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
从基质沥青的试验结果可以看出:
(1)2号沥青的针入度结果比较正常,而1号沥青的针入度偏低,其25℃的针入度比2号沥青低10个单位左右,标号界于70号与90号之间,因此1号沥青高温稳定性相对较好;
(2)从当量脆点来看,2号沥青比1号沥青低,因此2号沥青低温性能相对较好;
(3)从软化点和当量软化点试验结果看,1号沥青较2号沥青要高,说明1号沥青高温性能较好。
1.2 室内改性沥青的加工方法
室内试验采用日本进口小型高速剪切机加工改性沥青,具体方法是将基质沥青加热至160℃～170℃左右,将改性剂投入至容器中,先低速搅拌15min(2000 r/min),然后在170℃～180℃条件下高速搅拌45 m in(8000～10000r/min),即可得到SBS改性沥青。
1.3 改性沥青的室内试验
改性沥青的室内试验主要是将基质沥青掺加不同剂量的SBS改性剂掺配生产SBS改性沥青,然后对其各项路用性能指标进行检测,主要的试验内容包括针入度、软化点、针入度指数、弹性恢复、低温延度以及旋转薄膜烘箱加热试验等,并对改性沥青的旋转粘度进行了测定,具体试验结果见表2。
表2 改性沥青试验结果
试验项目单位
试验结果
1号基质沥青+岳化道改2号(外掺)2号基质沥青+岳化道改2号(外掺) 3% 3.5%4% 4.5%5%3% 3.5%4% 4.5%5%
针入度100g,5s 30℃
25℃
15℃
0.1mm
99.696.193.891.784.7117.5114.4103.995.393.8
63.463.061.861.359.273.171.569.064.357.8
24.925.323.124.623.326.625.624.324.022.9
相关系数 1.000 1.0000.999 1.0000.998 1.000 1.0000.9980.999 1.000当量软化点T800℃52.553.652.554.455.449.249.350.552.652.9当量脆点T1.2℃-17.8-19.2-16.5-19.3-19.2-16.2-15.6-15.9-17.4-16.4针入度指数PI-0.030.21-0.140.290.38-0.50-0.56-0.41-0.06-0.12延度(5cm/min,5℃)cm30.938.338.849.852.538.743.965.355.452.6软化点(环球法)℃59.961.666.780.784.751.554.065.067.070.5弹性恢复%88.891.791.495.396.481.785.694.896.597.8
运动粘度135℃
150℃
180℃
Pa?s
-- 2.260 2.370 2.525-0.6720.7120.7850.788
--0.6900.8210.912-0.3170.3940.3080.439
--0.1650.3500.370-0.0810.1050.1350.170
1.4 室内试验主要结论
改性沥青的技术指标反映了沥青的改性效果以及改性沥青的路用性能,不同的基质沥青改性后其技术性能的变化也不相同。从改性沥青的试验结果可以看出:
(1)改性剂在3%～5%的范围内,随着改性剂剂量的增加,改性沥青各方面的性能呈现逐渐增长的趋势,表现在软化点和当量软化点逐渐增高,针入度指数PI和5℃延度增大,当量脆点降低,弹性恢复增大,135℃运动粘度提高;
(2)高温稳定性方面,1号改性沥青要优于2号改性沥青,表现在软化点和当量软化点较高;
(3)1号改性沥青的温度敏感性低于2号改性沥青,主要表现在1号改性沥青的针入度指数PI值较大;
(4)低温性能方面,5℃延度一般来说反映了改性沥青的低温变形能力,2号改性沥青的5℃延度高于1号改性沥青的结果;
(5)施工性能方面,从同一标号基质沥青生产的改性沥青的120℃、135℃、150℃的运动粘度来看,1号改性沥青要比2号改性沥青高,从施工的角度看, 1号改性沥青需要的拌和温度与碾压温度要比2号改性沥青要高一些,达到同一粘度时1号改性沥青的温度应提高15～20℃。从180℃的运动粘度来看,两种改性沥青的粘度基本相当,因此改性沥青的加工温度基本相同;
(6)改性沥青的性能与基质沥青的性能有很大关系,如果基质沥青的针入度小、软化点高、加工之后的改性沥青也表现出软化点高、粘度大等特点,高温性能较好。而针入度大的基质沥青生产的改性沥青的低温性能相对要好一些,同时改性沥青的性能指标应该与基质沥青的组分有很大关系,但是本次试验没有专门对这一方面进行验证。
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1.5 辽宁省改性沥青的技术性能指标
根据室内试验结果,充分考虑现场改性的特点,确定辽宁省在建几条高速公路的表面层和中面层改性沥青的改性剂剂量分别采用内掺5%和4%,同时提出了现场加工SBS改性沥青的技术性能指标控制标准,见表3,通过施工实践的验证,我们认为这些指标是合理的,可以保证改性沥青现场加工的质量。
表3 辽宁省SBS改性沥青技术指标要求
技术指标表面层SBS改性沥青中面层SBS改性沥青针入度(25℃,100g,5s)/0.1mm≥50≥60针入度指数PI≥-0.2≥-0.6延度(5℃,5cm/m in)/cm≥45≥35软化点T R&B/℃≥70≥60运动粘度135℃/Pa?s≤3≤3闪点(COC)/℃≥230≥230溶解度(三氯乙稀)/%≥99≥99
离析,软化点差/℃≤2.5≤2.5
弹性恢复25℃/%≥85≥75
2 改性沥青混合料的室内试验
2.1 室内试验所采用的级配
室内试验采用沥青混凝土抗滑表层AK-13A 型和AK-16A型两种级配进行比较,采用规范中值级配,按照最佳油石比配制沥青混合料。
2.2 室内混合料试验所采用的材料
改性沥青仍然采用上述两种基质沥青掺加岳阳石化道改2号星型SBS改性剂生产改性沥青,抗滑表层混合料粗集料采用玄武岩石料;细集料采用天然砂和石灰岩石屑,填料采用石灰石经过磨细加工而成的矿粉。
2.3沥青混合料的马歇尔试验
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中的要求进行沥青混合料的马歇尔试验,抗滑表层混合料的试验结果见表4。
表4 沥青混凝土抗滑表层马歇尔试验结果
改性沥青类型
稳定度/kN流值/0.01cm空隙率/%饱和度/%
AK-13A AK-16A AK-13A AK-16A AK-13A AK-16A AK-13A AK-16A
1号基质沥青+5.0%岳化11.010.932.027.3 4.0 4.573.971.4 2号基质沥青+5.0%岳化8.98.543.544.0 4.0 3.974.076.3
从马歇尔试验结果可以看出,采用改性沥青之后,沥青混凝土抗滑表层的稳定度有明显提高。2.4 沥青混合料的水稳定性
沥青混合料在浸水条件下,由于沥青与石料的粘附性降低导致沥青混合料的物理力学性能降低的程度称作沥青混合料的水稳性。沥青混合料的水稳性不好容易导致沥青混凝土面层产生严重车辙、局部松散和坑槽等现象。室内试验用浸水马歇尔残留稳定度试验和真空饱水冻融劈裂残留强度试验来评价沥青混合料的水稳性,试验结果见表5。
表5 沥青混合料水稳定性试验结果
改性沥青类型
残留稳定度/%冻融劈裂残留强度/%
AK-13A型AK-16A型AK-13A型AK-16A型1号基质沥青+5.0%岳化91.493.692.691.7
2号基质沥青+5.0%岳化92.494.595.397.8
从水稳定性试验结果可以看出:采用改性沥青之后,沥青混合料的水稳定性显著增强,残留稳定度和冻融劈裂残留强度均可以达到90%以上,而普通沥青混合料的冻融劈裂残留强度只能达到70%～80%。
2.5 沥青混合料的高温性能
沥青混合料是一种粘弹性材料,其强度和模量都随温度升高而急剧下降。随着沥青混合料高温稳定性研究的不断深入,多数国家认为用传统的马歇尔方法预估混合料高温性能是不充分的,为此,采用车辙试验来评价沥青混合料的高温性能,沥青混凝土的车辙试验结果见表6。
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2005年 第1期 王奕鹏 杜洪波:SBS改性沥青路用性能的研究
表6 SBS改性沥青混合料车辙试验动稳定度结果次/mm
级配
1号基质沥青+岳化改性剂2号基质沥青+岳化改性剂
4.0% 4.5%
5.0% 4.0% 4.5% 5.0%
AK-16A302436514934235429283020 AK-13A299433974198192420592541
从试验结果可以看出:
(1)A K-13A和AK-16A型沥青混凝土抗滑层混合料在同等条件下,动稳定度指标差别不大;
(2)采用改性沥青之后,沥青混合料的高温抗车辙能力有了大幅度的提高;
(3)采用1号沥青生产的改性沥青混合料的动稳定度比2号改性沥青混合料要大,这和1号基质沥青的高温性能较好有很大的关系。
2.6 沥青混合料的低温性能
位于路面面层的沥青混凝土结构层,直接受到气温变化的影响,当温度下降时,沥青混凝土面层就会产生收缩变形。同时沥青混凝土具有应力松弛性能,当给沥青混凝土一定的应变时,由此产生的应力会随时间延长而松弛,在一般的温度范围内,由温度降低而产生的拉应力,会由于应力松弛而减小,但是当出现寒流或寒潮时,过快的降温速率将使路面内的应力来不及松弛,出现过大的应力积聚,待温度应力积累到超过沥青混凝土的极限抗拉强度时,路面就会产生裂缝。
本次采用小梁弯曲试验来评价沥青混合料的低温性能,采用M TS试验机,试验温度-10℃,加载速率50mm/min,试验结果见表7。
表7 小梁弯曲试验结果
基质沥青改性剂剂量级配型式弯曲强度
M Pa
弯曲破坏应变
LE
弯曲劲度模量
M Pa
1号基质沥青2号基质沥青岳化5.0%
岳化5.0%
岳化5.0%
岳化4.5%
岳化4.0%
AK16A7.5822983299
AK13A 6.3523872660
AK16A8.9325183546
AK16A9.8931783112
AK13A7.8933082385
AK16A9.2427753330
AK13A7.5129462549
AK16A8.1521323823
AK13A7.6931602434
科氏成品改性沥青AK13A-3338-北方成品改性沥青AK13A-3367-
从表中试验结果可以看出:
(1)随着改性剂剂量的增加,混合料的弯曲破坏应变增大,同时改性沥青混合料的低温弯曲应变明显高于普通沥青混合料;
(2)弯曲破坏应变反映了混合料的弯曲变形能力,从级配型式上看,AK-13A优于AK-16A。从基质沥青的品种上看,2号沥青优于1号沥青,2号普通沥青混合料的低温弯曲应变甚至还要好于1号改性沥青的试验结果;
(3)从低温弯曲强度看,也是2号改性沥青优于1号改性沥青,这与2号基质沥青本身低温性能较好也有很大的关系;
(4)成品改性沥青的低温弯曲应变指标明显好于现场制作的改性沥青。
2.7 沥青混合料的疲劳性能
本试验为沥青混合料马歇尔试件的劈裂疲劳试验,通过应力水平(劈裂应力/劈裂强度)与疲劳破坏次数的对数(lg N,N为疲劳破坏时加荷次数)关系,以应力水平为纵坐标,以疲劳破坏次数对数为横坐标,建立回归方程,试验结果见表8。
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表8 沥青混合料疲劳试验结果
级配沥青种类及标号改性剂回归方程
回归系数
AK-16A辽河90号0y=-0.3151x+1.5118R2=0.9813 AK-16A辽河90号岳化5%y=-0.4599x+2.2390R2=0.7742 AK-16A辽河110号岳化5%y=-0.4035x+2.0011R2=0.9615 AK-13A辽河90号岳化5%y=-0.3093x+1.7185R2=0.8729
沥青混合料的疲劳曲线见图1,从疲劳曲线可以得出:
图1 改性沥青混合料疲劳曲线 (1)采用改性沥青之后,沥青混合料的疲劳次数明显增加,说明SBS改性沥青对提高沥青混合料的抗疲劳性能有显著的效果;
(2)针对AK-16A型级配,采用90号基质沥青改性的混合料的疲劳次数要大于采用110号基质沥青改性的混合料;
(3)在低应力条件下,AK-13A的抗疲劳性能优于AK-16A,在高应力水平条件下,AK-16A优于AK-13A。
2.8 沥青混合料的路用性能指标
根据上述沥青混合料的室内试验结果,在规范规定的性能指标的基础上,我们对改性沥青混合料的一些技术指标进行了调整,以便在实际施工过程中加强对沥青混合料目标配合比和生产配合比的控制,见表9。
表9 沥青混合料技术指标
层位击实次数/次稳定度/kN流值/0.1m m空隙率/%沥青饱和度/%抗滑表层两面各75≥8.020～503～565～80
层位浸水马歇尔试验(48h)
残留稳定度/%
动稳定度/(次/m m)冻融劈裂残留强度/%
弯曲试验破坏应变
(-10℃,50mm/min)/L E
抗滑表层≥85≥2500≥80≥2500
3 结语
通过室内试验证明,掺加SBS改性剂对基质沥青进行改性可以大幅度提高沥青的路用性能,主要表现在沥青的软化点提高,低温延度增大,温度敏感性降低,弹性恢复增大;同时改性沥青混合料的高低温路用性能指标也比普通沥青混合料有很大程度的提高,主要表现在水稳定性增强,高温抗车辙能力和低温抗裂性提高。通过室内试验也证明,改性沥青及其混合料的性能与基质沥青本身的性质有很大的关系,因此在选择基质沥青时,应进行全面的比较试验之后方可确定基质沥青的品种。通过大量的室内试验之后我们认为,现行《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)中规定的各种级别的改性沥青的标准偏低,尤其是采用现场改性的方式加工改性沥青时,较低的标准不利于改性沥青的质量控制,因此在使用改性沥青时,设计人员应该根据本地区的实际情况,结合室内试验,将改性沥青的控制标准在规范的基础上适当提高,才能最大程度地发挥改性沥青的性能优势,提高改性沥青混凝土路面的质量。
参考文献:
[1] JT J014-97,公路沥青路面设计规范[S].
[2] JT J032-94,公路沥青路面施工技术规范[S].
[3] JT J036-98,公路改性沥青路面施工技术规范[S].
[4] 沈金安,编著.改性沥青与SM A路面[M].北京:人民
交通出版社,1999.
[5] 沈金安,编著.沥青及沥青混合料路用性能[M].北
京:人民交通出版社,2001.
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2005年 第1期 王奕鹏 杜洪波:SBS改性沥青路用性能的研究
文章编号:0451-0712(2005)01-0156-04 中图分类号:U414.750.1 文献标识码:A
掺加PR PL A ST S抗车辙剂的
沥青混合料性能研究
伍石生,徐希娟
(西安公路研究所 西安市 710054)
摘 要:通过室内试验,研究了掺加P R PL A ST S抗车辙剂的A C-13I型沥青混合料的配合比设计及其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。通过对比分析,发现掺加P R PL A ST S抗车辙剂的沥青混合料性能得到了显著改善,特别是其沥青混合料的动稳定度比SBS改性沥青混合料提高了27.56%。结果表明PR P L AST S抗车辙剂适合铺筑在大交通量、重载较多的路段以及夏季气温较高地区的高速公路上。
关键词:PR PL A ST S抗车辙剂;沥青混合料;高温稳定性;低温抗裂性;水稳定性
近年来,陕西省修筑的几条高速公路均不同程度出现了较严重的车辙,有些路段通车1个月或半年后的第一个夏季的高温期就产生深度为10～50mm的车辙,有的甚至达100mm以上,使路面平整度变差,并很快出现网裂、坑洞、坑槽等病害。为了有效预防路面车辙的产生,应从提高沥青混合料的高温稳定性着手,目前常用的预防性技术措施主要有以下几种:(1)混合料中结合料采用改性沥青;(2)调整沥青混合料的矿料级配;(3)采用改性沥青的同时调整矿料级配。除此之外,一些研究机构和生产厂家针对路面产生车辙的原因研制出了专用产品,用于提高沥青混合料的抗车辙能力,法国P.R.INDU STRIE 公司研制生产的PR PLASTS添加剂就是其中一种。
为了研究掺加PR PLASTS抗车辙剂的沥青混合料性能,我们以国道主干线银青高速公路靖边至王圈梁段为依托工程,按照《公路改性沥青路面施工技术规范》(JT J036-98)的要求对掺加PR PLAST S添加剂的沥青混合料进行了性能检验。
1 原材料性质
本试验采用的矿料均来自宁夏太阳山,结合料采用克拉玛依90号沥青(简称KLM),其技术性能指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JT J032 -94)技术要求。
2 PR PLASTS抗车辙剂的特性及作用机理PR PLAST S抗车辙剂外观为深蓝色颗粒,它可以在常温下保存,其基本特性见表1。
收稿日期:2004-06-25
Research on Road Performances of SBS Modified Bitumen
WANG Yi-peng1,DU Hong-bo2
(1.L iaoning Provincial Commu nications Survey and Design Ins titute,S hen yang110005,China;
2.Qin gdao City C on struction Group Ltd.Qingdao266032,Chin a)
Abstract:T he perform ances o f SBS mo dified bitumen and asphalt m ix tur e produced by tw o kinds of bitumen w hich are used o rdinar ily in Liaoning Prov ince is com pared in this paper.The relationship betw een SBS modified bitumen and substrate bitumen is analyzed thro ug h indoo r tests.T he criteria of SBS modified bitumen and asphalt mix ture are recomm ended on the basis of specificatio ns.
Key Words:SBS modified bitum en;substr ate bitum en;r oad performance;asphalt m ix tur e
公路 2005年1月 第1期 HIGHW AY Jan.2005 N o.1
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
沥青的介绍、分类、标准、用途
沥青材料 沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物，憎水性材料，结构致密，几乎完全不溶于水、不吸水，具有良好的防水性，因此广泛用于土木工程的防水、防潮和防渗；沥青属于有机胶凝材料，与砂、石等矿质混合料具有非常好的粘结能力，所制 石油沥青的组成与结构 1.元素组成 石油沥青是由多种碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物，其元素组成主要是碳（80％~87%）、氢（10％~15%）；其余是非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）；此外，还含有一些微量的金属元素。 2.组分组成 通常将沥青分离为化学性质相近、与其工程性能有一定联系的几个化学成分组，这些组就称为“组分”。我国现行规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。 石油沥青的三组分分析法将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。 1）油分为淡黄色透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分离。蜡的存在会使沥青材料在高温时变软，产生流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬，从而造成开裂。由于蜡是有害成分，故常采用脱蜡的方法以改善沥青的性能。 2）树脂为红褐色粘稠半固体，温度敏感性高，熔点低于100℃，包括中性树脂和酸性树脂。中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高沥青的可乳化性。 3）沥青质为深褐色固体微粒，加热不熔化，它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。 石油沥青的技术性质
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.360docs.net/doc/428685282.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.360docs.net/doc/428685282.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
石油沥青期货相关知识
石油沥青期货相关知识 概述 众所周知，沥青是最古老的石油产品，人类在认识石油之前便开始使用沥青了。早在5000多年前人们发现了天然沥青，并且利用其良好的黏结能力、防水特性、防腐性能等特征，以不同的形式用作铺筑石块路的黏结剂，为宫殿等建筑物作防水处理，作为船体填缝料等。21世纪的今天，沥青作为工程材料在国民经济各部门有广泛的用途，在许多领域仍然是不可替代的产品，而且应用领域还在不断拓宽。 沥青是经过简单加工就可以生产出来的石油产品。早期沥青来自天然沥青矿,其大规模生产和使用是在大约100年前利用原油作为原料之后。只要原油选择合适，通过常减压蒸馏就可以得到铺路用的沥青，或再经过吹风氧化提高沥青的硬度就可得到屋面防渗、防水用沥青。 石油沥青经过一百多年的生产和发展，已经出现道路沥青、防水防潮、油漆涂料、绝缘材料等数十个品种和上百个牌号的产品。目前石油沥青已被广泛用于国民经济各个领域，特别是随着公路交通事业的发展，使用高等级道路沥青铺筑的路面越来越多。沥青的生产和使用已成为一个国家公路建设、房屋建筑等发展水平的主要标志。我国是发展中的第一大国，公路建设和建筑业持续高速发展，特别是近年来提出加大基础设施的建设，西部大开发等，对石油沥青的需求愈发强劲，市场容量很大。自1988年我国首条高速公路——沪嘉高速建成，高等级公路建设在我国迅猛发展。2011年高速公路通车里程达8.5万公里，截止“十二五”末期我国高速公路规划总里程将达到13.9万公里，成为世界高速公路总里程第一的国家。伴随着公路建设的飞速发展，石油沥青市场方兴未艾，我国无疑已经成为全球最大、最活跃的沥青市场。 沥青的概念及分类 尽管早在20世纪初，人们就企图将沥青做一个统一的定义，但是，迄今为止还没有定论。在国外关于沥青的名词有：bitumen，asphalt，asphaltic bitumen等。在国内一般将bitumen，asphalt，asphaltic bitumen均译为沥青，而在使用上，bitumen常常指天然沥青，asphalt常常指石油炼制所得的沥青。这里需要说明的是：在文献与著作中，美国习惯把来自石油加工所得渣油或由渣油氧化所得产物叫做“asphalt”，而欧洲则习惯地称之为“bitumen”。 沥青主要是指由高分子的烃类和非烃类组成的黑色到暗褐色的固态或半固态粘稠状物质，它全部以固态或半固态存在于自然界或由石油炼制过程制得。 沥青按其在自然界中获得的方式可分为地沥青和焦油沥青两大类。地沥青又分为天然沥青和石油沥青，天然沥青是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成
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
石油沥青
石油沥青 摘要：石油沥青是原油馏分之一，常温下呈黑色的无定型固体。性质特殊，生产工艺复杂，用途广泛。市场需求大。是不可多得的宝贵资源。 目录 第1节石油沥青性质 (1) 第2节石油沥青生产 (2) 第3 节常用石油沥青的用途 (6) 第4节石油沥青市场展望 (7) 姓名：戚本杨 班级序号： 30 学号： 201100961 班级：储运11101班 院系：石油工程学院 日期： 2013 -11-13
（一）石油沥青性质 石油沥青约占石油产品总量的3%，。具有很好的粘结性, 绝缘性和不渗水性，并能抵抗多种化学药物的侵蚀，石油沥青是石油中最重，组成结构最复杂的组分，除乳化沥青外，常温下沥青是黑色无定型固体，具有脆性，断面有光泽。具有以下性质： 一、黏滞性（黏性）：石油沥青的黏滞性是反映材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是划分沥青牌号的主要性能指标。沥青的黏滞性与其组分及所处的温度有关。当地沥青质含量较高、又有适量的树脂、且油分含量较少时，黏滞性较大。在一定的温度范围内，当温度升高，黏滞性随之降低，反之则增大。建筑工程中多采用针入度来表示石油沥青的黏滞性，其数值越小，表明黏度越大，沥青越硬。针入度是以250C时100g重的标准针经5s沉入沥青试样中的深度表示，每深1/10 mm，定为1度。 二、塑性：塑性是指石油沥青受外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后形状性质，它是石油沥青的主要性能之一。石油沥青的塑性用延度表示。延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好。延度是将沥青试样制成∞字形标准试件，在25t水中以5cm/min的速度拉伸，直至试件断裂时的伸长值，以“cm”为单位。 三、温度稳定性：温度稳定性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能，是沥青的重要指标之一。在工程中使用的沥青，要求有较好的温度稳定性，否则容易发生沥青材料夏季流淌或冬季变脆甚至开裂等现象，使防水层失效。通常用软化点来表示石油沥青的温度稳定性，即沥青受热由固态转变为具有一定流动态时的温度。软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即温度稳定性越好。沥青的软
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
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
石油沥青
石油沥青 石油沥青是石油原油(或石油衍生物)分馏出汽油、煤油、柴油及润滑油后的残留，再经过氧化处理而得到的产品。 8.1.1石油沥青的组分 石油沥青的化学组成和结构甚为复杂，常按其化学组成和物理力学性质比较接近的成分划分为若干组，称为组分。石油沥青的组分主要有以下几种： 1．油分 油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，其分子量为100～500，密度为0.70～1.00g／cm3，能溶于大多数有机溶剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40％～60％。油分赋予沥青以流动性。 2．树脂(沥青脂胶) 沥青脂胶为黄色至黑色半固体粘稠物质，分子量为600～1000，密度为1.0～1.1g／cm3，熔点低于100oC。沥青脂胶中绝大部分属中性树脂，其含量增加，沥青的品质就好。在石油沥青中，沥青脂胶的含量为15％～30％，它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。 3．地沥青质（沥青质） 地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的固体粉末，分子量为2000～6000，密度大于1.0 g／cm3。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10％～30％，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，也愈硬脆。 此外，石油沥青中还含2％～3％的沥青碳和似碳物，它会降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性及温度稳定性。所以，蜡是石油沥青中的有害成分。 8.1.2石油沥青的结构 在石油沥青中，油分和树脂可以互溶，而树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的表面形成薄膜，构成以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的胶团，无数胶团分散在油分中，形成胶体结构。在此分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分，地沥青质和树脂之间无明显界面。 石油沥青的性质随各组分的数量比例不同而变化。油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团间相对运动较自由，沥青的流动性、塑性较好，开裂后有一定的自行愈合能力，但温度稳定性差。当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团彼此靠拢，相互间的引力增大，沥青的弹性、粘性和温度稳定性较高，但流动性和塑性较低。 8.1.3石油沥青的技术性质 1．粘滞性 粘滞性，又称粘性，是指石油沥青在外力作用下，抵抗变形的性能。当地沥青质含量较高，有适量树脂，但油分含量较少时，则粘滞性较大。在一定温度范围内，当温度升高时，粘性随之降低；反之，则增大。 粘稠石油沥青的粘滞性用针入度值来表示。其测定方法是：在25℃的温度下，用质量
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。
改性石油沥青
改性石油沥青机理和材料 改性石油沥青是掺加橡胶、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。 改性沥青其机理有两种，一是改变沥青化学组成，二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构在土木工程中使用的沥青应具有一定的物理性质和粘附性。在低温条件下应有弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条件下具有抗“老化”能力；还应与各种矿物料和结构表面有较强的粘附力；以及对变形的适应性和耐疲劳性。 一、橡胶改性沥青 橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形小，低温柔性好。 1.氯丁橡胶改性沥青 沥青中掺入氯丁橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐气候性等得到大大改善。 2.丁基橡胶改性沥青 丁基橡胶改性沥青具有优异的耐分解性，并有较好的低温抗裂性能和耐热性能，多用于道路路面工程和制作密封材料和涂料。 3.热塑性弹性体改性沥青 热塑性弹性体改性沥青兼有橡胶和树脂的特性，常温下具有橡胶的弹
性，高温下又能像树脂那样熔融流动，成为可塑的材料。 4.再生橡胶改性沥青 再生橡胶掺入沥青中以后，可提高沥青的气密性，低温柔性、耐光、热、臭氧性，耐气候性。 二、树脂改性沥青 用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性这一方法得到越来越多的应用。由于石油沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相容性较差，而且可用的树脂品种也较少，常用的树脂改性沥青有：古马隆树脂改性沥青、聚乙烯改性沥青、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性沥青等，可选择杜邦或塑泰接枝PE、接枝SEBS、接枝POE等做不同树脂的相容剂。 三、橡胶和树脂改性沥青 橡胶和树脂同时用于改善沥青的性质，使沥青同时具有橡胶和树脂的特性。且树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故效果较好。 四、矿物填充料改性沥青 为了提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，经常加入一定数量的矿物填充料。 1.矿物填充料的品种 常用的矿物填充料大多是粉状和纤维状的，主要有滑石粉、石灰石粉、硅藻土和石棉等。 2.矿物填充料的作用机理
浅谈改性沥青的性能和应用
浅谈改性沥青的性能和应用 摘要：改性沥青的优良路用性能已经受到了人们的认可和重视。本文对改性沥青的性能与应用谈一些看法。 关键词：改性沥青，性能，应用 Abstract: the excellent modified asphalt road with properties have been recognized by people and attention. In this paper the properties and the application of the modified asphalt some views on. Keywords: modified asphalt, properties, application 随着公路修筑等级的提高及交通量的增大，普通石油沥青的性能已无法满足需要，而采用改性沥青以解决路面抗滑、耐久性及大承载力的问题，改性沥青所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视。本文对改性沥青的性能与应用谈一些看法。 一、改性沥青的涵义与分类 1、改性沥青的涵义 根据《公路改性沥青路面施工技术规范》，所谓改性沥青是指通过往沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂（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到改善而制成的沥青结合料。为什么要对沥青进行改性呢?主要有两个方面的原因:从沥青的性能来讲，它是一种对度很敏感的材料，随着度的变化其状态和性能都将发生变化。度升高时沥青会变软、变稀，粘结力下降，度下降时会变稠、变硬、变脆，丧失粘结力。这种性能对沥青的使用是很不利的，在夏季或气候炎热的地区，在重载的作用下沥青路面易形成车辙；在冬季或寒冷的地区，沥青路面易出现裂缝。这些问题的出现，不仅使路面的使用状态变坏，而且要大大缩短路面的使用寿。从客观需要看，现代公路交通，特别是高速公路对沥青路面的要求越来越高，现代交通的特点是交通量大、载重量大、行车速度大，所以要求路面承载能力大、耐久性好并具有良好的表面状况。我国的石油大多属于石蜡基，用其提炼加工出来的沥青一般性能较差、标号较低，难以满足上述要求。改性沥青的目的就是要改善沥青的感性，提高软化点，降低脆点，扩大改性沥青混凝土路面高不软、低不裂的度范围，并具有较高的强度，从而大大延长使用寿，获得良好的经济效益和会效益。
改性沥青种类和使用性能比较
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。