硫化沥青混合料的施工温度应不大于150。C
试析高速公路工程中改性沥青的应用
试析高速公路工程中改性沥青的应用摘要：随着交通事业的蓬勃发展，交通流量快速增长,改性沥青在高速公路的应用也越来越广泛，在我国，改性沥青的研究起步较晚，但沥青改性所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视，本文通过分析不同种类改性沥青的性能、使用环境、生产效率等，为改性沥青在高速公路的应用提供有价值的参考。关键词：高速公路；改性沥青；应用 abstract: with the vigorous development of the transport, traffic flow rapid growth of modified asphalt on the highway has become increasingly widespread, of a late start in china, modified bitumen, asphalt modifier, the fineroad performance has been the recognition and attention of the people, by analyzing the different types of modified asphalt, the environment, production efficiency, and provide a valuable reference for the application of modified asphalt in highway. key words: highway; modified asphalt; application 中图分类号：u412.36+6 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012） 1影响改性沥青应用的几大因素 1.1改性沥青施工温度较普遍沥青需提高10～20℃，在拌合、摊铺、碾压过程中增加了施工难度，从而增加了直接施工成本。并且由于普通沥青施工温度已经很高，提高温度后致使沥青老化现象
橡胶沥青的国内外研究现状
国外研究现状 早在1845年，英国就进行了往沥青中掺加橡胶以改善其性能的尝试，1901 年法国修筑了试验路段，1937年英国在波兰修筑了几段路面，1947年美国也采用合成橡胶粉和胶乳改性修筑路面，日本于1942年开始采用天然橡胶胶乳掺入沥青乳液中。1952年在东京，1945年北海道，都修筑了这种改性沥青的路段。以后，天然橡胶、合成橡胶或掺入乳胶的沥青于1960年左右就开始在日本其它地方的路面工程中使用，并且用量剧增。由此可见，在国外橡胶改性沥青已成为一种发展趋势。 从上世纪六、七十年代以来，美国、瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚、日本、南非、印度等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶沥青混凝土的应用研究。 近20年来，美国、加拿大、韩国、日本等国成功的应用胶粉改性沥青修筑高速公路、高等级公路。 美国用废轮胎作为改性剂制造改性沥青用于修筑公路已经有了20年的历史。1982年~ 1986年间已试验铺筑210多个路段，共1.1万km，这种路面的热稳定性能和防冻性能都比较好，并可以减少维修费用。美国联邦法院在1991年颁布了在新修筑的沥青路上必须掺用20%的胶粉的立法，极大地促进了废旧胶粉的利用，橡胶粉改性沥青已在美国加州、佛罗里达州、俄亥俄州等广泛使用。据美国联邦统计局统计，到1997年废胶粉改性沥青已消耗了8000万t废轮胎。 德日耗200t废轮胎用于修筑公路、运动场及机场跑道。法国、比利时、奥地利在公路建设中亦广泛采用废胶粒、胶粉配料；俄罗斯伏尔加格勒公路交通部门将废轮胎粒用于铺设路面，可有效地预防冬季路面结冰而产生交通事故。他们的做法是在用沥青铺筑路面后，当沥青尚未干时在上面洒一层废轮胎胶粒。这样，冬季路面的冰块容易被压碎，车辆行驶就不会因为打滑而发生冲撞事件。为了减少车辆行驶时的噪音，英国在萨里郡交通繁忙的4条道路上用废轮胎胶粒铺设路面，测定胶粉配料路面与传统配料路面是否坚固耐用，如果结果令人满意，英国柯拉斯将获得这种方法的广泛使用权。据称，用这种方法可以使噪音减少70%。这种技术是将3mm粒径的废轮胎胶粉混入热沥青中并搅拌均匀，用量为沥青总量的3%。这种技术优点之一是胶粉粒取自于再回收利用的废旧轮胎，有利于环境保护。此外, 这些橡胶颗粒还具有吸收光线, 缓减强光刺眼的好处, 与传统的
沥青的应用现状和发展趋势
改性沥青改性机理及其应用 与水泥混凝土路面相比，沥青混合料路面以其优良的性能在公路修筑中获得了广泛的应用，特别是在高等级路面中更足以沥青混合料路面为主。纵观沥青路面的发展历程，改性沥青得到了广泛的应用，而且这也是沥青混合料发展的必然趋势。 一．改性沥青的改性机理 普通道路沥青因其冬季易变硬发脆，夏季易变软流淌，其温度敏感性大，热稳定性和低温抗裂性差等缺点，易引起沥青路面严重车辙、拥包和开裂等破坏。在自然环境因素影响下，沥青路面老化严重、疲劳耐久性欠佳，导致其路用品质和使用年限很难达到预期的设计目标。研究表明，SBS是苯乙烯与丁二烯单体以丁基锂为引发剂，采用溶液聚合方法，制成的苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物，在它的分子结构上具有软端和硬端，所以SBS兼有橡胶和塑料两种性能。物理共混——SBS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中，SBS与沥青之间没有发生化学作用，只是一种分子间作用力；化学改性——加入添加剂使沥青和SBS之间发生加成、交联或接枝等化学反应，形成较强的共价键或离子键，改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高SBS改性沥青路用性能的重要手段。SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作川，也就是使沥青软化点大幅度提高的同时，又使低温延度明显增加，感温性得到很大改善，而且弹性：恢复率特别大。所以理论上能极大地提高沥青混合料的整体性能。并且，根据改性沥青混合料的试验，车辙试验的动稳定度，冻融劈裂试验等指标也得出了SBS能大幅度提高沥青混合料性能的结果由于SBS改性沥青体现出其他改性剂无可比拟的优点，在将来较长的一段时间内国内改性沥青的发展方向应该以SBS作为主要方向。尤其是现在，SBS的价格比以前有了大幅度的降低，技术也已经成熟，非常有利于在国内广泛推广应用。 二．改性沥青的应用现状： 1．国内外SBS改性沥青的发展情况 （1）．发达国家SBS改性沥青在道路建设中的应用情况 SBS产品工业化生产始于20世纪60年代。1963年美国Philips石油公司首次用偶联法生产出线型SBS 共聚物，商品名Solprene。1965年美国Shell公司采用负离子聚合技术以三步顺序加料法开发出同类产品并实现工业化生产，商品名Kraton D。1967年荷兰Philips公司开发出星型SBS产品，1972年美国Shell 公司又开发出SBS的加氢产品（SEBS）。1980年，Firestone公司推出商品名为Streom的SBS产品，该产品的苯乙烯结合量为43%，产品有较高的熔融指数，主要用于塑料改性和热熔粘合剂。随后，日本的旭化成公司、意大利的Anic公司、比利时的Petrochim公司等出相继开发出SBS产品。目前世界上有美国、意大利、中国、中国台湾、比利时、法国、德国、日本、韩国等约12个国家和地区生产SBS产品。 北美和欧洲，SBS的最大应用领域是沥青改性，其次是粘合剂和鞋类。日本SBS主要用于聚合物改性和沥青改性。这些国家在公路建设中使用SBS进行沥青改性占SBS消费量的比例如下表。 消费领域北美西欧日本 沥青改性25% 44% 26% (2)．国内SBS改性沥青发展情况 我国从20世纪70年代中期开始对SBS进行研究开发，北京燕山石油化工公司研究院、兰州石油化工公司研究院、北京化工研究院、轻工业部制鞋所等单位均对SBS产品科研开发做了大量的工作。1984年4月燕山石化公司研究院千吨级SBS中试生产技术获得成功，随后又开发出万吨级成套工业技术。 1989年湖南岳阳巴陵石油化工公司合成橡胶厂采用燕山石化公司研究院的技术，建成国内第一套1万吨/年SBS生产装置，并于1990年全面投产，结束了我国SBS产品长期完全依赖进口的局面。1996年底，岳阳石油化工总厂将SBS装置生产能力扩建至3万吨/年，1998年又将装置生产能力扩建至5万吨/年。近年随着国内SBS市场的迅速扩大，2001年又再次将装置能力扩大到10万吨/年。北京燕山石化公
乳化沥青及改性剂
乳化沥青 科技名词定义 中文名称：乳化沥青 英文名称：emulsified asphalt 定义：将熔化的沥青微粒(1—6μm)分散在乳化剂的水介质中而成的乳状液，毋需加热， 就可拌成沥青胶、沥青砂浆、沥青混凝土等。 所属学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；建 筑材料（水利）（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 沥青微粒均匀分散在含有乳化剂的水溶液中所得到的稳定的乳液。 乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。当乳化沥青破乳凝固时-- 还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，道路材料的最终强度才能形成。 在众多的道路建设应用中，乳化沥青提供了一种比热沥青更为安全、节能和环保的系统，因为这种工艺避免了高温操作、加热和有害排放。 乳化沥青主要用于道路的升级与养护，如石屑封层，还有多种独特的、其它沥青材料不可替代的应用，如冷拌料、稀浆封层。乳化沥青亦可用于新建道路施工，如粘层油、透层油等。 乳化剂 中文名称：乳化剂
英文名称：emulsifying agent;emulsifier 定义1：能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。 所属学科：机械工程（一级学科）；表面工程（二级学科）；电镀与化学镀（三级学科）定义2：能与油质物质反应，使之易于用水洗涤的物质。分为亲水性乳化剂和亲油性乳化剂两种。 所属学科：机械工程（一级学科）；试验机（二级学科）；无损检测仪器-渗透探伤机（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
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—1.3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
橡胶沥青老化性能影响
241 橡胶沥青老化性能影响分析 邢素芳 内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司 摘 要：本文通过对沥青老化的原因及其组分变化和性能变化的分析，研究了橡胶改性沥青的抗老化的性能。并对老化作用下沥青的组分及性能变化进行了研究。 1 前言 沥青的缺点是温度敏感性大，高温流淌，低温发脆，不能适应高等级公路的要求。为克服沥青的上述不足，沥青的改性受到人们的普遍重视。在沥青中添加外掺剂进行改性由来已久，用废橡胶改性沥青，既节约了资源，清洁了环境，又能改善沥青混凝土路面的各项性能，可谓一举多得，对意义很重要。但有关橡胶沥青的老化特性研究较少，对废橡胶改性沥青的老化性能规律性的研究对我们认识和使用废橡胶改性沥青非常重要的意义。 2 橡胶沥青老化性能分析 2.1 老化影响因素 沥青的氧化速度与温度有直接关系，温度高于100℃时,氧与沥青中活性基团化合速度迅速增加，生成含氧羰基官能团，同时有明显的脱氢缩合现象，并产生水与二氧化碳;温度较低时，氧化反应较为缓慢，氧被吸收存于沥青中，参与沥青中酯类活性基团的聚合、转化，生成大分子极性含氧基团。沥青虽然是憎水性材料，但在雨水的作用下,沥青中的可溶性物质被冲洗掉，也会造成沥青的老化变质。水的pH 值对沥青中沥青质、酸性分的油水界面张力影响很大。含有沥青质的模型油油水界面随时间延长而老化，界面初始屈服值明显上升，界面粘度也显著增加。沥青搅拌设备的好坏是保证加工质量和改性效果的关键。另外，工艺过程中的温度和搅拌时间也是影响改性效果的重要因素。在适宜的温度下随着搅拌时间的延长，橡胶颗粒逐渐变细，改性效果随之提高，但搅拌时间过长不仅降低生产效率，还会导致沥青的老化。搅拌温度太低，不仅增加搅拌时间，甚至不能使聚合物完全溶融于沥青中，搅拌温度过高会引起沥青老化。沥青路面长时间处于日光照射之下，光对沥青的耐久性影响值得重视。日光中，紫外线占 5%，红外线占 52%，可见光占 43%，其中紫外线对沥青老化的作用最大。紫外线较强的辐射能促使沥青分子聚合生成更多的活性基团，增加沥青组分参与氧化的数量和速度。验分析得出，引起沥青老化的热、氧、光、水等因素之间交互作用明显，多种因素共同作用较单一因素造成沥青老化的速度快得多。应尽量减少这些老化因素的共同作用，以减缓沥青的老化进程。2.2 老化后沥青组分变化 老化后沥青微观性状的变化主要以下几种现象： 组分移行,沥青的老化过程是一个十分复杂的物理化学过程，难以用结构式进行描述。一般认为，沥青老化过程中，其饱合组分是比较稳定的，在整个老化过程中变化不大，芳香分较易发生氧化聚合反应，胶质中含极性官能团的组分通 过分子间的聚合与缩和作用转变为沥青质。即沥青组分大致按芳香分、胶质、沥青质的路线向重质化的方向转化。因此，沥青老化的过程可以认为是沥青化学组分移行的结果。溶液相容性降低,溶液理论认为，溶质的溶度参数与溶剂的溶度参数的差值小于某一定值时，则能形成稳定的溶液。研究表明，老化沥青的溶度参数差值一般在 10 以上，优质沥青则一般在 7 以下。因此，沥青的老化过程可以描述为：老化使沥青中各组分的化学结构发生变化，沥青质的溶度参数较软沥青质的溶度参数增加的快，致使沥青的溶度参数差值增大，组分相容性降低，稳定性变差，路用性能衰减变劣。分子量离散,利用凝胶色谱(GPC)方法分析发现，沥青在老化过程中平均分子量随之发生变化，分子量分散度增加。这主要是由于沥青老化过程中，各组分分子的氧化聚合、受热裂解等作用造成的。因此，可以利用小分子组分含量的降低率及大分子组分含量的增加率来表示沥青老化的程度：小分子组分含量降低越大，大分子组分含量增加越高，表示老化程度越深。蜡熔点及含量增加,沥青老化过程中，蜡的含量明显上升，并且蜡的熔点范围变宽，高熔点蜡的含量增加的更为显著。由于国产沥青含沥青质较少。因此，蜡在结晶过程中易形成粗大的晶体，对沥青性质影响较大，使其可塑性及抗变形能力较差,使用性质变劣。另外，沥青热分析表明，经过短期老化，沥青中蜡的熔点可提高 3～5℃，从表征沥青老化的粘度指标看，蜡熔点提高，亦显现为沥青老化变质。2.3 老化后橡胶沥青性能变化 通过对三种沥青对比试验的方法分析不同改性沥青的抗老化的性能。结果表明：废橡胶粉的掺入，在热老化以后，改性沥青软化点升高程度比，随着胶沥比的增加软化点升高的程度有所降低，在废胶粉掺量较低时，老化后的软化点比较低，随着配比的增加软化点逐渐升高。对比老化前的软化点，改性后的沥青软化点升高的程度比基准沥青升高的程度小。而老化点升高的程度越越大，说明老化程度愈深，抗老化性越差。在加入废胶粉后，无论是哪个粒径和掺量，其改性沥青的低温延度(5℃)值均高于基准沥青老化后的延度值。说明胶粉的加入可明显改善基质老化后的低温塑性，可提高其在低温下的抗开裂性能。沥青材料的延度是与其胶体结构有关的一个指标，通常认为沥青的延度是与沥青中分散相在分散介质中的浓度、分散介质的黏度和分散相与分散介质的亲和力等因素有关。老化后延度都有所降低，但是降低程度不同，加入改性剂后延度降低程度比基准沥青小。说明抗老化性能得到改善，但是改善程度不同。 针入度是评价沥青抗老化性的重要指标，可以发现，用 （下转第245页）
SBS改性沥青的性能与应用
SBS改性沥青的性能与应用 摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。 关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景 1 前言 随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。 2 SBS改性沥青简介 SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。