改性瀝青發(fā)展歷程

彭祥富

(重慶交通大學，重慶 400074)

1 引言

改革開放以來，伴隨我國的發(fā)展與進步，整個國家的經濟也在不斷增長，我國道路交通事業(yè)也進入到了高速發(fā)展的階段。截止到目前，我國各級公路總里程已經達到500萬公里左右，高居世界第二，交通流量的迅速增大、行駛頻度急速增加、超載現象的增多以及渠化交通等因素，使得路面質量面臨嚴峻的考驗。瀝青憑借其成本低、膠粘性性質、流變學特性、耐熱性被廣泛應用于道路路面、密封劑、和防水涂料。因此，我們必須要制備出更好的改性瀝青來適應各種氣候條件、經濟條件的需要。

2 改性瀝青分類

2.1 聚合物改性瀝青

聚合物改性瀝青指的是很多相同的，簡單的結構單元通過共價鍵反復連接的高分子量化合物，一般相對分子質量可達幾萬甚至上百萬。一般來說，彈性體聚合物被用來修建更有彈性、柔韌的路面，而塑性體聚合物會增加高溫穩(wěn)定性，使瀝青混合料勁度模量更大[1]。目前在國內使用較多的主要有橡膠類、熱塑性樹脂類、熱塑性彈性體等,它們能夠同時改變基質瀝青的高溫穩(wěn)定性與低溫柔韌性。

2.2 礦物填料改性瀝青

礦物填料改性瀝青是把礦物加入到瀝青里面，將礦物分散在基質瀝青里面，形成比較好的瀝青混合物。瀝青對礦物填料的潤濕和吸附作用，瀝青可以在礦物顆粒表面形成單一的分子，形成固體瀝青膜，具有高粘度和耐熱性等優(yōu)點。在我們尚屬于新型的瀝青改性劑，但國外早在多年前就已將他作為良好的瀝青改性劑，國外從20世紀80年代就有加入瀝青路面混合料中，改善瀝青路面混合料的強度、粘性、熱壓縮致密性等性能[2]。

2.3 玻璃纖維改性瀝青

玻璃纖維是一種力學性能較好、穩(wěn)定的化學物理性能、資源充足的新型建筑材料。使用玻璃纖維增強熱固性的許多，例如，和熱塑性樹脂的性能，用于航空航天，運輸，電氣，化學腐蝕等行業(yè)；用于增強石膏、水泥制成石膏板材、水泥制件，應用于建筑、裝飾裝璜業(yè)；可涂覆四氟乙烯制成濾袋，應用于環(huán)保和節(jié)能等[3]。玻璃纖維作為非結晶型無機纖維，具有成本低、耐熱、耐化學腐蝕性好、抗拉伸強度高以及斷裂延伸率小等顯著特點[4]。

2.4 納米材料改性瀝青

2.4.1 納米碳酸鈣改性瀝青

納米碳酸鈣是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型超細固體粉末材料，粒度介于0.01～0.1微米之間。納米碳酸鈣改性瀝青具有操作簡便、操作方便、價格低廉等優(yōu)點，適合大規(guī)模生產和應用，在路面材料領域具有廣闊的發(fā)展前景和廣闊的應用市場。

2.4.2 納米二氧化鈦改性瀝青

納米二氧化鈦是非常好的光催化劑，對消滅空中和水中的雜質有高效的光催化活性，日本東京已有人在實驗室研制成功自潔瓷磚，這種新產品的表面上有一薄層納米TiO2，任何粘污在表面上的物質，包括油污、細菌在光的照射下，由于納米TiO2的催化作用，可以使這些碳氫化合物物質進一步氧化變成氣體或者很容易被擦掉的物質[5]。另外，納米二氧化鈦可以較好抑制紫外線老化中瀝青質含量的增加及芳香分和飽和分含量的減小，降低紫外線老化后的針入度損失率和針入度指數的增大幅度[6]。

2.4.3 碳納米管改性瀝青

碳納米管作為近一維納米材料，重量輕，結構完美，具有最簡單的化學組成及原子結合形態(tài)，卻展現了最豐富多彩的結構以及與之相關的物理、化學性能[7]。碳納米管在真空中小于2800℃及大氣中小于750℃都能穩(wěn)定存在[8]。碳納米管的基本結構是碳-碳雙鍵，晶格沿管軸線有序排列，形成封閉的空間結構。這種閉合的空間結構使碳納米管具有石墨的平面性質：如耐熱、耐腐蝕、耐熱沖擊、傳熱和導電性好、有自潤滑性等一系列綜合性能[9]。

3 結論與改進思路

目前，改性瀝青的研究已經越來越成熟。越來越多的材料用于改性瀝青的研究，也從中取得了非常多的寶貴的經驗。不同材料改性瀝青效果也是有差別的。經過本文的敘述，納米材料改性瀝青是非常有研究價值的。近年來，在道路材料領域，納米材料得到了廣泛的應用，納米改性瀝青是一種瀝青納米復合材料，主要研究納米材料對交通建筑材料的性能。國內外納米材料改性瀝青在試驗研究、實際應用及研究方法都取得了不少成果，但是依然存在諸多不足之處。總之，應該改良納米改性瀝青制備工藝，探索新的試驗方法和研究方法，使得納米材料改性瀝青制作工藝簡化，路用性能良好。