改性沥青种类和使用性能比较
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改性沥青混合料1. 引言改性沥青混合料是一种常用于道路铺设的材料,它通过将沥青与其他材料进行混合改性,以提高其性能和耐久性。
改性沥青混合料有着较好的抗裂性、抗剪切性、抗水损害性等特点,在道路工程中得到了广泛应用。
本文将介绍改性沥青混合料的基本概念、种类、性能及其在道路工程中的应用。
2. 改性沥青混合料的基本概念改性沥青混合料是由沥青和其他材料,如添加剂、纤维素等,按一定比例混合而成的材料。
沥青作为改性沥青混合料的主要组成部分,起到粘合和润湿骨料的作用,提高混合料的强度和稳定性。
3. 改性沥青混合料的种类改性沥青混合料根据改性方法和改性剂的种类可分为多种类型,常见的有:3.1 聚合物改性沥青混合料聚合物改性沥青混合料是将聚合物改性剂添加到沥青中,通过改善沥青的粘附性、抗老化性和变形性能来提高混合料的性能。
常见的聚合物改性剂有SBS(聚合物-胶粘剂-沥青)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)等。
3.2 橡胶改性沥青混合料橡胶改性沥青混合料是将橡胶粉、橡胶颗粒或橡胶乳液添加到沥青中,通过橡胶的弹性和抗老化性能来改善混合料的性能。
橡胶改性沥青混合料具有较好的抗裂性和耐久性,特别适用于高流量道路的铺设。
3.3 纤维素改性沥青混合料纤维素改性沥青混合料是将纤维素纤维添加到沥青中,通过纤维素的增强效应来提高混合料的抗裂性和抗剪切性能。
纤维素改性沥青混合料具有良好的可加工性和抗裂性能,适用于道路修补和反射裂缝的预防。
4. 改性沥青混合料的性能改性沥青混合料相较于传统沥青混合料具有以下优势:4.1 抗裂性改性沥青混合料通过添加剂、纤维素等改善了沥青的抗裂性能,减少了路面裂缝的产生,在道路使用寿命和平稳性上有明显提高。
4.2 抗水损害性改性沥青混合料具有较好的抗水损害性能,能够减少道路在雨水侵蚀下的老化和破损,延长路面的使用寿命。
4.3 抗剪切性改性沥青混合料通过添加聚合物、橡胶等增强剂,提高了沥青的抗剪切性能,使得混合料在交通荷载下有较好的稳定性和抗变形能力。
各改性沥青性能评价和参数分析摘要:在表征改性沥青的黏弹特性时,推荐采用车辙因子和复数模量来凸显改性剂的贡献。
文章采用了DSR流变仪的温度扫描来测试黏弹特性指标,分析了SBS沥青、AR沥青等不同的改性沥青。
这些测试旨在探究沥青的性能,以及其复数模量与车辙因子参数之间的相关性。
在试验中发现,改性沥青在实际道路铺筑上明显具有更大优势。
同时,还发现一次函数的线形关系在车辙因子和复数剪切模量之间体现,效果明显。
所以此次的研究指导意义在于有助于道路工程提高质量、延长使用期限。
关键词:道路工程;动态剪切流变仪;改性沥青;流变指标;路用性能0 引言改性沥青同时具有弹性和黏性的综合特点。
在温度、荷载改变的外界,沥青表现出来的性质就都不一样。
黏性使沥青能产生持久的形变,而弹性则使其能够恢复部分或全部形变。
路面的使用体验感和寿命受制于这种特性。
因此,优化黏弹性是提升道路性能的关键。
车辙因子和复数模量是评估黏弹性的常用指标[1]。
车辙因子是衡量沥青抵抗永久变形能力的指标,即高温性能;复数模量是评估沥青力学特性的关键参数,能够反映沥青的疲劳性能和应变分布情况[2]。
本文通过DSR温度扫描研究样品的物理性能随着温度的变化,研究不同改性沥青的改性效果和参数相关性,有助于道路工程提高质量、延长使用期限。
1 温度扫描测试沥青的流变性能DSR的温度扫描,是一种剪切模式[3]。
不同测试温度下,相位角δ和复数模量G*会随之起到一定的变化。
如图 1图 2,所示,左边是T-δ曲线;右边是T- G*曲线。
因为要保证试验的一致性,温度变化都是从40摄氏度升温到160摄氏度。
图 1各沥青的T-δ曲线(左)、T- G*曲线(右)图 2各沥青的T-δ曲线(左)、T- G*曲线(右)图 1图 2表明,所有沥青的G*都会因为温度升高而降低,体系黏弹性能减弱,但中高温状态下,复数模量呈现出来TB胶粉改性性能强;高温状态下,复数模量呈现出来SBS的改性效果更明显。
沥青的改性其目的是要改善沥青的技术性能和使用性能,重点是用改性沥青作为防水卷材的浸涂材料,以制造出性能较好的沥青防水卷材。
高分子聚合物改性沥青的方法一般是在沥青中加入高分子化合物,包括橡胶改性、树脂改性和热塑性弹性体的改性,改性时既要考虑性能要求,又要考虑经济性,目前已有许多高分子聚合物改性沥青防水卷材产品问世。
(1)SBS改性沥青苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)是热塑性弹性体,常温下其有橡胶的弹性,在高温下又能像橡胶塑料那样熔融流动,成为可塑材料,所以用SBS改性的沥青具有热不黏冷不脆、塑性好、抗老化性能高等特性,是目前应用最成功和用量最大的改性沥青。
SBS的掺量一般为5%~10%,主要用于制作改性沥青防水卷材、改性沥青防水涂料、改性沥青密封材料、其技术性能要求见表3-31。
(2)APP改性沥青无规聚丙烯(APP)在常温下为白色橡胶状物质,无明显的熔点,APP掺入沥青中,可使沥青的性能得到改善,具有良好的弹塑性、低温柔韧性、耐冲击性和抗老化等性能,其主要技术性能要求见表3-32。
表3-31 SBS改性沥青的物理性能项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型软化点/℃≥105 115低温柔度-18℃-25℃无裂纹弹性恢复率/% ≥85 90离析性上下层软化点变化率/% ≤20二甲苯可溶物含量/% 改性沥青≥97 改性沥青涂盖料≥94闪点/℃≥230注:本表摘自JC/T905-2002表3-32 APP改性沥青的物理性能项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型软化点/℃≥125 145低温柔度-5℃-15℃无裂纹滲油性渗出张数≤ 2二甲苯可溶物含量/% 改性沥青≥97 改性沥青涂盖料≥94闪点/℃≥230注:本表摘自JC/T 904-2002(3)丁苯橡胶改性沥青丁苯橡胶(SBR)是丁二烯与苯乙烯共聚而得到的共聚物,丁苯橡胶是合成橡胶中应用最广的一种通用橡胶,丁苯橡胶综合性能较好,强度较高,伸长率大,抗磨性和耐寒性亦较好。
丁苯橡胶可与乳化沥青共混制成改性沥青乳液防水涂料。
改性沥青及改性沥青混合料随着经济的快速发展,车流量越来越大,因此对道路的要求就越来越多,进而对沥青的物理化学甚至是其他很重要的性质也有了更多的限制要求。
从改性沥青的基本概念可以知道,改性沥青对于沥青的性质有了很大的帮助,但需要相应的制造出合适的符合路面要求的改性剂。
只有符合公路或是桥梁路面材料的改性剂才是最能提高沥青性质的改性剂。
1改性沥青的主要性质和改性沥青混合料的主要类型1.1改性沥青的主要内容性质改性沥青根据前文的分析比对发现,改性沥青的主要化学物理性质较普通的沥青建筑材料有了很大的改进和提高,因此比较受建筑施工的广泛应用。
分类来看,其性质改良主要从几个方向上看:(1) 对温度的敏感性来说,高温上有稳定性,能控制沥青颗粒分子的活跃性,进而控制了整体的稳定性,对化学性质来说有了很大的帮助。
对于低温来说,增加了路面的抗裂性,特别是针对冬天来说,降低了沥青内部颗粒的活跃性,所以固定的整体性,增加了抗裂性。
综上所述,改性沥青对于公路桥梁的路面与温度之间的敏感程度有了很大的控制趋势。
(2) 增加了沥青材料的防水性,有矢人员做了实验,实验数据分析,举个例子,改性沥青是比较典型的改性沥青混合料,改性沥青改性沥青混合料的劈裂强度和残留稳定度较基质沥青分别提高0.34倍和0.11倍,由此可见,改性沥青材料的抗水性或是防水能力都比以前的基质沥青好了很多,实验表明,改性沥青混合料对水的抗击能力也已经远远强于基质沥青材料。
(3) 延展性比较好,基质沥青材料因为主要是液体性质,所以本身的固定能力就不太好,但是加入改T生剂之后,改变了内部沥青颗粒的空间位置,也改变了颗粒间彼此的压力,所以,延展性就发生了变化,整体上,增加了延展性这种物理性质,增加了路面的稳定性,保证了路面所承受的压力范围有所增加。
1.2改性沥青混合料的主要类型根据实验的分析总结,其改性沥青混合料根据对基质沥青的物理化学性质的改变主要划分为:①温度敏感性。
各种沥青路面造价对比
说明
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
某某高速公路各种路面结构
性能与成本情况简要对比分析
一、术语说明
PAC:大空隙排水沥青路面
SMA:沥青马蹄脂碎石路面
AC:普通密级配沥青混凝土
HVA:高粘度沥青添加剂
高模量抗车辙添加剂
SBS改性:传统常规改性沥青方案,使用SBS改性剂对普通沥青制备改性沥青。
二、背景说明
在我国高速公路的表面层(上面层),我国当前应用最为广泛的路面结构形式(混合料类型)是AC13和SMA13,绝大多数采用SBS改性沥青。
PAC排水沥青路面在国内尚处于推广阶段,需要专用的添加剂(HVA),技术要求较高。
对中面层,目前的重载高速公路中有约30%使用改性沥青、且在初次投资充足条件下有逐渐常规化的趋势和必要性,主要是解决此前占据高速公路大修主导因素(80%高速公路沥青路面大修都是因为车辙问题)的车辙病害,因为中面层在路面总车辙病害中发生的变形占到50%左右。
加强中面层强度和承载能力,是有效解决以车辙为主的路面结构早期损坏,延缓路面大中修周期、保证路面不发生整体损坏而只是表面层修复的关键要素之一。
三、性价比对比要素
通过表1和表2分别对三种上面层路面结构形式和中面层沥青方案进行主要要素的对比。
表3为不同改性方案的典型指标。
表1:上面层不同混合料方案对比要素表
表2:中面层AC20沥青混凝土沥青改性方案对比
表3 掺加RA抗车辙剂(NZ型)与普通沥青和SBS改性沥青的性能对比
(AC-13C)。
从狭义上所讲的改性沥青一般是指聚合物改姓沥青。
沥青是多种有机物的混合物,其相对分子质量(油份约为500,胶质600~800,沥青质1000以上)的平均质远远低于高聚物,因此,引入高聚物后,因平均相对分子质量的改变,会显著提高沥青的综合性能。
用聚合物对沥青进行改性,可以提高沥青的强度、塑性、耐热性、黏结性、和抗老化性。
建筑防水涂料所用的高聚物改性沥青,其改性剂主要有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、无规聚丙烯(APP)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、再生橡胶等。
聚合物改性沥青的性能特点及常用聚合物的种类及性能要求详见表2-10。
SBS改性沥青苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)是热塑性弹性体,常温下具有橡胶的弹性,在高温下又能像橡胶塑料那样熔融流动,成为可塑材料,所以用SBS改姓的沥青具有热不黏冷不脆、塑性好、抗老化性能高等特性,是目前应用最成功和用量最大的改性沥青。
SBS的掺量一般为5%~10%,主要用于制作改性沥青防水卷材、改性沥青防水涂料,改性沥青密封材料。
其技术性能要求见表2-11。
表2-10 聚合物改性沥青的性能特点及常用聚合物的种类及要求
表2-11 SBS改性沥青的物理性能
潍坊市凯鑫防水材料有限公司。
常用道路改性沥青技术研究摘要:对于道路工程,如大桥桥面沥青混凝土面层和排水或吸音多孔隙沥青混凝土磨耗层,传统沥青的性能可能不适用,需要有改善性能的结合料以维持路面维修的合适间隔时间,聚合物改性沥青是用得最普遍的改性结合料。
本文对常用道路改性沥青技术进行探讨。
关键词:改性沥青;随着日益增长的交通量,车辆大型化及重载超载车的比例的不断增加,交通对路面的要求越来越高。
许多高速公路沥青路面建成不久就不能适应交通的需要,早期破坏的情况时有发生。
国外研究报告认为:近十年来由于道路上交通性质变化以及高温和低温作用,道路上最普通产生的路面损坏现象是永久变形(辙槽)、疲劳裂纹、剥落、松散和反射裂纹。
对于某些道路工程,如大桥桥面沥青混凝土面层和排水或吸音多孔隙沥青混凝土磨耗层,传统沥青的性能可能不适用,需要有改善性能的结合料以维持路面维修的合适间隔时间,聚合物改性沥青是用得最普遍的改性结合料。
本文对常用道路改性沥青技术进行探讨。
一、改性沥青的主要目的改性沥青的主要目的是改善沥青混凝土的使用性能,使其满足设计使用期间交通条件的要求,如减少高温时的永久形变,或增加低温时抗疲劳能力。
此外,还可以改善结合料与矿料的粘着力和结合料的抗氧化能力。
改性沥青可以在普通沥青中添加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善。
二、改性沥青的分类改性沥青的优良性能来源于它所添加的改性剂,改性剂在温度和动能的作用下不仅可以互相合并,而且还可以与沥青发生反应,从而极大地改善了沥青的力学性质。
从改性沥青定义来看,广义的改性沥青应该包括以下几种:1.掺加改性剂的改性沥青。
2.物理改性沥青,如普通沥青中加入木质纤维素、沥青路面施工中使用玻纤格栅等。
3.调和沥青,掺加天然沥青(湖沥青、岩沥青等)。
4.采用特别生产工艺的改性沥青,如半氧化沥青、泡沫沥青等。
从狭义上来看,我们现在所讲的改性沥青一般是指掺加聚合物类改性剂的改性沥青,国际上简称为pma、pmb或pmb。
工程中常用到的沥青种类1、煤沥青煤沥青是由煤干馏得到煤焦油,再将煤焦油蒸馏出轻油、中油、重油和葱油后所剩的残渣中得到的副产品。
煤沥青与石油沥青相比,主要有以下特点:韧性较差,容易因变形而开裂;温度敏感性较大,夏天易软化流淌,冬天易脆断;大气稳定性差,易脆断老化;含有葱、恭和酚,故有毒性和刺激性臭味,具有较高的抗腐蚀作用;因表面活性物质较多,与矿物表面的黏附力好。
煤沥青主要用于铺路、配制防腐剂和黏合剂,也可用于地面防潮、地下防水等工程。
2、改性石油沥青建筑工程中使用的沥青应具备良好的综合性能,如在高温条件下要具有足够的强度和稳定性;低温条件下具备良好的弹性和塑性;在加工和使用过程中具有一定的抗老化能力;与各种矿物和结构表面要有较强的黏附力等。
通常石油加工厂生产的沥青不一定能完全满足这些要求,使沥青防水工程漏水严重,缩短使用寿命。
为此,常在沥青中加入橡胶、树脂和矿物填料等改性材料,来改善沥青的多种性能,以满足使用要求。
1).橡胶改性沥青橡胶是沥青的重要改性材料,常用的橡胶改性材料有氯丁橡胶、再生橡胶、热塑性丁苯橡胶(SBS)等。
橡胶和沥青有很好的共混性,并能使石油沥青兼具橡胶的很多优点,如高温变形小,低温柔韧性好等。
橡胶改性沥青克服了传统沥青材料热淌冷脆的缺点,提高了沥青材料的强度和耐老化性。
2). 树脂改性沥青在沥青中掺人适量的树脂改性材料后,可以改善沥青的耐寒性、耐热性、黏结性和抗老化性。
但树脂和石油沥青的相容性较差,而且可利用的树脂品种也较少,常用的树脂改性材料有古马隆树脂、聚乙烯、聚丙烯等。
3).橡胶和树脂共混改性沥青在沥青材料中同时掺人橡胶和树脂,使沥青同时具有橡胶和树脂的特性,而且树脂比橡胶便宜,橡胶和树脂又有较好的混溶性,故改性效果较好。
常用的有氯化聚乙烯一橡胶共混改性沥青、聚氯乙烯-橡胶共混改性沥青等,配制时,采用的原材料品种、配比、制作工艺不同可以得到许多性能各异的产品,如卷材、密封材料、防水涂料等,4).矿物填料改性沥青在沥青中加入一定数量的矿物填料,可提高沥青的耐热性、黏滞性和大气稳定性,减小沥青的温度敏感性,同时可节省沥青用量。
一、SBS改性沥青防水卷材(聚酯胎):产品特点:采用聚酯毡(长丝聚酯无纺布)机械性能好,耐水性、耐腐蚀性能也很好;弹性和低温性能有明显改善,有效适用范围为(‐25~100)℃;耐疲劳性能优异。
使用范围:适用于高级和高层建筑物的屋面的单层铺设及复合使用,还可以用于地下室等防水防潮,更适合北方寒冷地区和结构易变性的建筑物的防水。
二、APP改性沥青防水卷材(聚酯胎):产品特点:有良好的弹塑性、耐热性和耐紫外线老化性能;其软化点在150℃以上;温度使用范围-15℃~130℃;耐腐蚀性好,自燃点较高(265℃);耐低温性能稍低于SBS防水卷材;热熔性很好,非常适合热熔施工。
适用范围:与SBS防水卷材相比,除一般工程中使用外,APP改性沥青防水卷材由于耐热度更好而且有着优良的耐紫外线老化性能,更适用于高温炎热或有紫外线辐照地区的建筑物的防水。
相对于来说SBS防水卷材使用范围更大一些。
但各有优劣,要根据当地环境以及建筑物的实际情况在结合两种卷材的特性来选择用料。
你非要比较下的话,我只能告诉你SBS防水卷材价格要比APP防水卷材高。
APP与SBS的区别2010-03-11 14:19:32|分类:科学常识| 标签: |字号大中小订阅弹性体改性沥青防水卷材简称“SBS卷材”,通常也称为SBS改性沥青防水卷材,是以聚酯毡或玻纤毡为胎基,苯乙烯-丁二烯—苯乙烯(SBS)热塑性弹性体作改性剂,两面覆以隔离材料所制成的建筑防水卷材,产品标记按以下程序进行:弹性体改性沥青防水卷材、型号、胎基、上表面材料、厚度和本标准号,例:3mm厚砂面聚酯胎I型弹性体改性沥青防水卷材,标记为SBS I PY S3 GB18242。
塑性体改性沥青防水卷材简称“APP卷材”,通常也称为APP改性沥青防水卷材,是以聚酯毡或玻纤毡为胎基,无规聚丙烯APP或聚烯烃类聚合物APAO、APO作改性剂,两面覆以隔离材料所制成的建筑防水卷材,产品标记按以下程序进行:塑性体改性沥青防水卷材、型号、胎基、上表面材料、厚度和本标准号,例:3mm厚砂面聚酯胎I型塑性体改性沥青防水卷材,标记为APP I PY S3 GB18243。
沥青分类和规格等级沥青是一种重要的建筑材料,广泛应用于道路、桥梁、机场跑道等基础设施建设中。
沥青可以根据不同的性能和用途进行分类和规格等级的划分。
本文主要介绍了沥青的分类和规格等级,旨在帮助工程师和用户选择合适的沥青材料。
一、沥青的分类1.矿物沥青:主要由天然矿物沥青或改性矿物沥青组成,从煤矿或油田中提取。
因为其天然资源和良好的性能得到了广泛应用,矿物沥青是目前应用最为广泛的一种沥青材料。
2.石油沥青:是从原油中提炼出来的含油质地物质,主要成分是碳氢化合物。
石油沥青由于能有效地利用石油燃料的副产品,具有吸水性能高、柔软性好、耐久性强等特点,近年来已经成为了沥青材料中的一大类型。
3.改性沥青:主要是通过对石油沥青进行改性,使其具有新的特性与性能,从而改善沥青的耐久性,例如防水性、耐老化性、抗紫外线性等。
改性沥青的主要优点是能够延长路面使用寿命、提高路面稳定性和防止路面开裂。
二、沥青的规格等级1.粘度:是沥青材料常用的一个规格等级,它用来衡量沥青的黏着性和粘着性。
在沥青应用中,粘度是最常用的规格等级之一,其单位为Pa.s。
2.柔软点:是沥青材料中的重要技术指标,它用来测量沥青在不同温度下的表现。
柔软点取决于沥青中纯度、成分、粘度以及其他复合材料的添加量等各种因素。
3.黏结性:是沥青与其它物质(如聚合物、橡胶、沥青垫等)组合时的一个重要指标。
黏结性能力好的沥青能够与外部物质形成紧密的连接,从而提高路面的抗压性和抗拉强度。
4.弯曲疲劳性能:是沥青材料的一种重要性能指标,其表达了沥青材料在应力周期载荷下的耐久性。
弯曲疲劳性能好的沥青能够长期保持路面平整和舒适,减少路面维修的频率。
5.抗龟裂性:是沥青路面的一个重要指标,它表明沥青路面在承受车辆重量和大量行驶时的性能。
抗龟裂性好的沥青可以有效地减少路面上面的裂纹,从而提高路面的平整和耐久性。
三、综合因素的考虑在选择沥青材料时,需要考虑上述规格等级和其他综合因素,比如环保性、可再生性、低温抗裂性、抗滑性、抗水性等。
SBS改性沥青与普通沥青的区别SBS改性沥青与普通沥青的区别如下:1、SBS改性沥青与普通沥青相比针入度由原62变为50软化点由47.2变为60.6,软化点的提高可以有效地提高沥青路面的高温稳定性及抗车能力。
2、加SBS后的沥青混合料其额定度有较大的提高。
3、加SBS后的沥青混凝土其沥青与石料的粘接力强,沥青膜较厚,可以提高沥青路面的使用寿命。
4、SBS沥青对拌和温度要求较高,如温度低时其拌和出来的混合料发粘,不利于摊铺的进行。
5、SBS改性沥青对摊铺温度要求也较高,现场运输必须加保温帆布,否则易出现结块硬化现象。
名句赏析不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝,心悦君兮君不知。
____佚名《越人歌》人生若只如初见,何事秋风悲画扇。
____纳兰性德《木兰词·拟古决绝词柬友》十年生死两茫茫,不思量,自难忘。
____苏轼《江城子·乙卯正月二十日夜记梦》只愿君心似我心,定不负相思意。
____李之仪《卜算子·我住长江头》玲珑骰子安红豆,入骨相思知不知。
____温庭筠《南歌子词二首/ 新添声杨柳枝词》曾经沧海难为水,除却巫山不是云。
____元稹《离思五首·其四》愿得一心人,白头不相离。
____卓文君《白头吟》去年今日此门中,人面桃花相映红。
____崔护《题都城南庄》平生不会相思,才会相思,便害相思。
____徐再思《折桂令·春情》入我相思门,知我相思苦。
____李白《三五七言/ 秋风词》山无陵,江水为竭。
冬雷震震,夏雨雪。
天地合,乃敢与君绝。
____佚名《上邪》人生自是有情痴,此恨不关风与月。
____欧阳修《玉楼春·尊前拟把归期说》一往情深深几许?深山夕照深秋雨。
____纳兰性德《蝶恋花·出塞》两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮。
____秦观《鹊桥仙·纤云弄巧》执子之手,与子偕老。
____佚名《击鼓》花自飘零水自流。
聚合物和SBS改性沥青有什么区别
沥青在建筑行业中扮演着重要的角色,常见的包括聚合物改性沥青和SBS改性沥青。
虽然它们都是用于增强沥青性能的改性材料,但在成分和特性上存在一些区别。
首先,聚合物改性沥青是将聚合物添加到沥青中进行改性的制品。
聚合物可以分为热塑性聚合物和热固性聚合物两种。
热塑性聚合物在一定温度下可以软化,而热固性聚合物的性能在加热后不易改变。
聚合物改性沥青能够提高沥青的黏度和弹性模量,增加沥青的温度稳定性和耐久性。
相比之下,SBS改性沥青是将聚合物SBS共混物(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)添加到沥青中进行改性。
SBS共混物为疏水性聚合物,其在沥青中的加入可以明显改善沥青的性能。
SBS改性沥青具有优异的抗老化性能、耐高低温性、黏附性和弹性,适用于高要求的道路和机场铺设工程。
在实际应用中,由于成本和施工要求等方面的考虑,选择使用聚合物改性沥青还是SBS改性沥青需要根据具体情况进行综合评估。
在一些温度变化大、要求较高的工程中,SBS改性沥青可能更加适合;而在一些对耐久性要求较高的项目中,聚合物改性沥青可能更具优势。
总的来说,聚合物改性沥青和SBS改性沥青都是能够提升沥青性能的重要材料。
选择哪种改性方式需要考虑到具体工程的需求和性能要求,以达到最佳的施工效果和使用寿命。
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科学技术创新2021.24市政路面添加橡胶粉和水泥的改性沥青性能分析
邹彪(湖南尚上市政建设开发有限公司,湖南长沙410000)
橡胶改性沥青性能优异,具有比普通沥青材料更加优良的高低温性能和黏附性能,是我国南方高温多雨地区的市政公路项目建设中常用的胶结材料。因为花岗岩集料呈弱酸性,应用于沥青混合料中时,常无法满足市政道路对改性沥青胶结材料与集料粘附性的要求,因此,目前很少应用于市政公路工程建设中。基于花岗岩硬度高、成本低等优势,为提高花岗岩集料适用性,改善改性沥青与花岗岩集料粘附性,文章通过正交试验,研究了添加水泥的橡胶沥青高低温和其他性能,探讨了水泥橡胶改性沥青最佳配置工艺,验证了集料与改性沥青的粘附性。1原材料及试验方案1.1原材料本次试验所采用的沥青材料为70#高富沥青,该沥青材料性能指标见表1;水泥为海螺42.5水泥,材料性能指标见表2;橡胶粉为广西省交通科学研究院40目废旧轮胎的橡胶粉,材料性能指标见表3;花岗岩为湖南某料场花岗岩集料。表170#基质沥青技术指标情况表240目橡胶粉技术指标情况表3水泥的主要技术指标1.2正交试验方案向基质沥青中,分别添加13.0%、17.0%、21.0%橡胶粉和1.50%、2.10%、2.50%的水泥,设置剪切温度范围分别为150.0-170.0℃、170.0-190.0℃、190.0-210.0℃,剪切时间分别为40.0min、60.0min、80.0min,见表4;对改性沥青展开正交试验,找出最优组合。表4沥青集合料正交试验数据2改性沥青高温性能正交试验工程实践中,常通过改性沥青的软化点和粘度指标,评价沥青胶结材料的高温性能,以掌握沥青高温流动变形特性。本文对表4中9组沥青集合料性能进行试验,结果如表5。软化点和粘度的变化规律分别见图1、图2。表5沥青集合料高温性能正交试验结果
图1软化点和值随因素水平的变化规律图2175℃粘度和值随因素水平的变化规律从图1、2可知:(1)两图中曲线变化趋势基本一致,表明沥青集合料在不同正交试验数据下,软化点和粘度的变化规律基本一致;(2)橡胶粉的掺量是影响改性沥青集合料高温稳定性的主要因素;
改性沥青种类和使用性能比较 陈华鑫 张争奇 张登良 (长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安,710064) [摘要]重载、大交通和高轮胎内压,对路面提出了更高的要求,而使用改性沥青是解决这一问题的关键。目前使用的改性沥青品种非常多,但现在的评价规范体系都建立在基质沥青的基础上,如何评价改性沥青,一直是人们争论的焦点,这在使用和选择改性沥青时往往会引起许多误导,对某些改性沥青的应用显得十分不公平。通过对目前改性沥青改性剂种类和常用改性沥青使用品质的综合评价,客观分析了改性沥青的选择和使用品质,为合理选用改性沥青提供客观依据。 [关键词]改性沥青、改性剂、使用类型、评价方法,规范体系 Types and Appliance Comparison of Modified Asphalt in Pavement Chen Huaxin Zhang Zhengqi Zhang Dengliang (Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education, Chang’an University, Xi’an, 710064) [Abstract]Increased higher loads,higher traffic volume,and higher tire pressure demand higher performance pavements,and the critical method to improve the pavement performance is to use modified asphalts. Now there are many modifiers used in asphalt,but most modified asphalt specification systems are set up on the foundation of base asphalt,and the central issue is how to evaluate all of the modified asphalts properly. What‘s more,it will give rise to misunderstanding in the application and choice of modified asphalts and it is unfair to some of them. The dissertation synthesizes the current modifiers and modified asphalts application, and objectively analyses the choice and application of the most commonly used modified asphalts then offers the objective basis to use the modified asphalts rationally. [keywords]Modified Asphalt,Modifiers,Application Types,Evaluation Methods,Specification Systems 现代交通轴载重、通量大和轮胎内压高,对路面提出了更高的要求,而现有基质沥青的质量品质远不能适应交通发展的需要;为改善公路使用性能,沥青改性技术是解决这一矛盾的关键。自1873年英国首次公布橡胶改性沥青专利以来,改性沥青已形成了多种品牌。但目前多数评价改性沥青的规范体系都建立在基质沥青的基础上,是否适用于改性沥青,一直是人们争论的焦点,在使用和选择改性沥青时,往往会引起误导。目前我国改性沥青市场改性沥青种类越来越单一,SBS占有绝大多数比例,或许与这一因素有很大关系,这不利于改性沥青的发展和正确使用。而以往人们认为PE改性沥青对低温改善效果较差,但多数工程实践均已表明PE改性沥青使用得当,低温性能也非常好。本文通过对目前改性沥青种类和使用效果进行评价,为正确使用和选择改性沥青提供了客观依据。 1. 改性沥青的品种 改性沥青已在全球范围内得以广泛使用,在欧洲各国几乎都有改性沥青使用并形成了相应的规范体系,而在美国至少有39个州已采用、有了施工改性沥青的计划或将改性沥青写入了规范。但是对改性沥青的分类各国有着不同的分类方式,一般从沥青改性的手段看主要有工艺改性、结构改性和改性剂改性等;而从改性剂类型看又有非聚合物改性和聚合物改性,而前者主要有填料、天然沥青、纤维、抗剥离剂、抗老化剂和抗氧化剂等,后者主要有热塑性弹性体、树脂类和橡胶类等。除此以外还可以从改性的目的和作用进行分类。Bahia教授 作者简介:陈华鑫(1973-)男,安徽太湖人,长安大学讲师,在读博士。 对美国50个州和加拿大5个省的公路部门和改性沥青生产厂家进行了问卷调查,其内容涉及改性沥青使用情况、改性沥青类型和使用的目的等。表1[1]列出了比较常用的几种改性沥青,其他的改性剂在这里没能一一列出。 表1 道路中主要常用改性剂类型和使用的目的
改性剂类型 品 种 改善作用 抗永久变形 抗疲劳 抗低温开裂 抗水损害 抗氧化或老化 填料 炭黑 X X 矿物填料:熟石灰 X X 粉煤灰 X 水泥 X 粉尘 X 扩散剂 硫磺 X X X 木质素 X 聚合物:弹性体 苯乙烯-丁二烯二嵌段物SB X X X SBS (线性、星性) X X X SIS X 氢化SBS(即SEBS) SBR胶乳 X X 氯丁橡胶胶乳 X X 天然橡胶 X 烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) X 聚合物:塑性体 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) X X 三元乙丙橡胶(EPDM) X 乙烯-丙烯酸酯(EA) X 聚异丁烯 X 聚乙烯(低密度或高密度PE) X X 聚丙烯 X 胶粉 不同尺寸、处治加工方式 X X X 氧化剂 锰化合物 X 碳氢化合物 芳香剂 X 环烷烃 石蜡 X 真空汽油 X 沥青质:ROSE焦油沥青 X SDA沥青质 X DEMEX沥青质 X 页岩油 X X 妥尔油(蒸馏硫酸盐木浆的副产品) 天然沥青:特立尼达湖沥青 X X X X 硬沥青(地沥青石的一种) X X 抗剥离剂 胺类:有机胺 X 聚氨类 X 聚酰胺类 X 熟石灰 X 有机金属化合物 X 工艺改性 吹氧处治 蒸馏 丙烷脱处治 纤维类 聚丙烯类 X X X 聚酯类 X X 玻璃纤维 钢纤维 X X X 纤维加强筋 X X X 天然纤维:木质素纤维 X 矿物纤维 X 抗氧化剂 氨基甲酸酯类:铅 X X 锌 X X 碳黑 X X 钙盐 X 熟石灰 X X 苯 X 胺类 X X 注:标注“X”表示Bahia教授调查中改性剂起的主要作用
注:标注“X”表示Bahia教授调查中改性剂起的主要作用 而按照我国现行《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036)的定义,改性沥青是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。我国目前习惯于按图1的方法进行分类。而通常所讲的改性沥青也是目前普遍使用的,就是狭义上说的聚合物改性沥青,本文将主要分析比较这类改性沥青中常用类型使用性能品质。
图1 我国常用道路改性沥青及改性沥青混合料 2. 常用聚合物改性沥青使用性能 多年来,人们提出了许多评价改性沥青的试验方法,但大多数主要是将美国材料与试验学会(American Society for Testing and Materials,简称ASTM)或德国工业标准(Deutsche Industric Normen,简称DIN)中所规定的用于非改性沥青的标准和/或其它一些相关标准中的试验条件进行适当修改,并以此为依据对改性沥青进行分析测试。这些常规的试验方法并不能对改性沥青的实际使用性能进行有效的描述。而可喜的是近年来,流变计的发展使得我们有可能在相当大的温度与频率范围内进行动态力学分析,来充分描述改性沥青在较宽的温度范围内的流变性能。其中美国SHRP计划试图通过改性沥青的流变试验方法来评价其使用性能,但其研究成果无论是AASHTO MP1还是其修订稿AASHTO MP1a都不能很好的描述改性沥青的使用性能。因此,目前所用的规范对不同改性沥青的评价都不尽科学,这对改性沥青的选用将带来诸多不便。本文通过对大量文献资料和工程实践经验进行总结,得出了我国目前常用聚合物改性沥青的客观使用性能。 2.1 目前常用改性沥青类型 2001年对北美洲主要改性沥青生产厂商和公路部门进行调查(如表2所示),较常用的改性沥青种类很多,有工艺改性的如丙烷脱沥青或催化氧化;有聚合物改性沥青,弹性体或塑性体;有纤维改性或添加抗剥落剂等。其中聚合物改性沥青中弹性体使用最多,而SBS使用最普遍,其次是SBR;塑性体中PE和EVA使用也相对较多。 在我国工艺改性、聚合物改性、添加抗剥落剂和纤维等多种改性方法也都有使用,但就聚合物改性沥青而言,在上世纪60年代曾采用过橡胶改性沥青;随后在重庆公路科研院的研究和推动下,有一段时期SBR胶乳得以普遍使用;北京机场高速公路的修建,采用了奥地利RF集团的NOVOPHALT改性沥青技术,其改性沥青设备特别适合于PE改性剂,而当时国内改性沥青生产加工技术现对落后,因而在相当长一段时间都采用了PE改性沥青;随后我国北京燕山石化和湖南岳阳石化的用于路用改性SBS生产技术日益成熟,使得SBS价格明显降低,同时受到国际改性沥青使用状况的影响,目前视乎一窝蜂的使用SBS改性沥青。实际上在欧美主要发达国家中,改性沥青的使用是非常理智和成熟的,他们各种改性沥青根据不同的改善目的都在使用,只不过其应用比例稍有差异;而反观我国不管路面使用实际,盲目“紧跟国际潮流”,这对改性沥青的认识和使用都是非常不利的。 表2 北美常用改性沥青类型和使用目的
改性剂种类 改性剂 使用单位或厂商数 改性沥青使用的目的 抗永久变形 抗疲劳开裂 抗低温开裂 抗水损害 抗老化作用 弹性体聚合物 SBS 25 23 21 20 5 10 SBR 18 14 11 14 2 8 SB 9 8 7 7 2 3 氯丁橡胶胶乳 4 3 1 2 1 塑性体聚合物 低密度PE 5 4 2 1 EVA 5 5 3 2 1 2 聚丙烯 3 2 2 1 抗剥落剂 聚酰胺类 12 2 2 10 脂肪族胺类 9 8 1 碳氢化合物 芳香剂 7 1 2 3 2 环烷烃 6 3 3 真空汽油 5 1 1 4 纤维类 木质素纤维 5 3 3 3 2 2 聚酯纤维 3 2 3 2 1 工艺改性 吹氧处治 4 4 1 2 2 1 丙烷脱沥青 4 1 填料 熟石灰 3 1 2 扩散剂 硫磺 3 3 1