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高黏改性沥青的开发与性能评价

  • 来源:本站原创
  • 时间:2022/6/21 14:51:07

摘要

为开发新型基于SBS的高性价比高黏改性沥青,通过针入度、软化点、延度及60℃动力黏度试验研究SBS、SBR、C9石油树脂、硫磺掺量对沥青性能的影响情况。研究发现:SBS在改善沥青高低温性能的同时,对沥青的黏度有所提升;SBR掺量增加降低沥青黏度,但其有助于提高沥青低温性能;增加C9石油树脂掺量可提高沥青黏度且对沥青高低温性能无明显影响;硫磺对沥青性能影响较小;最终推荐改性沥青配方为5%SBS+2%SBR+7%C9石油树脂+0.8%硫磺;通过渗水试验、车辙试验、低温弯曲试验及浸水马歇尔试验研究高黏改性沥青混合料的使用性能,证明使用开发的高黏改性沥青制备的混合料使用性能满足规范要求。

关键词

沥青

高黏改性剂

组分配比

性能评价

前言

排水沥青路面具备良好的排水、降噪、抗滑等性能,广泛应用于高速公路和快速化道路。相比其他密级配沥青混合料,排水沥青混合料矿料级配主要由粗集料嵌挤组成,细集料和填料较少,具有大空隙特点(空隙率高达15%~25%),如何保证矿料间的有效黏附是排水沥青混合料的使用关键所在。高黏沥青作为一种黏、韧性良好的胶结料,与集料黏结裹覆效果较好,在沥青胶结料受到阳光、空气和雨水等不利因素影响下,保证排水沥青混合料具有足够的高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性。因而开发高性能高黏改性沥青并系统测试改性沥青及混合料的使用性能,对排水路面的推广应用具有重要意义。

日本经过多年研制开发出性能优良的TPS(热塑性橡胶粉为主要成分)高黏沥青,韩国SK公司随后研发了SK高黏沥青,中国早期多以进口TPS改性剂制得高黏沥青,随着研究的深入研发了诸如深圳海川SINOTPS、安丰AFFN、东道DTPSP等高黏沥青,其中日本TPS和深圳海川SINOTPS高黏沥青因其高温性能与水稳性能良好且方便施工应用最为广泛,但单价高、掺量大、储存稳定性差,低温抗裂性存在一定缺陷,推广应用也受到一定限制。由此大量学者对基于SBS高黏改性沥青性能进行了研究,LsacssonUlf研究发现,随着SBS聚合物含量的增加,改性沥青的动力黏度随之提高;刘少鹏对比不同掺量SBS高黏沥青与TPS高黏沥青性能发现,提高SBS掺量才能追赶TPS高黏沥青性能,以6%SBS掺量最为合适;杨凯对比SBS-SBR复合改性与SBS、SBR单一改性高黏沥青的性能发现,复合改性可显著提高沥青高低温性能;丛玉凤对比SBS-C9石油树脂改性沥青与SBS改性沥青的性能发现,SBS-C9石油树脂改性沥青的感温性能、高温性能优于SBS改性沥青,而低温性能、抗老化性能与之相差不大;ZhangFeng采用6%SBS+4%增塑剂+0.2%交联剂制备高黏改性沥青并进行沥青性能研究,发现SBS对沥青性能影响最为显著,增塑剂促使SBS的溶胀和分散,交联剂主要改善沥青的抗老化性能;祝斯月研发一种7%SBS+3%相容剂+0.2%稳定剂的高黏改性沥青,与TPS高黏沥青、SBS改性沥青性能进行对比发现,自主研制高黏改性沥青温度敏感性较低,低温抗裂性与存储稳定性较好;ChenShuanfa对7%SBS聚合物+3%相容剂+2%稳定剂的高黏改性沥青进行性能研究,发现其具有良好的低温延度、高黏度与高韧性。高黏改性沥青应用于实际工程前必然要进行混合料室内试验研究,YaofeiLuo通过车辙试验、汉堡车辙试验、低温弯曲试验评价不同高黏改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性;ZimingLiu通过车辙试验、三点弯曲梁试验、冻融劈裂试验研究不同高黏沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性;KeZhong以车辙试验、三点弯曲梁试验、TSR试验对TPS+SBS高黏改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行评价。

综上所述,基于SBS开发高黏沥青已成为研究的热点,但单一SBS聚合物改性存在高掺量才能满足黏度要求,对低温性能


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