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摘要:目前國民經(jīng)濟高速開展,交通量增長速度過快,出現(xiàn)嚴重超載、車輛渠道化、大型化等問題,瀝青混凝土路面面臨了嚴峻的考驗。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,這也是當前公路建設(shè)所面臨的一項重大課題。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、耐久性和路面外表特性等。通常,這些性能的要求是相互制約和矛盾的,比方,增加了某一方面的性能同時就會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,就會采取增加集料數(shù)量,使用用粗級配的集料,采用集料粒徑較大的,適當使瀝青用量減少等方法,但是這樣的混合料有在低溫的時候勁度大,具有較差的抗疲勞性,容易開裂的問題??梢酝ㄟ^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技術(shù)指標。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。橡膠類:例如丁二烯橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、天然橡膠等。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、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等。樹脂類:熱固性樹脂,如環(huán)氧樹脂;熱塑性樹脂,如無規(guī)聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物聚酰胺等。通過研究知道摻入SBS改性劑后的蘭煉瀝青感溫性指標PI值增大,當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)來描述瀝青的感溫性,瀝青的針入度指數(shù)的值越大,那么那么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。當增大改性劑的參加量后,PI值增大。摻入改性劑SBS后,當量軟化點從45.3℃提高到49.2℃~59.5℃,提高了9%~31%,這說明瀝青經(jīng)過改性后,改善了它的高溫穩(wěn)定性,而且改性劑參加的量越多,高溫穩(wěn)定性改善越明顯;隨著SBS改性劑參加量的增加,當量脆點也逐漸降低,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*性主要表達在軟化點大幅度提高的同時,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,所有指標都是處于一個良好狀態(tài)。通過瀝青混合料的改性試驗,和車轍試驗的動穩(wěn)定度等指標也能得到相同的結(jié)果。SBS改性瀝青相比其它改性劑有它的優(yōu)點,因此我國改性瀝青應(yīng)該主要研究SBS改性瀝青。當前,SBS改性瀝青的價格比以前低很多,單憑本錢來說,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瀝青進行改性,得出的結(jié)果也是有一定的區(qū)別。使用大粒徑的膠粉對瀝青進行改性,能較好地改善瀝青的軟化點、彈性恢復(fù)等,而使用小粒徑的膠粉對瀝青進行改性,那么能明顯提高它的延度,同時瀝青針入度的降低也比擬小。因為越細粒徑的膠粉,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,那么過細粒徑的膠粉難以在瀝青中形成骨架結(jié)構(gòu),也會減弱瀝青的彈性恢復(fù),并且一旦溫度升高,容易造成流動變形,也就是說軟化點降低了。 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不同。當增加SBS參加量時,改性瀝青的針入度就減小了,這是由于參加SBS過后就開始吸收瀝青中的一些軟組分所造成的,參加越多的SBS,就能越充分地吸收瀝青中的軟組分,這樣通過參加SBS在瀝青中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后,進一步降低了改性瀝青的針入度。對改性瀝青和基質(zhì)瀝青的組分進行分析得知,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原來基質(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;在對上下溫性能都有要求的地區(qū),那么可以選用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度。研究認為它的性能主要有以下幾個特點:①天然巖瀝青中含氮量高,而且氮以官能團的形式存在,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;③巖瀝青的軟化點高,通常都在150℃以上,用它進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)濟和社會效益。 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。