淺談改性瀝青的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用

楊操

摘 要：目前國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，交通量增長速度過快，出現(xiàn)嚴(yán)重超載、車輛渠道化、大型化等問題，瀝青混凝土路面面臨了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因此，通過改性后的瀝青形成的路面結(jié)構(gòu)，瀝青路面的使用性能得到了提高，瀝青路面的使用壽命得到了延長，這也是當(dāng)前公路建設(shè)所面臨的一項(xiàng)重大課題。

關(guān)鍵詞：公路；瀝青路面；改性瀝青

瀝青路面主要包括以下使用性能：低溫抗脆裂性能、高溫抗車轍性能、耐久性和路面表面特性等。通常，這些性能的要求是相互制約和矛盾的，比如，增加了某一方面的性能同時(shí)就會(huì)降低另一方面的性能。例如我們想讓瀝青路面的高溫抗車轍能力提高，就會(huì)采取增加集料數(shù)量，使用用粗級(jí)配的集料，采用集料粒徑較大的，適當(dāng)使瀝青用量減少等方法，但是這樣的混合料有在低溫的時(shí)候勁度大，具有較差的抗疲勞性，容易開裂的問題。可以通過瀝青改性來克服這些矛盾，瀝青經(jīng)過改性，就能改善瀝青的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

從狹義來說，改性瀝青一般我們指的是聚合物改性瀝青，有很多種類的聚合物用來改性，可以將其分為3類。

（1）橡膠類 ：例如丁二烯橡膠（BR）、乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）、丁苯橡膠（SBR）、天然橡膠（NR）等。

（2）熱塑性橡膠類：也即熱塑性彈性體，例如苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物（SIS）、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）等。

（3）樹脂類：熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂（EP）；熱塑性樹脂，如無規(guī)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。

通過研究知道摻入SBS改性劑后的蘭煉瀝青感溫性指標(biāo)PI值增大，當(dāng)SBS的摻量從 0 %增加到12%，瀝青的PI值就由- 1.033增大到1.715，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)就由溶凝膠型膠體向凝膠型膠體結(jié)構(gòu)方向轉(zhuǎn)變。通常我們用瀝青的針入度指數(shù)（PI）來描述瀝青的感溫性，瀝青的針入度指數(shù)（PI）的值越大，那么則說明瀝青的溫度敏感性越低。通過研究知道，瀝青經(jīng)過改性后，溫度敏感性變小，也就是說經(jīng)過改性后的瀝青性能受溫度變化的影響不大，溫度敏感性低。當(dāng)增大改性劑的加入量后，PI值增大。摻入改性劑SBS后，當(dāng)量軟化點(diǎn)從45.3℃提高到 49.2℃～59.5℃，提高了9%～31%，這表明瀝青經(jīng)過改性后，改善了它的高溫穩(wěn)定性，而且改性劑加入的量越多，高溫穩(wěn)定性改善越明顯；隨著SBS改性劑加入量的增加，當(dāng)量脆點(diǎn)也逐漸降低，由-14.9 ℃降低到-18.6℃～-31.0℃，降低了25%～108%，也就是說明顯改善了瀝青的低溫抗裂性。

SBS改性瀝青的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在軟化點(diǎn)大幅度提高的同時(shí)，它的低溫延度又能明顯增加，它的感溫性能很大程度改善了，并且加大了彈性恢復(fù)率，所有指標(biāo)都是處于一個(gè)良好狀態(tài)。通過瀝青混合料的改性試驗(yàn)，和車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度等指標(biāo)也能得到相同的結(jié)果。SBS改性瀝青相比其它改性劑有它無與倫比的優(yōu)點(diǎn)，因此我國改性瀝青應(yīng)該主要研究SBS改性瀝青。當(dāng)前，SBS改性瀝青的價(jià)格比以前低很多，單憑成本來說，它也足可以與其他改性瀝青競爭。

通過研究橡膠粉改性瀝青知道，使用不同粒徑的膠粉對(duì)瀝青進(jìn)行改性，得出的結(jié)果也是有一定的區(qū)別。使用大粒徑的膠粉對(duì)瀝青進(jìn)行改性，能較好地改善瀝青的軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)等，而使用小粒徑的膠粉對(duì)瀝青進(jìn)行改性，則能明顯提高它的延度，同時(shí)瀝青針入度的降低也比較小。因?yàn)樵郊?xì)粒徑的膠粉，越容易在瀝青中溶脹，也有利于提高瀝青的針入度和延度，但如果膠粉在瀝青中溶脹性有限的話，那么過細(xì)粒徑的膠粉難以在瀝青中形成骨架結(jié)構(gòu)，也會(huì)減弱瀝青的彈性恢復(fù)，并且一旦溫度升高，容易造成流動(dòng)變形，也就是說軟化點(diǎn)降低了。

通過研究不同含量的基質(zhì)瀝青軟組分知道，不同含量制造出來的改性瀝青針入度大小也會(huì)不同。當(dāng)增加SBS加入量時(shí)，改性瀝青的針入度就減小了，這是由于加入SBS過后就開始吸收瀝青中的一些軟組分所造成的，加入越多的SBS，就能越充分地吸收瀝青中的軟組分，這樣通過加入SBS在瀝青中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，進(jìn)一步降低了改性瀝青的針入度。對(duì)改性瀝青和基質(zhì)瀝青的組分進(jìn)行分析得知，天然瀝青中瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的含量均較高，把它摻入石油瀝青中以后，能夠在很大程度上改變?cè)瓉砘|(zhì)瀝青的組分比例，從而形成新的瀝青組成結(jié)構(gòu)和膠體體系，極大地改善了瀝青的抗高溫能力。

因此瀝青的選擇及改性劑的選擇應(yīng)該遵循在常年高溫地區(qū)，選用針入度較小的瀝青，選用塑料類（PE、EVA）或SBS等改性劑；在常年低溫地區(qū)，應(yīng)該采用針入度較大的瀝青，并選用低溫性能較好的改性劑（如SBR等）；在對(duì)高低溫性能都有要求的地區(qū)，則可以選用SBS或者復(fù)合改性劑。

天然巖瀝青常年與自然環(huán)境共存，具有穩(wěn)定的性能，抗水損壞能力、抗老化性能、抗車轍性能均較好而且還具有較高的強(qiáng)度。研究認(rèn)為它的性能主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①天然巖瀝青中含氮量高，而且氮以官能團(tuán)的形式存在，瀝青路面的抗水損壞能力明顯提高了；②天然巖瀝青抗老化能力以及抗微生物侵蝕功能均較強(qiáng)；③巖瀝青的軟化點(diǎn)高，通常都在150℃以上，用它進(jìn)行改性能夠明顯提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性。用改性巖瀝青防水層非常適合作為夏季氣溫較高地區(qū)的高速公路的防水層，如果大規(guī)模推廣改性巖瀝青防水層，相信能給公路建設(shè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

綜上所述，我們知道基質(zhì)瀝青經(jīng)過改性以后，大幅度降低了溫度敏感性，瀝青的脆點(diǎn)降低了，能讓瀝青在寒冷季節(jié)不發(fā)脆，擁有柔性和韌性，路面裂縫減少了，石料與瀝青的粘結(jié)力也提高了，防止了石料受水的作用造成松散、剝落；另一方面瀝青的軟化點(diǎn)大幅度提高了，路面的高溫抗推擁和抗車轍能力也提高了。瀝青經(jīng)過改性以后，能有效地延長路面的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

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