第二章改性沥青

1、第三节第三节 改性沥青改性沥青 为什么要对沥青进行改性？为什么要对沥青进行改性？主要就是为了提高沥青的路用性能。主要就是为了提高沥青的路用性能。如提高高温抗变形能力，可以增强沥青路面的抗车辙性能；如提高高温抗变形能力，可以增强沥青路面的抗车辙性能； 提高沥青的弹性性能，可以增强沥青的抗低温和抗疲劳性能；提高沥青的弹性性能，可以增强沥青的抗低温和抗疲劳性能； 改善沥青与集料的粘附性；改善沥青与集料的粘附性； 提高沥青的抗老化能力，延长沥青路面的寿命。提高沥青的抗老化能力，延长沥青路面的寿命。一、改性沥青的分类与技术要求一、改性沥青的分类与技术要求 1.定义定义改性沥青改性沥青是指掺加橡胶、树脂、

2、高分子聚合物、磨细的是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化等措施，使沥青的性能得以改善而制成的沥青轻度氧化等措施，使沥青的性能得以改善而制成的沥青结合料。结合料。改性剂改性剂是指在沥青中加入的天然的或人工的有机或无机是指在沥青中加入的天然的或人工的有机或无机材料，可熔融分散在沥青中，改善或提高沥青路面性能材料，可熔融分散在沥青中，改善或提高沥青路面性能（与沥青发生反应或裹覆在集料表面上）的材料。（与沥青发生反应或裹覆在集料表面上）的材料。v现在所指的道路改性沥青一般是指聚合物改性沥青。现在

3、所指的道路改性沥青一般是指聚合物改性沥青。2.用于道路沥青改性的聚合物主要有以下三类用于道路沥青改性的聚合物主要有以下三类热塑性橡胶类热塑性橡胶类，代表性品种有笨乙烯一丁二烯一笨乙烯代表性品种有笨乙烯一丁二烯一笨乙烯 段共聚物（段共聚物（SBS）橡胶类橡胶类，代表性品种有丁苯橡胶（代表性品种有丁苯橡胶（SBR）及其乳液。）及其乳液。热塑性树脂类热塑性树脂类，代表性品种乙烯一醋酸乙烯共聚物（代表性品种乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）、聚烯烃等。、聚烯烃等。3.各类改性剂的改性效果各类改性剂的改性效果 一般认为：一般认为： （1）树脂类改性沥青具有良好的高温稳定性）树脂类

4、改性沥青具有良好的高温稳定性和抗车辙能力，但对于沥青路面的低温抗裂性和抗车辙能力，但对于沥青路面的低温抗裂性能无明显改善；能无明显改善； （2）橡胶类改性沥青具有较好的低温抗裂性）橡胶类改性沥青具有较好的低温抗裂性能和较好的粘结性能；能和较好的粘结性能；（3）热塑性橡胶类改性沥青具有良好的温度）热塑性橡胶类改性沥青具有良好的温度稳定性，能明显提高基质沥青的高低温性能，稳定性，能明显提高基质沥青的高低温性能，降低温度敏感性，增强耐老化、耐疲劳性能。降低温度敏感性，增强耐老化、耐疲劳性能。4.改性沥青的评价指标和技术要求改性沥青的评价指标和技术要求1.热塑性橡胶类改性沥青热塑性橡胶类改性沥青改性剂

5、主要是苯乙烯嵌段共聚物，改性剂主要是苯乙烯嵌段共聚物， 如如苯乙烯苯乙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯（苯乙烯（SBS）、 苯乙烯苯乙烯-异戊二烯异戊二烯-苯乙烯（苯乙烯（SIS）、）、 苯乙烯苯乙烯-聚乙烯聚乙烯/丁基丁基-聚乙烯（聚乙烯（SE/BS）。）。用得最多用得最多SBS的改性效果与的改性效果与SBS的品种、分子量有关的品种、分子量有关。SBS的分子量越大，的分子量越大，改性效果越好，但难以加工为改性沥青。改性效果越好，但难以加工为改性沥青。SBS的品种有星形的品种有星形和线形两种和线形两种SBS改性沥青的特点：改性沥青的特点：高温稳定性和低温抗裂性都好，且具有良好的弹性恢复性能，高温稳定性

6、和低温抗裂性都好，且具有良好的弹性恢复性能，抗老化性能良好。抗老化性能良好。二、常用聚合物改性沥青二、常用聚合物改性沥青 通常称之为通常称之为橡胶沥青橡胶沥青，用得最多的是丁苯橡胶，用得最多的是丁苯橡胶（SBR）和氯丁橡胶（）和氯丁橡胶（CR），它们不仅是世界上最），它们不仅是世界上最早出现并广泛使用的改性沥青品种，也是我国较早得早出现并广泛使用的改性沥青品种，也是我国较早得到研究和推广的品种。到研究和推广的品种。目前常用目前常用SBR胶乳胶乳或或SBR沥青母体作为改性剂，沥青母体作为改性剂，CR具有具有极性，常掺入煤沥青中使用，已成为极性，常掺入煤沥青中使用，已成为煤沥青煤沥青的改性剂。的改

7、性剂。SBR改性沥青最大的特点就是低温性能得到改善，即提高改性沥青最大的特点就是低温性能得到改善，即提高沥青的粘度、韧性、软化点，降低脆点，使沥青的延度和沥青的粘度、韧性、软化点，降低脆点，使沥青的延度和感温性得到改善。感温性得到改善。所以主要适宜在寒冷气候条件下使用。所以主要适宜在寒冷气候条件下使用。2.橡胶类改性沥青橡胶类改性沥青 是聚烯烃类高分子聚合物。如低密度聚乙烯（是聚烯烃类高分子聚合物。如低密度聚乙烯（LDPE）、乙烯）、乙烯- 乙酸乙烯酯共聚物（乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯，丙烯和丁烯）、乙烯，丙烯和丁烯-1共聚物共聚物（APAO）、聚乙烯（）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（）、聚

8、丙烯（PP）等，）等， 此类改性剂的最大特点是此类改性剂的最大特点是：使沥青常温下粘度增大，提高其高温：使沥青常温下粘度增大，提高其高温稳定性，有利于提高沥青的强度和劲度，遗憾的是并不能使沥青稳定性，有利于提高沥青的强度和劲度，遗憾的是并不能使沥青混合料的弹性增加，且加热后易离析，再次冷却时产生众多的弥混合料的弹性增加，且加热后易离析，再次冷却时产生众多的弥散体。散体。4.掺加天然沥青的改性沥青掺加天然沥青的改性沥青可掺加湖沥青（如特立尼达湖沥青可掺加湖沥青（如特立尼达湖沥青TLA）、岩石沥青（如印）、岩石沥青（如印度尼西亚布顿岩沥青度尼西亚布顿岩沥青BMA）和海底沥青等。）和海底沥青等。 掺

9、加掺加TLA的混和沥青具有良好的高温稳定性及低温抗裂性能，的混和沥青具有良好的高温稳定性及低温抗裂性能， 耐久性好；耐久性好；掺加岩石沥青掺加岩石沥青的沥青具有抗剥离、耐久性好、高的沥青具有抗剥离、耐久性好、高 温抗车辙，抗老化特点。温抗车辙，抗老化特点。3.热塑性树脂类改性沥青热塑性树脂类改性沥青5.热固性树脂类改性沥青热固性树脂类改性沥青 热固性树脂品种主要有聚氨酯（热固性树脂品种主要有聚氨酯（PV），环氧树脂（），环氧树脂（EP），），不饱和聚酯树脂（不饱和聚酯树脂（VP）等，其中环氧树脂已应用于改性沥青。）等，其中环氧树脂已应用于改性沥青。 环氧树脂改性沥青的延伸性不好，但其强度很高，

10、具有环氧树脂改性沥青的延伸性不好，但其强度很高，具有优越的抗永久变形能力，并具有特别高的耐燃料油和润滑油优越的抗永久变形能力，并具有特别高的耐燃料油和润滑油的能力，适用于公共汽车停靠站、加油站等。的能力，适用于公共汽车停靠站、加油站等。6.其他改性沥青其他改性沥青掺多价金属皂化物的改性沥青掺多价金属皂化物的改性沥青掺碳黑的改性沥青掺碳黑的改性沥青掺玻纤格栅的改性沥青掺玻纤格栅的改性沥青 延度增加，脆点降低，与集料延度增加，脆点降低，与集料粘附性增加，提高沥青路面的粘附性增加，提高沥青路面的柔性和疲劳强度。柔性和疲劳强度。 掺入掺入SBS改性沥青中综合改性，改性沥青中综合改性，使改性沥青粘度增大

11、。回弹使改性沥青粘度增大。回弹性能提高性能提高 耐热、粘结性好，提高耐热、粘结性好，提高高温抗车辙能力及低温高温抗车辙能力及低温抗裂性能，还可防治反抗裂性能，还可防治反射裂缝。射裂缝。三、聚合物改性剂与基质沥青的相容性三、聚合物改性剂与基质沥青的相容性 改性沥青的相容性是指沥青与改性剂在组成和性质上存改性沥青的相容性是指沥青与改性剂在组成和性质上存在在差别的组分，在一定的条件下能够相互兼容，并存并配伍，差别的组分，在一定的条件下能够相互兼容，并存并配伍，形形成热力学相对稳定的具有混溶性的体系的能力。成热力学相对稳定的具有混溶性的体系的能力。相容性是改性沥青是否成功的首要条件。相容性是改性沥青是

12、否成功的首要条件。1.直接混溶法直接混溶法 SBR胶乳、纤维、磨细橡胶粉（干法）胶乳、纤维、磨细橡胶粉（干法）2.预混法预混法 （1）母体法（母料法）母体法（母料法） 对对SBR、SBS、PE等均可制成高浓度母体，再等均可制成高浓度母体，再稀释使用稀释使用 （2）简单搅拌（胶乳法）简单搅拌（胶乳法） EVA、APAO及胶粉（湿法）、及胶粉（湿法）、SBR胶乳（脱水胶乳（脱水均混）、剥落剂、天然沥青等均混）、剥落剂、天然沥青等 （3）胶体磨、高速剪切法）胶体磨、高速剪切法 SBS、SIS、PE、EVA、APP四、改性沥青的生产工艺四、改性沥青的生产工艺五、改性沥青适用场合五、改性沥青适用场合 （

13、1）气候条件恶劣；）气候条件恶劣；（2）交通繁重；）交通繁重； （3）特殊路面结构；）特殊路面结构； （4）特殊重要路段）特殊重要路段。六、改性沥青的应用和发展六、改性沥青的应用和发展1.一些交通条件一些交通条件和气候条件十分恶劣的地区，如一些交通量迅速增长、和气候条件十分恶劣的地区，如一些交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重的地区，以及某些夏季酷热、冬季严寒、年温车辆大型化、超载严重的地区，以及某些夏季酷热、冬季严寒、年温差特别大、气候条件十分恶劣的地区，按常规方法建设的公路沥青路差特别大、气候条件十分恶劣的地区，按常规方法建设的公路沥青路面建成后不久就不能适应交通的需要。即使使用了符合要求

14、的重交通面建成后不久就不能适应交通的需要。即使使用了符合要求的重交通道路沥青或进口沥青，仍不能满足需要，免不了要发生车辙、开裂、道路沥青或进口沥青，仍不能满足需要，免不了要发生车辙、开裂、坑槽等早期破坏。坑槽等早期破坏。2.在一些政治、经济十分重要的道路上，例如重大的大交通量高速公路干在一些政治、经济十分重要的道路上，例如重大的大交通量高速公路干线，从飞机场入城的专用公路，大城市的主干线、环形线等。通过使用改线，从飞机场入城的专用公路，大城市的主干线、环形线等。通过使用改性沥青，可全面提高沥青路面的使用性能，减少维修养护费用，减少维修性沥青，可全面提高沥青路面的使用性能，减少维修养护费用，减少维修养护对交通的影响，延长使用寿命。养护对交通的影响，延长使用寿命。改性沥青用途改性沥青用途 可用于做可用于做排水或吸音磨耗层及其下面的防水层排水