PE类高模量沥青混合料特性研究

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1、广东建材2013年第6期材料研究与应用PE类高模量沥青混合料特性研究曾欣铨(深圳市市政设计研究院有限公司)摘要：利用聚乙烯(PE)添加剂和聚苯乙烯一丁二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺入到70号石油沥青中，通过搅拌分散等一系列工序制备出聚合物复合改性沥青，动态扫描结果显示该沥青达到高模量沥青指标要求；采用高模量沥青按AC一20型级配制备出高模量沥青混合料，通过动态和静态模量试验、车辙试验和劈裂试验等发现：PE和SBS能够显著提高沥青混合料的动、静态模量，在高温情况下动态模量的提高极为明显，据此提出高模量沥青混合料的特性。这些特性可以验证、评价高模量沥青混合料的质量，为生产高质量的高模量沥

2、青混合料提供技术参考；高模量沥青混合料疲劳性能比SBS沥青混合料的稍差，但强于基质沥青混合料；高模量改性沥青混合料若用于南方高温地区上、中和下面层或北方低温地区的中、下面层，其低温抗裂性能完全能满足要求，可以认为其具有优良的低温抗裂性能。关键词：聚乙烯(PE)：聚苯乙烯一丁二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)；复合改性沥青；高模量沥青混合料；性能特性利用低标号硬质沥青制备高模量沥青混合料已经在国外得到了广泛应用，1990年法国硬质沥青的产量为39000t，1995年达到了77000t，2000年达到100000t。由于低标号硬质沥青生产工艺的复杂性，研究人员尝试采用其它经济实惠的方法来制备高

3、模量沥青混合料。国内外研究人员通过添加高模量添加剂制备出了高模量沥青，继而制备出高模量沥青混合料mz-。法国等国家颁布了与之配套的高模量沥青混合料组成设计规范(如1992年的NFP98—140和2007年最新提出的NFEN13108一卜2007)13,4]。近年来，很多国家铺筑了高模量沥青混合料的试验段并进行了长期观测嵋、6]，提出了一些经验性的试验指标口、e]。在我国，高模量沥青混合料的制备和研究应用尚处于初期，对高模量沥青混合料的性能也缺乏必要的了解。因此，本文从试验制备聚合物改性高模量沥青开始，采用国内通常的配合比设计方法制备出高模量沥青混合料，通过动静态模量和车辙等试验研究了高模量

4、沥青混合料的特性，为其大规模推广使用奠定了理论基础。1试验材料本研究使用中海AH一70号基质沥青，其性能指标见表1；高模量沥青为占市场份额较大的某公司的沥青；采用的集料为珠海洪武花岗岩矿料，采用的矿粉为广东四会径口石灰石矿粉，矿料和矿粉的各项试验指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032—94)要求；矿料级配选择AC一20型，合成级配见图l；采用美国Kra—ton公司D1101线型SBS，性能参数见表2；采用辽宁某公司和法国高质量聚乙烯PE，性能参数见表3；采用广州润翊嘉化工有限公司生产的改性沥青稳定剂。2高模量沥青及其混合料的制备表1AH一70基质沥青技术性能试验指标单位试验结

5、果试验方法针入度25"C，lOOg，5s0．1mm63T0604—2000针入度指数PI-1．09软化点T。℃47．9T0606-1993延度15"C，5cm／minCm>100T0605—1993延度10℃，5cm／minCm37．925"C相对密度g／cm31．042T0603—199360℃Pa·S262表观粘度T0625—2000135℃Pa·S0．442质量损失％wtO．09RTFO残留物针入度比25℃％63．5T0610—1993延度10℃Cm7．8表2SBS聚合物改性剂的性能指标性能指标单位试验值试验方法熔融流动指数g／lOmin8．5ASTMD一1238物理性能(200℃．

6、5kg)比重g／cm30．96ISO2781拉伸强度kg／cm2150拉伸应力(300％)kg／cm225ASTMD一412机械性能伸长率％700邵氏硬度80ASTgD-2240聚苯乙烯含量％30IR测定其它性能溶液粘度25％甲苯CPS14ASTMD-445挥发分％O．5ASTMD-1416一_7一材料研究与应用广东建材2013年第6期表3PE性能指标指标单位试验值密度g／cm30．95软化点℃175粒径咖0—5‘，T)，’I∥／T刃f，‘I／，／，≯'／，l_·一目标圾配1一，／／I+辗配E限L—J，二。一，／I一级绷[__／／"／．／／rI，

7、≯一鬈二一兰；uo釜三i§：i荟ii：童”

8、孔径(m)图1试验用矿料级配2．1高模量沥青的制备与改性沥青制备方法类似[9]，本文采用湿法制备高模量沥青。经过大量试验，本研究确定SBS掺加量为3．5％时，可满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)中对II类SBS改性沥青的要求。本研究制定的高模量沥青生产工艺如下(制备示意图见图2)：图2高模量沥青制备流程图(1)将基质沥青加热到180～185。C，保持恒温并用FA25型弗鲁克搅拌器以10000rpm