不同改性剂对沥青改性效果研究0430

《不同改性剂对沥青改性效果研究0430》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、不同改性剂对沥青改性效果研究张登良①赵可②（①长安大学西安710064，②天津市政工程研究院，天津300202）内容摘要：本文在对改性沥青的机理论证的基础上，对EVA，SBS和PE三种常用改性剂对锦西和大港两种沥青高低温情性能的改性效果进行评价。评价中既采用了常规指标，又采用了SHRP指标，同时还对改性沥青混合料的高低温性能进行了评价。关键词：沥青，改性沥青，改性剂，评价指标现代交通的发展对路面提出了越来越高的要求，而现有的沥青质量、品种已不能适应这一要求，沥青改性已成为当今世界各国的热门话题。在诸多改性方法中，以聚合物改性效果最佳，也最受人们青睐。早在1873年，英国人S

2、amuelWhiting就申请了橡胶改性沥青的专利。1902年法国修筑了掺橡胶的沥青路面。自从首次将橡胶粉加入沥青改性以来，发展至今改性剂的选择范围越来越广，据统计形成商品的就有40多种。丁苯橡胶（SBR）的改性效果已被很多文献介绍，我国重庆公路研究所研制的SBR母体成功地应用于国内许多国道和省道。就塑料类改性沥青而言，以奥地利的Novophalt技术最为著名，该项技术已在世界范围内推广应用。[1]经过世界各国研究工作者的努力，已经提出了很多成功的改性沥青技术并取得专利。有的是以改性剂为核心，如Dopont公司生产的以EVA为主剂的改性剂专利产品ESSO—EVA及Toron

3、to公司的以PE为主剂的Polyphalt;而有的是以工艺和技术设备为其改性技术核心，如奥地利的Novophalt和美国的Rosphalt改性沥青技术。Novophalt技术的关键并不在于改性剂，而在于一组精加工的由粗到细的胶体磨，改性剂与沥青经胶体磨的混磨加工，改性剂以极细小的颗粒均匀地分布于沥青中，使沥青性能得以改善。90年代初，Novophalt技术传到中国后，使我国的改性沥青技术跨上了一个新的台阶，十年来取得突飞猛进的发展。为了深入认识改性沥青技术，提高其改性效果，本文拟对改性沥青的机理进行较为系统的论述，对不同改性剂对沥青的改性效果进行试验研究。1.改性沥青机理[

4、2][3][4]11改性剂与沥青的充分混溶是改善沥青性能的基本前提。在此基础上，改性剂吸附沥青中的轻质组分而发生溶胀，已溶胀的改性剂又与沥青的其余组分相互作用，从而形成一种新的结构体系。加之此种改性剂自身的固有特性而使沥青性能得到相应的改善。1.1相容性从热力学的含义讲，相容性是指两种或两种以上的物质按任意比例均能形成均相物质的能力；而物理上的含义是指两种物质混溶以后形成的一个稳定的体系，不发生分层或相分离。总体来讲，能完全满足热力学混溶条件形成均相体系的材料是极少的，而热力学不相容则是常见情况。沥青与高聚物之间存在着分子量及化学结构的差异，因而属于热力学不相容体系，但这也

5、许是改性沥青所期望的。同聚合物共混物相类似，由于不同组分相界面上的相互作用，使聚合物共混物具有很多均相物质所难以达到的性质。SamMaccarrone认为聚含物在沥青——聚合物体系中的理想状态是细分布而不是完全至溶。所以，对聚合物改性沥青来讲，达到物理意义上的相容是很有必要的。改性沥青的相容性好是指改性剂以微细的颗粒均匀、稳定地分布在沥青中，不发生分层、凝聚或者互相分离的现象。它取决于改性剂和沥青两种不同的相界布的相互作用，两者的溶度参数或分子结构越是接近相容性越好。改性剂与基质沥青的相容性是分子级的可混性，相容性好的能形成均质混合体系。据研究，材料的溶度参数是定量反映物质

6、极性的数据，根据一般规律，两种物质的极性越是接近，则两物质的溶度参数差就越小，则就越容易互相混溶，故改性剂与沥青的溶度参数可作为评价相容性好坏的指标。高分子聚合物的溶度参数可按Small公式计算：式中F——化学分子团的引力常数；V——分子容积；——密度；M——分子量。应指出是，不同原油基属的沥青与不同改性剂的相容性是不同的。如属中间基的胜利沥青与SBR的相容性要优于属石蜡基的大庆沥青；而大庆沥青与EVA的相容性则优于胜利沥青；石蜡基沥青与PE的相容性好是因为PE和石蜡的溶度参数比较接近的缘故。聚合物在沥青中的溶融行为与低分子的溶解是不同的，除了化学组成外，聚合物的结构形态、

7、链的长短、链的柔性和结晶情况等都对其溶融性有显著影响。11从有关文献[5]中可以查到，本文所选用的三种改性剂的溶度参数如下：聚合物LDPESBSEVA溶度参数（卡/厘米3）1/27.1~8.358.1~8.78.1~8.3而我们从沥青中萃取出的芳香分和饱和分的溶度参数分别为8.8和8.2（卡1/2/厘米3/2）。显然，芳香分的溶度参数与SBS较为接近；而饱和分的溶度参数与PE、EVA较为接近。所以一般认为，聚烯烃类改性剂与饱和分含量高的沥青相容性要好；而橡胶类改性剂（如SBR、SBS）则与芳香分含量高的沥青相容性要