沥青路面主要包括以下使用性能:低温抗脆裂性能、高温抗车辙性能、耐久性和路面表面特性等。通常,这些性能的要求是相互制约和矛盾的,比如,增加了某一方面的性能同时就会降低另一方面的性能。例如我们想让沥青路面的高温抗车辙能力提高,就会采取增加集料数量,使用用粗级配的集料,采用集料粒径较大的,适当使沥青用量减少等方法,但是这样的混合料有在低温的时候劲度大,具有较差的抗疲劳性,容易开裂的问题。可以通过沥青改性来克服这些矛盾,沥青经过改性,就能改善沥青的各项技术指标。
从狭义来说,改性沥青一般我们指的是聚合物改性沥青,有很多种类的聚合物用来改性,可以将其分为3 类。
(1)橡胶类:例如丁二烯橡胶(BR)、乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)等。
(2)热塑性橡胶类:也即热塑性弹性体,例如苯乙烯- 异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯- 丁二烯嵌段共聚物(SBS)等。
(3)树脂类:热固性树脂,如环氧树脂(EP);热塑性树脂,如无规聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯- 醋酸乙烯共聚物(EVA)聚酰胺等。
SBS 改性沥青的*性主要体现在软化点大幅度提高的同时,它的低温延度又能明显增加,它的感温性能很大程度改善了,并且加大了弹性恢复率,所有指标都是处于一个良好状态。通过沥青混合料的改性试验,和车辙试验的动稳定度等指标也能得到相同的结果。SBS 改性沥青相比其它改性剂有它的优点,因此我国改性沥青应该主要研究SBS 改性沥青。当前,SBS 改性沥青的价格比以前低很多,单凭成本来说,它也足可以与其他改性沥青竞争。
通过研究橡胶粉改性沥青知道,使用不同粒径的胶粉对沥青进行改性,得出的结果也是有一定的区别。使用大粒径的胶粉对沥青进行改性,能较好地改善沥青的软化点、弹性恢复等,而使用小粒径的胶粉对沥青进行改性,则能明显提高它的延度,同时沥青针入度的降低也比较小。因为越细粒径的胶粉,越容易在沥青中溶胀,也有利于提高沥青的针入度和延度,但如果胶粉在沥青中溶胀性有限的话,那么过细粒径的胶粉难以在沥青中形成骨架结构,也会减弱沥青的弹性恢复,并且一旦温度升高,容易造成流动变形,也就是说软化点降低了。
通过研究不同含量的基质沥青软组分知道,不同含量制造出来的改性沥青针入度大小也会不同。当增加SBS 加入量时,改性沥青的针入度就减小了,这是由于加入SBS 过后就开始吸收沥青中的一些软组分所造成的,加入越多的SBS,就能越充分地吸收沥青中的软组分,这样通过加入SBS 在沥青中形成网络结构后,进一步降低了改性沥青的针入度。对改性沥青和基质沥青的组分进行分析得知,天然沥青中沥青质和胶质的含量均较高,把它掺入石油沥青中以后,能够在很大程度上改变原来基质沥青的组分比例,从而形成新的沥青组成结构和胶体体系,极大地改善了沥青的抗高温能力。
因此沥青的选择及改性剂的选择应该遵循在常年高温地区,选用针入度较小的沥青,选用塑料类(PE、EVA)或SBS 等改性剂;在常年低温地区,应该采用针入度较大的沥青,并选用低温性能较好的改性剂(如SBR 等);在对高低温性能都有要求的地区,则可以选用SBS 或者复合改性剂。
综上所述,我们知道基质沥青经过改性以后,大幅度降低了温度敏感性,沥青的脆点降低了,能让沥青在寒冷季节不发脆,拥有柔性和韧性,路面裂缝减少了,石料与沥青的粘结力也提高了,防止了石料受水的作用造成松散、剥落;另一方面沥青的软化点大幅度提高了,路面的高温抗推拥和抗车辙能力也提高了。沥青经过改性以后,能有效地延长路面的使用寿命。
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