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岩沥青改性机理及对沥青性能的影响分析

类别:行业动态 文章出处:未知发布时间:2018-06-27 15:09 浏览人次:

沥青改性机理 
将天然岩沥青加入普通的石油沥青中,由于温度与小分子溶剂的共同作用,使得天然岩沥青这些分子量很大的胶束破裂,而破裂的胶束上暴露出的许多活性点立刻被普通沥青中的小分子物质所填充、饱和,形成一种全新的组合,最终形成以天然岩沥青大胶束分子为中心,普通沥青小分子填充、包围的新的方式。实质上是在普通沥青中加入了大量的非自发核心物质,这个核心的分子量较普通沥青分子量大,对原基质沥青一小分子量的沥青质为核心的结构进行了改造,其改造程度的大小取决于加入沥青分子量的大小及氮、氧、硫侧链的数量多少。分子量越大,活性越高,则这种改造程度就明显,得到的改性沥青技术性能也就愈优越。 

岩沥青对沥青性能的影响分析 

温度敏感性 
温度敏感性主要是研究沥青在高温抗车辙和低温抗裂性能。沥青的软化点高,在夏季高温季节路面抗车辙性能优越;沥青的延展性好,在冬季低温抗裂性能好。 
目前用于表征沥青感温性的指标很多,常用的有针入度指数PI、针入度粘度数 PVN、粘温指数VTS。现阶段针入度仍是我国选择沥青标号的重要依据,针入度的大小反映沥青的软硬程度及稠度大小,对沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性有重要的影响。从岩沥青改性沥青结合料性能研究工程的实际应用方面考虑,沥青路面的使用性能与沥青的感温性质有密切的关系。沥青材料的感温性是指沥青受温度的影响,材料性质变化的程度,是沥青性能的一个重要评价指标,通常认为针入度PI值越大,沥青的温度敏感性越低。有实验表明,在基质沥青中掺入岩沥青后沥青混合料的针入度值明显升高,这说明岩沥青提高了基质沥青的稠度,改善了沥青的抗变形能力;此外,在一定范围内随着岩沥青掺量的提高,针入度值也在不断减小,这表明沥青混合料受温度的影响在变弱。 
高温性能 
传统意义上,常用软化点表征沥青材料的高温性能,软化点越高,沥青的耐高温性能越好。在基质沥青中掺入岩沥青后,沥青材料的软化点得到明显的提高,另一方面,改性后沥青的粘度显著增加,故而,改性后沥青的抗流动变形能力大增,预示着路面抗车辙能力的增强。 
由于岩沥青把天然岩沥青的发达网状结构带入到石油沥青中,改善了以键能较小的氢键为主的分子间力,增强了极性键,化学交联、聚合生成大分子网状结,结果造成改性后沥青粘度的显著增加。在一定掺量范围内,高温粘度的增加也有助于增强沥青混合料的抗淅漏能力,但过高的外掺产生的过高的高温粘度会带来施工方面的困难,不利于沥青的输送和拌合。 
低温性能 
低温流变性能的优劣决定着沥青混合料的低温抗裂性能如何。脆点表征的是沥青由粘弹性体转变为弹脆性体的温度,脆点越低,沥青路面越不容易发生低温脆裂,根据试验岩沥青掺杂特别是高掺量改性沥青的脆点温度高,极容易发生脆性断现象。 
水稳定性 
有研究通过采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散试验三种试验方法对岩沥青改性沥青混合料的水稳定性能进行了全面分析和评价。浸水马歇尔试验主要是评价沥青混合料受水损坏时抵抗剥落的能力;冻融劈裂试验主要测量的是沥青混合料经历冻融循环后劈裂强度的比值;肯塔堡飞散试验是用来评价在交通荷载的作用下路表沥青混合料散失程度,通常用质量损失量来表征。 
通过浸水马歇尔试验说明岩沥青改性混合料的残留稳定度随着岩沥青掺量的增加而提高,由此表明混合料的水稳定性能得到改善。通过冻融劈裂残留强度比随岩沥青掺量的增加而逐渐上升,由此也可以说明岩沥青改性沥青混合料水稳定性能得到改善。


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