沥青与沥青混合料课件

2023/1/11第3章

改性沥青改性沥青——指掺加橡胶、树脂等高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉，或者其他材料等外掺剂（改性剂）制成的沥青结合料，从而使沥青或沥青混合料的性能得以改善。改性剂——指在沥青或沥青混合料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（与沥青发生反应或裹覆在集料表面上）的材料。一、分类（1）根据目的1．SBS

可改善高温与低温以苯乙烯和丁二烯为单体，采用阴离子聚合制得的线型或星型嵌段共聚物结构：硬段（S段）—聚苯乙烯段（塑料段）

软段（B段）—聚丁二烯段（橡胶段）玻璃化温度有两个：

Tg1—－80℃（聚丁二烯）

Tg2—+80～+100℃（聚苯乙烯）在温度超过SBS端基聚苯乙烯的玻璃化温度（Tg2）时原有结构消失，有利于沥青的拌和与施工，而在常温下“硬段”处于玻璃态，起物理交联作用，产生高拉伸强度和高温下的抗拉伸能力，“软段”处于高弹态，具有较好的弹性和抗疲劳性能。2．SBR（主要改善低温）

——丁苯橡胶，也是以苯乙烯和丁二烯为单体，但是通过自由基共聚而制得的弹性体，是一种综合性能较好的通用型橡胶，长期以来一直是规模最大、产量最高的合成橡胶品种。

与SBS不同之处在于SBR需要进行硫化后才具有弹性，可用硫磺硫化。

SBR掺入沥青，可以使沥青的延伸性得到改善，低温脆性和抗裂性得到提高。3．PE1）类型

LDPE，HDPE，再生聚乙烯，回收聚乙烯

LM，柔性、伸长率、耐冲击性能好，结晶度小，溶解度参数较宽，外观乳白色圆柱状颗粒2）性能粘度增加，高温性能好。指标变化：针入度减小软化点增加延度减小

对多蜡沥青较好改性沥青选择低温地区，宜采用针入度较大的沥青，选用低温性能好的改性剂（如SBR等）；高温地区，宜采用针入度较小的沥青，选用塑料类（PE、EVA）或SBS等改性剂；高低温性能均有要求的地区，可选用SBS或复合改性剂。三、技术标准（JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范）

对SBS等热塑性橡胶改性沥青，弹性恢复能力强是特别显著的特点。由于弹性恢复性能好，路面在荷载作用下产生的变形，能在荷载通过后迅速恢复，从而留下的残余变形小。弹性恢复指标最早是由ASTMD6084标准提出的。采用延度试验所用的试模，但中间部分换为直线侧模。试验时在规定温度下以5cm/min速度拉伸至10cm时停止，用剪刀将试样剪成两部分，在水中保持1h，再对接，测量出对接后的长度，计算出恢复率。

评价SBS改性沥青的新增指标——弹性恢复

由于聚合物改性沥青在停止搅拌、冷却过程中，聚合物会从沥青中离析，所以当聚合物改性沥青在生产后不能立即使用，应进行离析试验，以评价改性剂与基质沥青的相容性。离析试验方法：将热沥青倒入一盛样管，封闭后，在163℃的烘箱中静止放置48h，取出后在冰箱中冷却，将盛样管分成三等份，测试上下两部分沥青的软化点，一般规定软化点差应小于2.5℃。评价改性沥青的新增指标——离析试验

国外的研究表明,沥青粘韧性试验是评价橡胶类改性沥青效果的一种比较好的方法.

沥青粘韧性试验是测定沥青在规定温度下高速拉伸时与金属半球的粘韧性及韧性.一般试验温度为25℃,拉伸速度为500mm/min.

试验时,一开始表现出需要较大的荷重,后来则有一较长时间的变形段,一般将总的功称作粘韧性(toughness),将后期较长时间变形的部分称作韧性(tenacity).评价改性沥青的新增指标——粘韧性四、生产技术作业1（任选一）沥青应用现状及其发展趋势改性沥青改性机理及其应用不少于2000字SHRP(StrategicHighwayResearchProgram)，美国公路战略研究计划Superpave（SuperiorPerformanceAsphaltPavement，高性能沥青路面）是SHRP的研究成果之一。模拟胶结料使用过程中的试验在运输、储存和处理阶段—未老化的沥青在混合料生产和施工期间—旋转薄膜烘箱老化的沥青（RTFOT）在铺筑路面长时间使用后—旋转薄膜烘箱老化后进行压力老化的沥青（PAV）动态剪切流变仪试验目的：用来测试沥青胶结料粘弹性特征，评价沥青的高温性能和疲劳性能主要参数：复数剪切参数G*、相位角δ评价指标：G*/sinδ、G*×sinδ评价标准：G*/sinδ≥1.0kPa(原样)G*/sinδ≥2.2kPa(RTFO)G*×sinδ≤5000kPa(PAV)弯曲梁流变仪试验目的：测量沥青在低温下的劲度，评价沥青的低温性能评价指标：m值、蠕变劲度S(t)评价标准：S≤300kPam≥0.30Superpave沥青胶结料规范标准疲劳裂缝—已经过RFTO和PAV老化的沥青胶结料的G*sinδ最大为5000kPa(DSR)低温裂缝—为减轻裂缝，沥青胶结料60s的蠕变劲度最大为300MPa，m值最小0.300(BBR）；速度为1.0mm/min，直接拉力试验的破坏应变最小为1%(DTT）储存引起的物理硬化—对经过RFTO和PAV老化胶结料进行弯曲试验，至今尚未提出必须达到的标准值Superpave胶结料性能等级全新的胶结料性能规范——PG分级体系PG64-22PerformanceGrade平均7天最高路面温度最低路面温度如何选择胶结料PG等级根据气候条件选择胶结料等级根据交通荷载、交通速度调整胶结料等级根据交通情况调整PG等级对于设计荷载下低速度的道路，高温等级需要高一级，对于停滞的交通荷载、高温等级应提高两级对于重交通情况，也需根据交通量对高温等级进行调整根据交通量和速度调整高温等级称为“grade-bumping”(跳级)对高温PG等级的调整静止交通——平均交通速度<20km/h慢速交通——平均交通速度20～70km/h标准交通——平均交通速度