第二章改性瀝青

1、第三節(jié)第三節(jié) 改性瀝青改性瀝青 為什么要對(duì)瀝青進(jìn)行改性？為什么要對(duì)瀝青進(jìn)行改性？主要就是為了提高瀝青的路用性能。主要就是為了提高瀝青的路用性能。如提高高溫抗變形能力，可以增強(qiáng)瀝青路面的抗車轍性能；如提高高溫抗變形能力，可以增強(qiáng)瀝青路面的抗車轍性能； 提高瀝青的彈性性能，可以增強(qiáng)瀝青的抗低溫和抗疲勞性能；提高瀝青的彈性性能，可以增強(qiáng)瀝青的抗低溫和抗疲勞性能； 改善瀝青與集料的粘附性；改善瀝青與集料的粘附性； 提高瀝青的抗老化能力，延長(zhǎng)瀝青路面的壽命。提高瀝青的抗老化能力，延長(zhǎng)瀝青路面的壽命。一、改性瀝青的分類與技術(shù)要求一、改性瀝青的分類與技術(shù)要求 1.定義定義改性瀝青改性瀝青是指摻加橡膠、樹脂、

2、高分子聚合物、磨細(xì)的是指摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑（改性劑），或采取對(duì)瀝青橡膠粉或其他填料等外摻劑（改性劑），或采取對(duì)瀝青輕度氧化等措施，使瀝青的性能得以改善而制成的瀝青輕度氧化等措施，使瀝青的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。結(jié)合料。改性劑改性劑是指在瀝青中加入的天然的或人工的有機(jī)或無機(jī)是指在瀝青中加入的天然的或人工的有機(jī)或無機(jī)材料，可熔融分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能材料，可熔融分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能（與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上）的材料。（與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上）的材料。v現(xiàn)在所指的道路改性瀝青一般是指聚合物改性瀝青?，F(xiàn)在

3、所指的道路改性瀝青一般是指聚合物改性瀝青。2.用于道路瀝青改性的聚合物主要有以下三類用于道路瀝青改性的聚合物主要有以下三類熱塑性橡膠類熱塑性橡膠類，代表性品種有笨乙烯一丁二烯一笨乙烯代表性品種有笨乙烯一丁二烯一笨乙烯 段共聚物（段共聚物（SBS）橡膠類橡膠類，代表性品種有丁苯橡膠（代表性品種有丁苯橡膠（SBR）及其乳液。）及其乳液。熱塑性樹脂類熱塑性樹脂類，代表性品種乙烯一醋酸乙烯共聚物（代表性品種乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）、聚烯烴等。、聚烯烴等。3.各類改性劑的改性效果各類改性劑的改性效果 一般認(rèn)為：一般認(rèn)為： （1）樹脂類改性瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性）樹脂類

4、改性瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力，但對(duì)于瀝青路面的低溫抗裂性和抗車轍能力，但對(duì)于瀝青路面的低溫抗裂性能無明顯改善；能無明顯改善； （2）橡膠類改性瀝青具有較好的低溫抗裂性）橡膠類改性瀝青具有較好的低溫抗裂性能和較好的粘結(jié)性能；能和較好的粘結(jié)性能；（3）熱塑性橡膠類改性瀝青具有良好的溫度）熱塑性橡膠類改性瀝青具有良好的溫度穩(wěn)定性，能明顯提高基質(zhì)瀝青的高低溫性能，穩(wěn)定性，能明顯提高基質(zhì)瀝青的高低溫性能，降低溫度敏感性，增強(qiáng)耐老化、耐疲勞性能。降低溫度敏感性，增強(qiáng)耐老化、耐疲勞性能。4.改性瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)和技術(shù)要求改性瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)和技術(shù)要求1.熱塑性橡膠類改性瀝青熱塑性橡膠類改性瀝青改性劑

5、主要是苯乙烯嵌段共聚物，改性劑主要是苯乙烯嵌段共聚物， 如如苯乙烯苯乙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯（苯乙烯（SBS）、 苯乙烯苯乙烯-異戊二烯異戊二烯-苯乙烯（苯乙烯（SIS）、）、 苯乙烯苯乙烯-聚乙烯聚乙烯/丁基丁基-聚乙烯（聚乙烯（SE/BS）。）。用得最多用得最多SBS的改性效果與的改性效果與SBS的品種、分子量有關(guān)的品種、分子量有關(guān)。SBS的分子量越大，的分子量越大，改性效果越好，但難以加工為改性瀝青。改性效果越好，但難以加工為改性瀝青。SBS的品種有星形的品種有星形和線形兩種和線形兩種SBS改性瀝青的特點(diǎn)：改性瀝青的特點(diǎn)：高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性都好，且具有良好的彈性恢復(fù)性能，高溫穩(wěn)定性

6、和低溫抗裂性都好，且具有良好的彈性恢復(fù)性能，抗老化性能良好。抗老化性能良好。二、常用聚合物改性瀝青二、常用聚合物改性瀝青 通常稱之為通常稱之為橡膠瀝青橡膠瀝青，用得最多的是丁苯橡膠，用得最多的是丁苯橡膠（SBR）和氯丁橡膠（）和氯丁橡膠（CR），它們不僅是世界上最），它們不僅是世界上最早出現(xiàn)并廣泛使用的改性瀝青品種，也是我國(guó)較早得早出現(xiàn)并廣泛使用的改性瀝青品種，也是我國(guó)較早得到研究和推廣的品種。到研究和推廣的品種。目前常用目前常用SBR膠乳膠乳或或SBR瀝青母體作為改性劑，瀝青母體作為改性劑，CR具有具有極性，常摻入煤瀝青中使用，已成為極性，常摻入煤瀝青中使用，已成為煤瀝青煤瀝青的改性劑。的改

7、性劑。SBR改性瀝青最大的特點(diǎn)就是低溫性能得到改善，即提高改性瀝青最大的特點(diǎn)就是低溫性能得到改善，即提高瀝青的粘度、韌性、軟化點(diǎn)，降低脆點(diǎn)，使瀝青的延度和瀝青的粘度、韌性、軟化點(diǎn)，降低脆點(diǎn)，使瀝青的延度和感溫性得到改善。感溫性得到改善。所以主要適宜在寒冷氣候條件下使用。所以主要適宜在寒冷氣候條件下使用。2.橡膠類改性瀝青橡膠類改性瀝青 是聚烯烴類高分子聚合物。如低密度聚乙烯（是聚烯烴類高分子聚合物。如低密度聚乙烯（LDPE）、乙烯）、乙烯- 乙酸乙烯酯共聚物（乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯，丙烯和丁烯）、乙烯，丙烯和丁烯-1共聚物共聚物（APAO）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（）、聚

8、丙烯（PP）等，）等， 此類改性劑的最大特點(diǎn)是此類改性劑的最大特點(diǎn)是：使瀝青常溫下粘度增大，提高其高溫：使瀝青常溫下粘度增大，提高其高溫穩(wěn)定性，有利于提高瀝青的強(qiáng)度和勁度，遺憾的是并不能使瀝青穩(wěn)定性，有利于提高瀝青的強(qiáng)度和勁度，遺憾的是并不能使瀝青混合料的彈性增加，且加熱后易離析，再次冷卻時(shí)產(chǎn)生眾多的彌混合料的彈性增加，且加熱后易離析，再次冷卻時(shí)產(chǎn)生眾多的彌散體。散體。4.摻加天然瀝青的改性瀝青摻加天然瀝青的改性瀝青可摻加湖瀝青（如特立尼達(dá)湖瀝青可摻加湖瀝青（如特立尼達(dá)湖瀝青TLA）、巖石瀝青（如印）、巖石瀝青（如印度尼西亞布頓巖瀝青度尼西亞布頓巖瀝青BMA）和海底瀝青等。）和海底瀝青等。 摻

9、加摻加TLA的混和瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性能，的混和瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性能， 耐久性好；耐久性好；摻加巖石瀝青摻加巖石瀝青的瀝青具有抗剝離、耐久性好、高的瀝青具有抗剝離、耐久性好、高 溫抗車轍，抗老化特點(diǎn)。溫抗車轍，抗老化特點(diǎn)。3.熱塑性樹脂類改性瀝青熱塑性樹脂類改性瀝青5.熱固性樹脂類改性瀝青熱固性樹脂類改性瀝青 熱固性樹脂品種主要有聚氨酯（熱固性樹脂品種主要有聚氨酯（PV），環(huán)氧樹脂（），環(huán)氧樹脂（EP），），不飽和聚酯樹脂（不飽和聚酯樹脂（VP）等，其中環(huán)氧樹脂已應(yīng)用于改性瀝青。）等，其中環(huán)氧樹脂已應(yīng)用于改性瀝青。 環(huán)氧樹脂改性瀝青的延伸性不好，但其強(qiáng)度很高，

10、具有環(huán)氧樹脂改性瀝青的延伸性不好，但其強(qiáng)度很高，具有優(yōu)越的抗永久變形能力，并具有特別高的耐燃料油和潤(rùn)滑油優(yōu)越的抗永久變形能力，并具有特別高的耐燃料油和潤(rùn)滑油的能力，適用于公共汽車?？空尽⒓佑驼镜?。的能力，適用于公共汽車?？空尽⒓佑驼镜?。6.其他改性瀝青其他改性瀝青摻多價(jià)金屬皂化物的改性瀝青摻多價(jià)金屬皂化物的改性瀝青摻碳黑的改性瀝青摻碳黑的改性瀝青摻玻纖格柵的改性瀝青摻玻纖格柵的改性瀝青 延度增加，脆點(diǎn)降低，與集料延度增加，脆點(diǎn)降低，與集料粘附性增加，提高瀝青路面的粘附性增加，提高瀝青路面的柔性和疲勞強(qiáng)度。柔性和疲勞強(qiáng)度。 摻入摻入SBS改性瀝青中綜合改性，改性瀝青中綜合改性，使改性瀝青粘度增大

11、?；貜検垢男詾r青粘度增大。回彈性能提高性能提高 耐熱、粘結(jié)性好，提高耐熱、粘結(jié)性好，提高高溫抗車轍能力及低溫高溫抗車轍能力及低溫抗裂性能，還可防治反抗裂性能，還可防治反射裂縫。射裂縫。三、聚合物改性劑與基質(zhì)瀝青的相容性三、聚合物改性劑與基質(zhì)瀝青的相容性 改性瀝青的相容性是指瀝青與改性劑在組成和性質(zhì)上存改性瀝青的相容性是指瀝青與改性劑在組成和性質(zhì)上存在在差別的組分，在一定的條件下能夠相互兼容，并存并配伍，差別的組分，在一定的條件下能夠相互兼容，并存并配伍，形形成熱力學(xué)相對(duì)穩(wěn)定的具有混溶性的體系的能力。成熱力學(xué)相對(duì)穩(wěn)定的具有混溶性的體系的能力。相容性是改性瀝青是否成功的首要條件。相容性是改性瀝青是

12、否成功的首要條件。1.直接混溶法直接混溶法 SBR膠乳、纖維、磨細(xì)橡膠粉（干法）膠乳、纖維、磨細(xì)橡膠粉（干法）2.預(yù)混法預(yù)混法 （1）母體法（母料法）母體法（母料法） 對(duì)對(duì)SBR、SBS、PE等均可制成高濃度母體，再等均可制成高濃度母體，再稀釋使用稀釋使用 （2）簡(jiǎn)單攪拌（膠乳法）簡(jiǎn)單攪拌（膠乳法） EVA、APAO及膠粉（濕法）、及膠粉（濕法）、SBR膠乳（脫水膠乳（脫水均混）、剝落劑、天然瀝青等均混）、剝落劑、天然瀝青等 （3）膠體磨、高速剪切法）膠體磨、高速剪切法 SBS、SIS、PE、EVA、APP四、改性瀝青的生產(chǎn)工藝四、改性瀝青的生產(chǎn)工藝五、改性瀝青適用場(chǎng)合五、改性瀝青適用場(chǎng)合 （

13、1）氣候條件惡劣；）氣候條件惡劣；（2）交通繁重；）交通繁重； （3）特殊路面結(jié)構(gòu)；）特殊路面結(jié)構(gòu)； （4）特殊重要路段）特殊重要路段。六、改性瀝青的應(yīng)用和發(fā)展六、改性瀝青的應(yīng)用和發(fā)展1.一些交通條件一些交通條件和氣候條件十分惡劣的地區(qū)，如一些交通量迅速增長(zhǎng)、和氣候條件十分惡劣的地區(qū)，如一些交通量迅速增長(zhǎng)、車輛大型化、超載嚴(yán)重的地區(qū)，以及某些夏季酷熱、冬季嚴(yán)寒、年溫車輛大型化、超載嚴(yán)重的地區(qū)，以及某些夏季酷熱、冬季嚴(yán)寒、年溫差特別大、氣候條件十分惡劣的地區(qū)，按常規(guī)方法建設(shè)的公路瀝青路差特別大、氣候條件十分惡劣的地區(qū)，按常規(guī)方法建設(shè)的公路瀝青路面建成后不久就不能適應(yīng)交通的需要。即使使用了符合要求

14、的重交通面建成后不久就不能適應(yīng)交通的需要。即使使用了符合要求的重交通道路瀝青或進(jìn)口瀝青，仍不能滿足需要，免不了要發(fā)生車轍、開裂、道路瀝青或進(jìn)口瀝青，仍不能滿足需要，免不了要發(fā)生車轍、開裂、坑槽等早期破壞?？硬鄣仍缙谄茐?。2.在一些政治、經(jīng)濟(jì)十分重要的道路上，例如重大的大交通量高速公路干在一些政治、經(jīng)濟(jì)十分重要的道路上，例如重大的大交通量高速公路干線，從飛機(jī)場(chǎng)入城的專用公路，大城市的主干線、環(huán)形線等。通過使用改線，從飛機(jī)場(chǎng)入城的專用公路，大城市的主干線、環(huán)形線等。通過使用改性瀝青，可全面提高瀝青路面的使用性能，減少維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，減少維修性瀝青，可全面提高瀝青路面的使用性能，減少維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，減少維修養(yǎng)護(hù)對(duì)交通的影響，延長(zhǎng)使用壽命。養(yǎng)護(hù)對(duì)交通的影響，延長(zhǎng)使用壽命。改性瀝青用途改性瀝青用途 可用于做可用于做排水或吸音磨耗層及其下面的防水層排水