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公路沥青性能的介绍检测以及影响

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-06-24 09:18【
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制成的沥青结合料。改性沥青的种类和改性方法有很多种,在高分子聚合物改性沥青中,苯乙烯-丁二烯嵌段高聚物(SBS)改性沥青技术和废橡胶粉改性沥青技术比较成熟。改性沥青有优异的路用性能,如可以改善沥青混合料抵抗高温永久变形,可以提高沥青混合料抵抗低温变形并改善路面的抗水损害,可以改善沥青混合料的抗老化性能等。
 
1 针入度
针入度用于表征沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力。该指标反映了一定条件下沥青的相对黏度,针入度越小,表示沥青的稠度越大,反之,则越小。25 ℃条件下活性中间体和SBS添加量对针入度的影响。当SBS添加量为3%和5%时,随着活性中间体添加量从 5% 到 20% 时,针入度缓慢增大并趋向平稳;在 SBS添加量由 3% 增大到 5% 时,针入度逐渐增大,并呈线性关系;随着活性中间体含量和 SBS含量的增加,改性沥青的针入度增大;SBS对针入度的影响程度大于活性中间体对针入度的影响程度。由此可见,活性中间体与SBS加入沥青中可以降低沥青的稠度。
 
2 软化点
软化点是表征沥青高温性能的指标之一,是指沥青从黏塑性状态转变为黏流状态的临界温度,是一种条件黏度指标。一般认为软化点越高,沥青的高温稳定性越好。随着活性中间体和 SBS添加量的增大,软化点均降低,而且对 SBS更加敏感;当 SBS的添加量相同时,随着活性中间体添加量的增大,沥青软化点降低,但降低量很小。由此可见,活性中间体和SBS的加入会使软化点降低,即改性沥青的高温稳定性降低。但是,在活性中间体添加量为5%~20%时,软化点均符合改性沥青要求。活性中间体中含有油泥中的石油类化合物,如芳香烃等,提高了活性中间体与沥青的相容性。活性中间体以颗粒状态均匀分布在沥青中,更容易吸附沥青中的轻组分,发生部分溶解,在颗粒表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。胶粉颗粒通过凝胶膜连接,形成一个黏度很大的半固态连续相的体系,与基质沥青相比,软化点得到了很大的提高。因此,孤岛落地油泥改性沥青具有良好的高温稳定性能。
 
3 延度
延度是表征沥青低温性能的实验指标。延度越大,沥青的低温变形能力越大,低温抗裂性越好,沥青路面越不容易开裂。对于相同含量的 SBS,随着活性中间体含量的增加,改性沥青的延度增大,增长趋势平缓,说明油泥的加入对延度增大有一定的积极作用。活性中间体中部分颗粒的交联点是断开的,具有一定的活性自由基,在吸收沥青中轻质油分子时,颗粒逐渐软化,快速处于溶胀状态。溶胀的活性中间体颗粒恢复了橡胶的性质,重新具有一定的黏弹性,并由原来的紧密结构变成相对疏松的絮状结构。基质沥青也因部分油分被吸收而变得黏稠,保持了基质沥青材料的主要物理力学性能和恢复橡胶材料部分生胶的黏弹性和可塑性,从而增强了沥青的低温变形能力;当活性中间体含量相同时,随着SBS添加量增大,改性沥青的低温形变能力明显增强。由此可见,活性中间体和SBS对基质沥青的低温抗裂性能有很大的提高作用。
 
4 运动黏度
运动黏度是道路改性沥青技术指标体系中保证施工安全性的重要指标,相关规范要求使用布洛克菲尔德黏度计(简称布氏黏度计)进行测试。一般的普通 SBS改性沥青要求运动黏度≤3 Pa · s。不同添加量的活性中间体和 SBS添加量对运动黏度的影响。在 SBS添加量一定时,随着活性中间体添加量的增大,改性沥青的运动黏度不断增大;在活性中间体添加量一定时,运动黏度随着SBS添加量的增大而减小。运动黏度增大,表明活性中间体对沥青的高温性能有显著的改善作用,即孤岛落地油泥的加入会提高改性沥青的高温性能。改性沥青的运动黏度值都小于3 Pa · s,说明改性沥青具有良好的加工性能。
 
5 储存稳定性
改性沥青的储存稳定性,主要是通过离析实验来表征。离析软化点差越小,说明改性剂与沥青相容程度越高,改性沥青越不容易分层;储存过程中改性剂的上浮或下沉越不明显,代表改性沥青储存稳定性越好。我国改性沥青技术标准要求离析软化点差不大于 2.5 ℃,当SBS添加量不变时,随着活性中间体添加量的增大,离析软化点差增大,在活性中间体添加量为20%时,样品离析软化点差均大于2.5 ℃。根据《聚合物改性沥青技术要求》JTG F40-2004规定的离析软化点差不大于 2.5 ℃的要求,确定活性中间体的最大添加量为 15%;当活性中间体添加量不大于 15%时,离析软化点差随着SBS添加量先减小后增大,存在最小值,此时SBS添加量为4%。在活性中间体添加量15%、SBS为4%时改性沥青的储存稳定性最好。因此,孤岛落地油泥改性沥青的最优配比为活性中间体15%和SBS 4%。