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    不同外加劑對瀝青PG分級影響研究進展
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    不同外加劑對瀝青PG分級影響研究進展
    2021年04月20日    閱讀量:16050    新聞來源:昆侖瀝青  |  投稿

    瀝青是一種粘彈性流體,研究發現不同材料對瀝青的PG分級有一定程度的影響,基于此,本文總結了目前國內外相關研究成果,介紹了溫拌劑、橡膠粉、SBS等不同材料對瀝青PG分級性能的影響,為瀝青性能的提高和添加劑的選擇提供參考。

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    1、溫拌劑


    溫拌瀝青是一種節能環保的新材料,與傳統的熱拌瀝青相比,具有拌和、壓實溫度更低,瀝青煙排放量更少等優點。目前,主流瀝青溫拌技術分為三大類:有機添加劑技術、乳化瀝青技術和發泡技術,其技術關鍵在于如何降低瀝青在較低溫度下的拌和粘度而且不對其路用性能產生損害瀝青網sinoasphalt.com

    沙索蠟是合成氣經過費托工藝生產得到的長鏈脂肪族烴,它是一種高熔點蠟,能夠降低瀝青的高溫粘度,從而提高其路用性能,因此應用更為廣泛。國內外研究發現以沙索蠟為代表的有機降粘型溫拌劑對瀝青的PG分級性能具有較大的影響。Zhang[1]等采用沙索蠟為溫拌劑,考察了不同沙索蠟摻量對瀝青流變性能的影響,發現沙索蠟的加入提高了瀝青的復數模量而且降低了相位角,使得車轍因子有所增加,從而提高了瀝青的PG高溫性能。

    Aspha-min是一種合成沸石,其主要成分為鋁硅酸鈉,含水率高達21%。Aspha-min摻入瀝青后形成的水蒸氣誘發瀝青發泡,從而降低其粘度,使得瀝青混合料生產施工溫度降低25~30℃。Biro[2]指出發泡型溫拌劑對瀝青結合料流變性能的影響可以忽略。劉克非[3]對比了Aspha-min與沙索蠟這兩種溫拌劑對瀝青PG分級性能的影響,發現沙索蠟的加入對瀝青的PG分級產生強化作用,且在正常范圍內摻量越高影響越大,而Aspha-min的加入則影響不大,說明溫拌劑對瀝青PG分級的影響與其種類、含量等均有關。


    2、橡膠粉


    橡膠瀝青是伴隨著道路行業的發展與輪胎的再生利用而開發的一類改性瀝青產品。利用廢橡膠粉作為瀝青改性劑,既可以將廢舊輪胎變廢為寶,又可以改善瀝青及其混合料的路用性能,具有較好的發展前景。張鵬[3]通過采用溫度掃描的方式來研究橡膠瀝青的動態剪切流變性能,發現同一頻率條件下,隨著橡膠粉摻量(0%,5%,10%,15%,20%,25%)不斷增加,改性瀝青的復數剪切模量逐漸增大,其相位角不斷減小,故而車轍因子不斷增大,抗車轍性能顯著提高;通過考察改性瀝青的低溫蠕變性能,發現橡膠粉改性瀝青的勁度模量S值和蠕變速率m值均隨著橡膠粉摻量的增加而減小,且適當的橡膠粉摻量可以使得改性瀝青的PG低溫等級有所改善。

    此外,不少研究者探討了橡膠粉摻量對瀝青高溫流變性能影響的作用機理,認為向基質瀝青中摻入橡膠粉后,瀝青中輕質組分被膠粉吸收,彈性組分比例升高,導致相位角δ減小;同時膠粉吸收瀝青以后,發生溶脹作用,從而形成了膠粉與瀝青連續或者相互交錯連續的三維空間結構,增加了瀝青高溫抗剪切能力,導致復數剪切模量G*增加。[4-6] 


    3、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)


    SBS是苯乙烯類嵌段共聚物,具有良好的彈性、變形自恢復性和裂縫自愈性,能夠顯著提高瀝青的高低溫性能及抗疲勞性能,因而目前是應用最為廣泛的一類瀝青改性劑。在SBS改性瀝青的制備過程中,SBS經過高速剪切的作用交聯于瀝青內部并形成三維網狀結構,不僅使得瀝青的常規性能指標(針入度、軟化點等)發生變化,而且對瀝青的粘彈特性具有顯著影響。楊國明[7]通過頻率掃描、彎曲梁流變試驗(BBR)等方式研究了不同結構的SBS對改性瀝青高低溫性能的影響,發現SBS改性劑能顯著提高瀝青的儲存模量和損失模量,提升瀝青黏彈性能;且相比于星型SBS改性劑而言,線型SBS改性劑更能有效提升瀝青低溫性能。


    不同外加劑的摻入對瀝青的PG分級及其性能參數具有一定的影響,沙索蠟溫拌劑能夠提高瀝青的PG高溫性能,但會對PG低溫性能造成一定程度的損害,而適宜摻量的橡膠粉和SBS能夠同時改善瀝青的PG高低溫性能,因此我們在制備改性瀝青時充分考慮到不同種類的外加劑對改性瀝青流變性能的影響,并根據不同的技術要求合理選擇外加劑,從而提高改性瀝青的PG分級性能。


    參考文獻

    [1]Jiupeng Zhang, Guoqiang Liu, Li Xu,et al. Effects of WMA Additive on the Rheological Properties of Asphalt Binderand High Temperature Performance Grade [J]. Advances in Materials Science andEngineering, 2015, 2015.

    [2] 張鵬,尹振羽.廢舊輪胎再生橡膠粉對瀝青物理性能及流變性能的影響[J].山東科技大學學報(自然科學版),2019,38(02):57-64.

    [3] Biro, Szabolcs,Gandhi, Tejash,Amirkhanian, Serji . Midrange temperature rheological properties of warmasphalt binders [J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2009, 21(7).

    [4] 趙靜波.膠粉摻量對橡膠瀝青黏彈性能的影響研究[J]. 交通世界,2016(15):105- 107.

    [5] 黃文元,張隱西.路面工程用橡膠瀝青的反應機理與進程控制[J].公路交通科技, 2006, 23(11):5- 9.

    [6] 葉智剛,孔憲明, 余劍英,等.橡膠粉改性瀝青的研究[J]. 武漢理工大學學報,2003, 25(1): 11- 14.

    [7] 楊國明,李福起,韓凌.不同結構SBS對改性瀝青高低溫性能影響研究[J].中外公路. 2018,38(04): 299-303.


    標簽:道路建設技術中心瀝青混凝土
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