改性沥青原理及应用课件.pptx

1、提纲：提纲： 1 1改性沥青及其应用改性沥青及其应用 2 2改性沥青机理改性沥青机理 3 3聚合物改性沥青技术标准聚合物改性沥青技术标准 4 4其它改性沥青其它改性沥青 5 5改性沥青的发展趋势改性沥青的发展趋势一、改性沥青一、改性沥青 及其应用及其应用1 1目标目标 改善感温性改善感温性 改善水稳定性改善水稳定性 改善耐久性（抗疲劳、抗老化性）改善耐久性（抗疲劳、抗老化性）2 2应用场合应用场合 交通繁重交通繁重 气候严历气候严历 桥面铺装桥面铺装 机场跑道机场跑道 特殊路面结构，如特殊路面结构，如SMASMA、OGFCOGFC等等 3 3改性技术分类改性技术分类 道路改性沥青及改性沥青混合

2、料技术二、改性沥青机理二、改性沥青机理1 1聚合物改性沥青聚合物改性沥青（1 1）几种常用聚合物）几种常用聚合物 聚乙烯聚乙烯 缩写为缩写为PEPE，属热塑性树脂类，属热塑性树脂类 其分子式为：其分子式为：nCHCHCHCHCHCH)( | 22222 按其密度及分子量与结构形式不同按其密度及分子量与结构形式不同可分为高密聚乙烯（可分为高密聚乙烯（HDPEHDPE）、低密聚乙）、低密聚乙烯（烯（LDPELDPE）以及线性低密聚乙烯）以及线性低密聚乙烯（LLDPELLDPE）等。）等。 其融点其融点110120110120 PEPE主要用于改善沥青的高温稳定性主要用于改善沥青的高温稳定性乙烯乙烯

3、乙酸乙烯脂乙酸乙烯脂 缩写为缩写为EVAEVA，属热塑性树脂类，属热塑性树脂类 是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和乙烯聚苯乙烯和乙烯乙酸共聚物。乙酸共聚物。 其分子结构式为：其分子结构式为： 聚乙烯在EVA结构中的组合 由于在乙烯的支链上引入了醋酸基由于在乙烯的支链上引入了醋酸基团，使团，使EVAEVA较之较之PEPE富有弹性和柔韧性，而富有弹性和柔韧性，而且能较好地融于沥青中。且能较好地融于沥青中。 EVAEVA的性能受分子量及乙酸乙烯脂的性能受分子量及乙酸乙烯脂（VAVA）的含量所支配，）的含量所支配，VAVA的含量可以为的含量可以为3%50%3%50%。

4、EVAEVA主要用于改善沥青的高温稳定主要用于改善沥青的高温稳定性，当性，当VAVA含量较高时，低温性能亦会有含量较高时，低温性能亦会有所改善。所改善。丁苯橡胶丁苯橡胶缩写为缩写为SBRSBR，属橡胶类，属橡胶类其分子式为：其分子式为：其玻璃化温度为其玻璃化温度为-80-80以下，低温时以下，低温时仍富有弹性，故主要用于改善沥青的低仍富有弹性，故主要用于改善沥青的低温性能，生产中常用溶剂法（二甲苯）温性能，生产中常用溶剂法（二甲苯）、母体法，或胶乳法加工改性沥青。、母体法，或胶乳法加工改性沥青。56222 | )(HCCHCHCHCHCHCH 苯乙烯苯乙烯丁二烯嵌段聚合物丁二烯嵌段聚合物 缩写

5、为缩写为SBSSBS，属热塑性橡胶类，属热塑性橡胶类 其分子式为：其分子式为：)( )( )( | | 56562222聚苯乙烯聚丁二烯聚苯乙烯HCHCCHCHCHCHCHCHCHCHnmnSBS热塑性弹性体结构示意图（上图为星型，下图为线型） （2 2）聚合物改性沥青机理）聚合物改性沥青机理改性剂与沥青的充分混溶是改善沥改性剂与沥青的充分混溶是改善沥青性能的基本前提。在此基础上，改青性能的基本前提。在此基础上，改性剂吸附沥青中的轻质组分而发生溶性剂吸附沥青中的轻质组分而发生溶胀，已溶胀的改性剂又与沥青其余组胀，已溶胀的改性剂又与沥青其余组分相互作用，从而形成一种新结构体分相互作用，从而形成一

6、种新结构体系。加之此种改性剂自身的固有特性系。加之此种改性剂自身的固有特性而使沥青性能得到相应的改善。而使沥青性能得到相应的改善。 同时，应指出的是，在研磨同时，应指出的是，在研磨过程中以及在稳定剂或催化剂的过程中以及在稳定剂或催化剂的作用下，会发生断链与交联反应，作用下，会发生断链与交联反应，形成一些网状结构，从而使改性形成一些网状结构，从而使改性沥青粘度与贮存稳定性得到提高。沥青粘度与贮存稳定性得到提高。相容性相容性 从热力学的含义讲，相容性是从热力学的含义讲，相容性是指两种或两种以上的物质按任意比指两种或两种以上的物质按任意比例均能形成均相物质的能力；而物例均能形成均相物质的能力；而物理

7、上的含义是指两种物质混溶以后理上的含义是指两种物质混溶以后形成的一个稳定的体系，不发生分形成的一个稳定的体系，不发生分层或相分离。总体来讲，能完全满层或相分离。总体来讲，能完全满足热力学混溶条件形成均相体系的足热力学混溶条件形成均相体系的材料是极少的，而热力学不相容则材料是极少的，而热力学不相容则是常见情况。是常见情况。 沥青与高聚物之间存在着分子量沥青与高聚物之间存在着分子量及化学结构的差异，因而属于热力学及化学结构的差异，因而属于热力学不相容体系，但这也许是改性沥青所不相容体系，但这也许是改性沥青所期望的。同聚合物共混物相类似，由期望的。同聚合物共混物相类似，由于不同组分相界面上的相互作用

8、，使于不同组分相界面上的相互作用，使聚合物共混物具有很多均相物质所难聚合物共混物具有很多均相物质所难以达到的性质。所以，对聚合物改性以达到的性质。所以，对聚合物改性沥青来讲，达到物理意义上的相容是沥青来讲，达到物理意义上的相容是很有必要的。很有必要的。 改性沥青的相容性好是指改改性沥青的相容性好是指改性剂以微细的颗粒均匀、稳定地性剂以微细的颗粒均匀、稳定地分布在沥青中，不发生分层、凝分布在沥青中，不发生分层、凝聚或者相分离的现象。它取决于聚或者相分离的现象。它取决于改性剂和沥青两种不同的相界面改性剂和沥青两种不同的相界面上的相互作用，两者的溶度参数上的相互作用，两者的溶度参数或分子结构越是接近

9、，相容性越或分子结构越是接近，相容性越好。好。 改性剂与基质沥青的相容性是改性剂与基质沥青的相容性是分子级的可混性，相容性能形成均分子级的可混性，相容性能形成均质混合体系。据研究，材料的溶度质混合体系。据研究，材料的溶度参数是定量反应物质极性的数据，参数是定量反应物质极性的数据，根据一般规律，两种物质的极性越根据一般规律，两种物质的极性越是接近，则两物质的溶度参数差就是接近，则两物质的溶度参数差就越小，则就越容易相混溶，故改性越小，则就越容易相混溶，故改性剂与沥青的溶度参数可作为评价相剂与沥青的溶度参数可作为评价相容性好坏的指标。容性好坏的指标。 高分子聚合物的溶度参数高分子聚合物的溶度参数

10、可按可按SmallSmall公公式计算：式计算：式中：式中： F F化学分子团的引力常数；化学分子团的引力常数； V V分子容积；分子容积； 密度；密度； M M分子量。分子量。聚合物在沥青中的溶融行为与低分子的溶聚合物在沥青中的溶融行为与低分子的溶解是不同的，除了化学组成外，聚合物的结解是不同的，除了化学组成外，聚合物的结构形状、链的长短、链的柔性和结晶情况等构形状、链的长短、链的柔性和结晶情况等都对其溶融性有明显影响。都对其溶融性有明显影响。 MFVF溶胀溶胀 聚合物加入到沥青后，一般并聚合物加入到沥青后，一般并不发生化学反应，但是在沥青中轻不发生化学反应，但是在沥青中轻质组分的作用下，改

11、性剂体积胀大质组分的作用下，改性剂体积胀大，即发生溶胀。溶胀是聚合物对沥，即发生溶胀。溶胀是聚合物对沥青起到改性作用的重要环节。聚合青起到改性作用的重要环节。聚合物溶胀后表现出区别于聚合物不同物溶胀后表现出区别于聚合物不同于沥青界面性质。于沥青界面性质。 溶胀是改性沥青稳定的保障。由溶胀是改性沥青稳定的保障。由于聚合物与沥青之间的界面作用，致于聚合物与沥青之间的界面作用，致使二者不会发生相分离，聚合物粒子使二者不会发生相分离，聚合物粒子均匀地分布于沥青中，均匀地分布于沥青中，NahasNahas认为：为认为：为了保证贮存稳定性，聚合物吸收沥青了保证贮存稳定性，聚合物吸收沥青中的油分，体积胀大到

12、原体积的中的油分，体积胀大到原体积的510510倍。倍。 在高剂量聚合物情况下，聚合物在高剂量聚合物情况下，聚合物在沥青中的溶胀程度降低，但可形成在沥青中的溶胀程度降低，但可形成网状结构，使沥青性质发生显著的改网状结构，使沥青性质发生显著的改善。善。新胶体结构的形成新胶体结构的形成 从表面能的角度来看，分散相被从表面能的角度来看，分散相被分散的越细，其比表面能就越高，根分散的越细，其比表面能就越高，根据能量最低原理，体系有自动降低表据能量最低原理，体系有自动降低表面的趋势，这种趋势可通过两种途径面的趋势，这种趋势可通过两种途径实现：（实现：（1 1）被分散的分散相重新集结）被分散的分散相重新集

13、结成较大的粒子，致使两相分离，这是成较大的粒子，致使两相分离，这是改性沥青中不希望出现的现象。（改性沥青中不希望出现的现象。（2 2）分散相有选择地吸附沥青中能够降低分散相有选择地吸附沥青中能够降低其表面能的物质在两相表面上以降低其表面能的物质在两相表面上以降低表面能。表面能。 当出现这种情况时必然会打破沥当出现这种情况时必然会打破沥青原有胶体结构，引起原沥青中多个青原有胶体结构，引起原沥青中多个组成重新分配，在新条件下重新建立组成重新分配，在新条件下重新建立新的平衡。新的平衡。 在低剂量聚合物情况下，聚合物在低剂量聚合物情况下，聚合物被溶胀，沥青中胶质和沥青质析出并被溶胀，沥青中胶质和沥青质

14、析出并吸附于聚合物的表面，形成另一种胶吸附于聚合物的表面，形成另一种胶体结构，但组分比例发生变化，从而体结构，但组分比例发生变化，从而沥青的性能得到改善。沥青的性能得到改善。 可以认为，两种相容性较差的材料掺可以认为，两种相容性较差的材料掺混后，材料的整体性质在很大程度上是由混后，材料的整体性质在很大程度上是由两相的界面性质决定的，而界面性质又取两相的界面性质决定的，而界面性质又取决于两相界面上局部扩散的深度及两相的决于两相界面上局部扩散的深度及两相的相互作用能。按照共混改性原理，如果两相互作用能。按照共混改性原理，如果两种相容性好，那么这两种材料的物理性质种相容性好，那么这两种材料的物理性质

15、也接近，虽然彼此间结合很好，但不能指也接近，虽然彼此间结合很好，但不能指望其性能有多大改善；若两种材料相容性望其性能有多大改善；若两种材料相容性太差，分散相不能很好分散，则其性质也太差，分散相不能很好分散，则其性质也不可能有多大改善。不可能有多大改善。 只有具备适当的相溶性，又有良好的界只有具备适当的相溶性，又有良好的界面性质才能得到性质优良的改性材料。用聚面性质才能得到性质优良的改性材料。用聚合物改善沥青的性质同样也应满足良好的界合物改善沥青的性质同样也应满足良好的界面性质与很好的分散状态，这样才能使改性面性质与很好的分散状态，这样才能使改性剂自身特有的性质充分体现出来，起到明显剂自身特有的

16、性质充分体现出来，起到明显的改性效果。的改性效果。 因此可认为，改性沥青既不是结构全新因此可认为，改性沥青既不是结构全新的材料，也不是沥青结构的重复，而是一种的材料，也不是沥青结构的重复，而是一种同时具有原沥青和聚合物基本特点的新型结同时具有原沥青和聚合物基本特点的新型结构。构。 （3 3）影响沥青改性效果的因素）影响沥青改性效果的因素 改性剂种类改性剂种类 不同种类的聚合物具有不同的改不同种类的聚合物具有不同的改性效果，而同一类聚合物也会由于剂性效果，而同一类聚合物也会由于剂量，粒子大小的差异产生不同的改性量，粒子大小的差异产生不同的改性效果。效果。 基质沥青溶度参数通常变动在基质沥青溶度参

17、数通常变动在8-98-9（卡（卡/ /厘米厘米3 3）1/21/2之间，因此，适合于之间，因此，适合于改性沥青的改性剂应在这一范围内遴改性沥青的改性剂应在这一范围内遴选。选。 实践表明，塑料类在常温下实践表明，塑料类在常温下较硬，对改善沥青的高温性能见较硬，对改善沥青的高温性能见长；长；SBRSBR具有较大的粘弹性范围，具有较大的粘弹性范围，在低温时乃呈弹性，故对改善沥在低温时乃呈弹性，故对改善沥青的低温性能效果显著；青的低温性能效果显著；SBSSBS软段软段与硬段相嵌，兼具塑料和橡胶特与硬段相嵌，兼具塑料和橡胶特点，对同时改善沥青的高温与低点，对同时改善沥青的高温与低温性能具有独特功能。温性

18、能具有独特功能。改性剂剂量改性剂剂量 随着聚合物剂量的增加，改随着聚合物剂量的增加，改性效果逐渐增大，而当剂量达到性效果逐渐增大，而当剂量达到临界剂量时，即当一个连续的聚临界剂量时，即当一个连续的聚合物网状结构形成时，沥青高，合物网状结构形成时，沥青高，低温性能将会大幅度改善，随后低温性能将会大幅度改善，随后改性效果的增长率将降低。通常改性效果的增长率将降低。通常，改性剂的剂量是通过技术经济，改性剂的剂量是通过技术经济比较确定的。比较确定的。 基质沥青基质沥青 基质沥青对改性沥青的影响基质沥青对改性沥青的影响通过其与聚合物的相容性而体现通过其与聚合物的相容性而体现出来。与聚合物具有良好相容性出

19、来。与聚合物具有良好相容性的沥青其改性效果就好。的沥青其改性效果就好。 过多的沥青质含量对相容性过多的沥青质含量对相容性有不利的影响。实验表明：随着有不利的影响。实验表明：随着沥青质含量的增多，贮存稳定性沥青质含量的增多，贮存稳定性变差。变差。 为了保证相容性，饱和分和芳香分应占为了保证相容性，饱和分和芳香分应占有一定的比例。从有关的文献中可以查到，有一定的比例。从有关的文献中可以查到，常用的改性剂的溶度参数如下表：常用的改性剂的溶度参数如下表：改性剂溶度参数聚合物聚合物LDPESBSEVA溶度参数溶度参数（卡（卡/厘米厘米3）1/27.18.358.18.78.18.3 而我们从沥青中萃取出

20、的芳香分和饱而我们从沥青中萃取出的芳香分和饱和分的溶度参数分别为和分的溶度参数分别为8.88.8和和8.28.2（卡（卡1/21/2/ /厘厘米米3/23/2）。显然，芳香分的溶度参数与）。显然，芳香分的溶度参数与SBSSBS较较为接近；而饱和分的溶度参数与为接近；而饱和分的溶度参数与PEPE、EVAEVA较较为接近。所以一般认为，聚烯烃类改性剂为接近。所以一般认为，聚烯烃类改性剂与饱和分含量高的沥青相容性要好；而橡与饱和分含量高的沥青相容性要好；而橡胶类改性剂（如胶类改性剂（如SBRSBR、SBSSBS）则与芳香分含）则与芳香分含量高的沥青相容性要好。量高的沥青相容性要好。 沥青的标号对相容

21、性和改性效果沥青的标号对相容性和改性效果均有影响。随着针入度的减小相容性均有影响。随着针入度的减小相容性降低，形成网状结构所需聚合物量增降低，形成网状结构所需聚合物量增加，搅拌时间延长，改性效果降低。加，搅拌时间延长，改性效果降低。而高标号沥青柔性好，其高温性能可而高标号沥青柔性好，其高温性能可以通过添加聚合物得到改善。当沥青以通过添加聚合物得到改善。当沥青太硬时，由于提供给聚合物溶胀的油太硬时，由于提供给聚合物溶胀的油分少，改善低温性能不利；但是，如分少，改善低温性能不利；但是，如果沥青的标号太大，则改性沥青达到果沥青的标号太大，则改性沥青达到高温指标要求所需的聚合物用量要增高温指标要求所需

22、的聚合物用量要增加。加。 所以，在常年低温地区，宜所以，在常年低温地区，宜采用针入度较大的沥青，选用低采用针入度较大的沥青，选用低温性能好的改性剂（如温性能好的改性剂（如SBRSBR等）；等）；在高温地区，宜采用针入度较小在高温地区，宜采用针入度较小的沥青，选用塑料类（的沥青，选用塑料类（PEPE、EVAEVA）或或SBSSBS等改性剂；对于高低温性有等改性剂；对于高低温性有均有要求的地区，可选用均有要求的地区，可选用SBSSBS或复或复合改性剂。合改性剂。 改性沥青加工工艺改性沥青加工工艺 要使聚合物发挥改性效果，就要使聚合物发挥改性效果，就必须使聚合物均匀，充分地分布于必须使聚合物均匀，充

23、分地分布于沥青中。为了使聚合物与沥青之间沥青中。为了使聚合物与沥青之间发生更好的相互作用以形成稳定的发生更好的相互作用以形成稳定的新胶体结构，聚合物必须粉碎到一新胶体结构，聚合物必须粉碎到一定的程度。所以，改性沥青搅拌设定的程度。所以，改性沥青搅拌设备的好坏是保证加工质量和改性效备的好坏是保证加工质量和改性效果的关键。果的关键。 另外，工艺过程中的温度和搅另外，工艺过程中的温度和搅拌时间也是影响改性效果的重要因拌时间也是影响改性效果的重要因素。在适宜的温度下搅拌时间的延素。在适宜的温度下搅拌时间的延长，聚合物颗粒逐渐变细，改性效长，聚合物颗粒逐渐变细，改性效果随之提高，但搅拌时间过长不仅果随之

24、提高，但搅拌时间过长不仅降低生产效率，还会导致沥青的老降低生产效率，还会导致沥青的老化。搅拌温度太低，不仅增加搅拌化。搅拌温度太低，不仅增加搅拌时间，甚至不能使聚合物完全溶融时间，甚至不能使聚合物完全溶融于沥青中。于沥青中。 下表为研磨遍数对下表为研磨遍数对SBSSBS粒度大小及改性沥青技粒度大小及改性沥青技术性能的影响。可见随着术性能的影响。可见随着SBSSBS粒度的减小，各方面粒度的减小，各方面性能均有不同程度的改善。性能均有不同程度的改善。研磨遍数（SBS粒径）对改性沥青影响粒径粒径1020（1遍）遍）812（2遍）遍）25（3遍）遍）25针入度针入度676256软化点软化点557082

25、5延度延度143852软化点差软化点差/3.5(7369.5)1.0(71.570.5)指标 除此而外，改性剂的溶胀和改性除此而外，改性剂的溶胀和改性沥青的发育过程对沥青的改性效果亦沥青的发育过程对沥青的改性效果亦有影响。改性剂的预先溶胀可减轻加有影响。改性剂的预先溶胀可减轻加工工艺，提高加工质量。改性沥青研工工艺，提高加工质量。改性沥青研磨后的发育过程，可使改性剂与沥青磨后的发育过程，可使改性剂与沥青之间的相互作用充分进行，对于橡胶之间的相互作用充分进行，对于橡胶类改性沥青（类改性沥青（SBRSBR、SBSSBS）还有可能发）还有可能发生胶联，进一步形成网状结构。生胶联，进一步形成网状结构。

26、2 2改善水稳定性改善水稳定性（1 1）沥青与矿料之间的相互作用）沥青与矿料之间的相互作用 物理吸附物理吸附 分子间力的作用分子间力的作用 取决于两者的极性差取决于两者的极性差 化学吸附化学吸附 在矿料表面发生化学键合在矿料表面发生化学键合 取决于矿料的表面性质取决于矿料的表面性质 （2 2）抗剥落剂作用原理）抗剥落剂作用原理 抗剥落剂是一种高分子有机抗剥落剂是一种高分子有机胺盐胺盐 属表面活性物质属表面活性物质 其作用是降低矿料表面的张其作用是降低矿料表面的张力提高物理吸附的作用强度力提高物理吸附的作用强度（3 3）石灰、水泥的作用原理）石灰、水泥的作用原理改善矿料表面性质（活化）改善矿料表

27、面性质（活化）促使化学吸附的产生促使化学吸附的产生三、改性沥青及三、改性沥青及改性沥青混合料的改性沥青混合料的技术标准技术标准 1 1改性沥青的技术标准改性沥青的技术标准标号：标号：热塑性弹性体类（热塑性弹性体类（SBSSBS）橡胶类（橡胶类（SBRSBR）热塑性树脂类（热塑性树脂类（PEPE、EVAEVA）ABCD ABCD 由稀变稠由稀变稠2 2改性沥青混合料的技术标准改性沥青混合料的技术标准高温稳定性高温稳定性车辙动稳定度（车辙动稳定度（DSDS）低温抗裂性低温抗裂性低温（低温（1010）弯曲）弯曲 应变（应变（ ）水稳定性水稳定性残留稳定度（残留稳定度（SoSo）冻融劈裂强度比（冻融劈

28、裂强度比（RoRo）沥青混合料浸水马歇尔试验的残留稳定度技术要求 表4 气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的残留稳定度（%）年降雨量（mm）及气候分区10001潮湿区50010002湿润区2505003半干区2504干旱区普通沥青混合料非改性 不小于757065-改性 不小于808070-SMA混合料非改性 不小于757065-改性 不小于808070-沥青混合料冻融劈裂试验的残留强度比（%）技术要求 表5 年降雨量（mm）及气候分区10001潮湿区50010002湿润区2505003半干区30308.51.92.8速率速率/1mm296634622424594179474ALF（速率

29、）：（速率）：2.3rad/s；ALF车辙性能车辙性能等级等级53412试验结果分析试验结果分析 1 1RPERPE改性沥青高温性能及混合改性沥青高温性能及混合料抗车辙能力大大提高。料抗车辙能力大大提高。 2 2RPERPE改性沥青混合料的抗疲劳改性沥青混合料的抗疲劳能力与其它聚合物改性基本相当。能力与其它聚合物改性基本相当。 3 3RPERPE减少了加热过程中，有害减少了加热过程中，有害气体的影响（脂肪族碳氢化合物及奈系气体的影响（脂肪族碳氢化合物及奈系列物质）列物质）橡胶粉（橡胶粉（CRCR）改性沥青）改性沥青沥青橡胶的应用沥青橡胶的应用 2020世纪四十年代为初期发展阶段世纪四十年代为初

30、期发展阶段 2020世纪九十年代，技术日趋成熟，得世纪九十年代，技术日趋成熟，得到了广泛的应用（废旧轮胎成灾）到了广泛的应用（废旧轮胎成灾） 19921992年美国联邦公路局曾立法推动橡年美国联邦公路局曾立法推动橡胶粉应用于沥青改性胶粉应用于沥青改性 至今世界发达国家均各自为橡胶粉改至今世界发达国家均各自为橡胶粉改性沥青制订了相应的标准，规范。性沥青制订了相应的标准，规范。 橡胶粉改性沥青机理橡胶粉改性沥青机理 胶粉吸收沥青中的芳香分而膨胀胶粉吸收沥青中的芳香分而膨胀、软化（膨胀、软化（膨胀1-31-3倍）倍） 沥青中芳香分的减少导致沥青粘沥青中芳香分的减少导致沥青粘度增大度增大 橡胶粉自身的

31、柔性，为改性沥青橡胶粉自身的柔性，为改性沥青提供了良好的路用性能提供了良好的路用性能橡胶粉的制备方法橡胶粉的制备方法 （1 1）破碎研磨）破碎研磨先将轮胎适应切割先将轮胎适应切割然后研磨，其颗粒尺寸为然后研磨，其颗粒尺寸为4-5mm4-5mm； （2 2）颗粒机）颗粒机用旋转钢刀片剪切，用旋转钢刀片剪切，颗粒尺寸为颗粒尺寸为2-10mm2-10mm； （3 3）细磨（湿磨）细磨（湿磨）可磨出可磨出0.07mm0.07mm的细胶粉；的细胶粉； （4 4）冷冻变脆后再磨，质量好，但造）冷冻变脆后再磨，质量好，但造价高。价高。橡胶粉改性沥青加工技术橡胶粉改性沥青加工技术 （1 1）干法）干法不能确保

32、橡胶粉在不能确保橡胶粉在沥青中的均匀分散，且胶粉越细，分沥青中的均匀分散，且胶粉越细，分散性越差；散性越差； （2 2）湿法）湿法应控制改性沥青的应控制改性沥青的粘度适当（粘度适当（3000cp3000cp），容易泵出，），容易泵出，而又要在热储存中不离析。而又要在热储存中不离析。影响改性效果的因素影响改性效果的因素 （1 1）胶粉的细度）胶粉的细度越细，改性越细，改性效果就越好；效果就越好； （2 2）沥青的组成）沥青的组成沥青质含量沥青质含量高，相容性较差，芳香分含量多，则高，相容性较差，芳香分含量多，则相容性较好；相容性较好； （3 3）改性加工技术。）改性加工技术。 橡胶粉改性沥青的效

33、果橡胶粉改性沥青的效果 （1 1）粘度提高，热稳定性改善）粘度提高，热稳定性改善测试温度（测试温度（）普通沥青普通沥青橡胶沥青橡胶沥青1353501210150180600180-150（表列数字为粘度值） 另一组另一组DSRDSR试验表明，试验表明，15%15%橡胶改性沥橡胶改性沥青的青的G G* */sin/sin 是普通沥青的是普通沥青的2.412.41倍。倍。 ( 2 ( 2）低温性能改善弗拉斯脆点下降）低温性能改善弗拉斯脆点下降普通沥青普通沥青沥青橡胶沥青橡胶1#沥青橡胶沥青橡胶2#4%EVA4%SBS4%SBR-10-19-17-10-9-9 另一组，另一组，SHRPSHRP冻断试

34、验（冻断试验（TSRSTTSRST）表明表明15%15%沥青橡胶的冻断温度，由原沥青沥青橡胶的冻断温度，由原沥青的的-20.8-20.8，降低到，降低到-34.1-34.1。 （3 3）弹性恢复增大）弹性恢复增大原沥青原沥青沥青橡胶沥青橡胶SBSSBSEVAEVA20232232232232溶解度溶解度/%7790779077907790密度（密度（25）/（g/cm3）实测记录实测记录软化点软化点TRB/旋转薄膜旋转薄膜加热试验加热试验（163，75min）无机质（灰分）无机质（灰分）/%7.519.5针入度（针入度（25）/%55524742延度（延度（25）/cm5050751003 3

35、改性沥青试验结果改性沥青试验结果湖沥青、基质沥青试验结果表2 技术指标湖沥青AH-90中油茂名AH-70伊朗AH-90SK AH-70 针入度（100g,5s）/0.1mm306.1130-129.6110.8 253.7716589.671.8 15233.3-31.924.5 针入度指数PI1.650.17-0.19-0.64 技术指标湖沥青AH-90中油茂名AH-70伊朗AH-90SK AH-7015密度/（g/cm3）1.3741.0221.022 1.036软化点/83515251.953.525延度/cm-100100100100旋转薄膜加热试验（163,75min）质量损失/%-

36、 -0.02 -0.095针入度/%- 71.2 6525延度/cm- 100 -15延度/cm- 101 95湖改性沥青试验结果1表3 技术指标技术指标湖沥青：茂名湖沥青：茂名AH-70=25:75AH-70=25:75湖沥青：茂名湖沥青：茂名AH-70=30:70AH-70=30:70湖沥青：茂名湖沥青：茂名AH-70=50:50AH-70=50:50针入度（针入度（100g,5s100g,5s）/0.1mm/0.1mm303063.963.954.554.5 252534.334.338.638.65050151513.413.416.916.9 针入度指数针入度指数PIPI0.710.

37、711.101.10 密度密度/ /（g/cmg/cm3 3）1.091.091.121.121.211.21软化点软化点/57.557.562.762.773731515延度延度/cm/cm- -25.225.2 旋转薄膜加热试验旋转薄膜加热试验（163163，75min75min）质量损失质量损失/%/%-0.379-0.379-0.356-0.356 针入度比针入度比/%/%70.670.652.352.3 2525延度延度/cm/cm59.759.744.744.7 湖改性沥青试验结果2表4 技术指标技术指标湖沥青：中油湖沥青：中油AH-90=25:75AH-90=25:75湖沥青：中

38、油湖沥青：中油AH-90=30:70AH-90=30:70湖沥青：中油湖沥青：中油AH-90=50:50AH-90=50:50针入度（针入度（100g,5s100g,5s）/0.1mm/0.1mm303074.674.657.657.636.736.7252545.145.135.335.325.525.5151521.621.617.317.39.99.9针入度指数针入度指数PIPI0.840.840.5570.5570.260.26密度密度/ /（g/cmg/cm3 3）1.081.081.121.12- -软化点软化点/53.553.557.557.563.863.8延度延度/cm/cm

39、556.76.78.48.4- -151538.138.127.027.0- -252587.487.442.742.740.240.2旋转薄膜加热试验旋转薄膜加热试验（163163，75min75min）质量损失质量损失/%/%-0.237-0.237-0.219-0.219- -针入度比针入度比/%/%77.277.280.580.5- -2525延度延度/cm/cm45.645.638.838.8- -湖改性沥青试验结果表 技术指标技术指标湖沥青：茂名湖沥青：茂名AH-70=25:75AH-70=25:75湖沥青：茂名湖沥青：茂名AH-70=30:70AH-70=30:70湖沥青：茂名湖

40、沥青：茂名AH-70=50:50AH-70=50:50针入度（针入度（100g,5s100g,5s）/0.1mm/0.1mm303063.963.954.554.5 252534.334.338.638.65050151513.413.416.916.9 针入度指数针入度指数PIPI0.710.711.101.10 密度密度/ /（g/cmg/cm3 3）1.091.091.121.121.211.21软化点软化点/57.557.562.762.773731515延度延度/cm/cm- -25.225.2 旋转薄膜加热试验旋转薄膜加热试验（163163，75min75min）质量损失质量损失/

41、%/%-0.379-0.379-0.356-0.356 针入度比针入度比/%/%70.670.652.352.3 2525延度延度/cm/cm59.759.744.744.7 湖改性沥青试验结果表 技术指标技术指标湖沥青：伊朗湖沥青：伊朗9090号号=25:75=25:75湖沥青：伊朗湖沥青：伊朗9090号号=30:70=30:70针入度（针入度（100g,5s100g,5s）/0.1mm/0.1mm303059.259.263.563.5252545.045.043.643.6151517.517.515.515.5针入度指数针入度指数PIPI0.690.69-0.18-0.18密度密度/

42、/（g/cmg/cm3 3）1.0831.0831.11.1软化点软化点/53.853.855.255.21515延度延度/cm/cm74.374.371.971.94 4改性效果：改性效果：（1 1）软化点提高）软化点提高2-52-5（2 2）针入度）针入度 25%25%掺量时掺量时 4040 30% 30%掺量时掺量时 4040（3 3）旋转薄膜加热试验后，均达到）旋转薄膜加热试验后，均达到标准要求标准要求（4 4）针入度指数，随掺量增）针入度指数，随掺量增加而增大掺量达加而增大掺量达30%30%时其在沥青时其在沥青中的分散相趋于饱和，中的分散相趋于饱和，PIPI值趋于值趋于稳定。稳定。（

43、5 5）延度较低，因）延度较低，因TLATLA沥青中沥青中灰分达灰分达35%35%，其细度相当于矿粉。，其细度相当于矿粉。5 5TLATLA改性沥青混合料改性沥青混合料沥青混合料性能对比试验检测结果表6 沥青混合料沥青混合料沥青类型沥青类型车辙动稳定度车辙动稳定度次次/mm浸水马歇尔残浸水马歇尔残留稳定度留稳定度/%冻融劈裂残留冻融劈裂残留强度比强度比TSR改进型改进型AK-13AAH-70沥青沥青126581.579.5SBS改性改性420996.593.825%TLA改性改性479695.795.3 表明表明TLATLA改性沥青混合料在高温稳定性及水稳定改性沥青混合料在高温稳定性及水稳定性

44、方面，同性方面，同SBSSBS改性沥青混合料大体相当。改性沥青混合料大体相当。硅藻土改性沥青硅藻土改性沥青1硅藻土及其特性硅藻土及其特性（1 1）成因及分布）成因及分布 属硅质岩石生物化学沉积成因。是由硅藻类属硅质岩石生物化学沉积成因。是由硅藻类动物和其他生物的硅质骨骼堆积和进一步演化而动物和其他生物的硅质骨骼堆积和进一步演化而成。成。我国已勘明了七十余个硅藻土矿，分布在全我国已勘明了七十余个硅藻土矿，分布在全国各地，以吉林、浙江和云南成三角鼎立之势。国各地，以吉林、浙江和云南成三角鼎立之势。（2 2）特性）特性粒径粒径 10102020 m m比表面比表面 28m2/g28m2/g（主要是内

45、（主要是内比表面积）比表面积）颜色颜色 白色或灰色白色或灰色密度密度 松堆松堆 0.10.10.2g/cm30.2g/cm3坚堆坚堆 0.30.30.4g/cm30.4g/cm3硬度硬度 硅藻壳壁最低莫氏硬度硅藻壳壁最低莫氏硬度4.54.55.55.5结构结构 硅藻土中的二氧化硅大部硅藻土中的二氧化硅大部分为非晶体结构，具有较强的活性分为非晶体结构，具有较强的活性孔隙度孔隙度 达达909092%92% 表面相对集中大量孔径为表面相对集中大量孔径为3.5nm3.5nm3.9nm3.9nm的孔的孔2硅藻土改性沥青硅藻土改性沥青不同种类、掺量硅藻土的各项指标及其总评“归一值”表1 硅藻土硅藻土编号编

46、号掺量掺量（%）25针针入度入度（0.1mm）PI指数指数延度（延度（cm）软化点软化点（）总评归总评归一值一值515长白土长白土1071-0.875.731.7500.2861268-0.965.235.7510.3111468.2-0.95644.8520.3671670-1.294.926.451.70.312临江土临江土1062-0.964.532.451.20.2631266-1.374.237.451.60.3331460-0.95.154.2520.321663-0.953.34653.40.265基质基质沥青沥青085-1.6714.615045.80.000硅藻土改性后：硅藻

47、土改性后：（1 1）针入度降低，软化点升高）针入度降低，软化点升高3 31010（2 2）针入度指数（）针入度指数（PIPI）增加，并存在一）增加，并存在一峰值峰值（3 3）薄膜加热后其质量损失减少，针入）薄膜加热后其质量损失减少，针入度比增大度比增大（4 4）不同的硅藻土改性效果不同）不同的硅藻土改性效果不同3 3硅藻土改性沥青混合料硅藻土改性沥青混合料（1 1）高温稳定性）高温稳定性沥青混合料车辙试验结果表2 类型类型动稳定度（次动稳定度（次/mm）平均值（次平均值（次/mm）123长白硅藻土长白硅藻土2410276229582710临江硅藻土临江硅藻土2380273026842598基质

48、沥青基质沥青638860828775表明，这稳定度可提高表明，这稳定度可提高23倍。倍。（2 2）低温抗裂性）低温抗裂性 表3 硅藻土硅藻土极限弯拉应变极限弯拉应变极限弯拉强度极限弯拉强度MPa弯曲应变能密弯曲应变能密度（度（KJ/M3）长白硅藻土长白硅藻土9977.54.023临江硅藻土临江硅藻土11559.45.208基质沥青基质沥青9148.73.729表明：改性后极限弯拉应变和弯曲应变能均有所提高。表明：改性后极限弯拉应变和弯曲应变能均有所提高。（3）水稳定性）水稳定性 浸水马歇尔试验结果浸水马歇尔试验结果 表表4 冻融劈裂试验结果冻融劈裂试验结果 表表5类型类型浸水浸水48小时小时浸

49、水浸水3040min残留稳定残留稳定度度稳定度稳定度（KN）标准差标准差稳定度稳定度（KN）标准差标准差长白土长白土12.430.0611.160.3889.8临江土临江土12.160.5711.760.7596.7基质沥青基质沥青13.471.1310.030.5174.5类型类型未冻劈裂强度（未冻劈裂强度（mpa）已冻劈裂强度（已冻劈裂强度（mpa）劈裂强度比（劈裂强度比（%）长白土长白土9.758.9091.5临江土临江土9.759.3295.6基质沥青基质沥青10.059.0489.9 硅改性沥青混合料的水稳性有所改善。硅改性沥青混合料的水稳性有所改善。（4 4）抗老化性）抗老化性85

50、8522，紫外线照射，紫外线照射4848小时。小时。硅藻土改性沥青老化实验结果表6 硅藻土编号硅藻土编号老化质量损失老化质量损失（%）老化后稳定度老化后稳定度（kN）老化前稳定度老化前稳定度（kN）残留强度比残留强度比%长白土长白土0.910.1410.2299.2临江土临江土1.011.0211.4696.2基质基质1.16.567.7285.0表明，其抗老化性得到较大的提高。表明，其抗老化性得到较大的提高。4 4硅藻土改性沥青机理硅藻土改性沥青机理红外光谱分析表明，硅藻土改性红外光谱分析表明，硅藻土改性沥青只是简单的物理共混，并无新的沥青只是简单的物理共混，并无新的官能团产生。官能团产生。