聚合物改性沥青.doc

ICS SH中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 200 聚合物改性道路沥青 Polymer Modified Asphalt Cement for Use in Pavement Construction（ASTM D5976-00, ASTM D5840-00，ASTM D5841-00，MOD） (报批稿) 200发布 200实施国 家 经 济 贸 易 委 员 会 发布SH/T 200前言本标准修改采用美国材料与试验协会标准ASTM D 5976-00第类高聚物改性道路沥青胶结料，ASTM D5840-00第类高聚物改性道路沥青胶结料，ASTM D5841-00第类高聚物改性道路沥青胶结料（英文版）本标准根据ASTM D597600，ASTM D584000，ASTM D584100的要求指标重新起草。为适合我国国情，本标准在采用ASTM D597600，ASTM D584000，ASTM D584100时进行了如下修改：原ASTM标准1.2节中对、类改性沥青所用的改性外掺材料范围做出过建议性规定，本标准将此删除并增加了相应材料的术语定义；原ASTM标准中包括的试验方法均列入规范性引用文件中；原ASTM标准中、类改性沥青的技术要求指标并入同一个表中列出，并在采用ASTM D584000时删去了我国道路建设中未采用的CR改性沥青的指标；本标准资料性附录A中给出了技术性差异及其原因一览表。本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由石油大学重质油研究所技术归口。 本标准负责起草单位：石油大学（华东）重质油研究所 本标准参加起草单位：交通部交通科学研究院 本标准主要起草人：张玉贞 孔宪明 本标准为首次发布，自200年月日实施。SH/T 200引言以热塑性弹性体SBS、丁苯橡胶（SBR）、热塑性树脂为改性外掺材料制作的改性沥青已广泛应用于道路的修建与维护。经过十几年的应用实践，我国改性沥青的生产技术、施工技术、设备制作，均有了成熟的经验。为保证改性沥青产品质量，使我国改性沥青的生产检测及施工方法尽快与国际接轨，依据我国现已使用的改性沥青生产品水平，特制定本标准。本标准在保证ASTM标准对聚合物改性沥青的总体要求的前提下修改采用美国材料与试验协会（ASTM）标准中D5976-00，D5840-00，D5841-00的有关指标，参考我国正在使用的交通部JTJ036-98公路改性沥青路面施工技术规范中对聚合物改性沥青的要求制定。SH/T 200-200聚合物改性道路沥青Polymer Modified Asphalt Cement for Use in Pavement Construction1范围本标准规定了用于道路工程的聚合物改性沥青的分类、技术条件、贮存和运输要求。本标准适用于以热塑性弹性体（SBS）、丁苯橡胶（SBR）、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯（PE）为改性外掺材料制作的聚合物改性沥青，满足本标准系列指标的其它聚合物改性沥青可参用本标准。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准。GB/T 267 石油产品闪点与燃点测定法（开口杯法）GB/T 4507 石油沥青软化点测定法GB/T 4508 石油沥青延度测定法GB/T 4509 石油沥青针入度测定法GB/T 5304 石油沥青薄膜烘箱方法GB/T 11147 石油沥青取样法GB/T 11148 石油沥青溶解度测定法SH 0164 石油产品包装、贮运及交货验收规则SH/T 200 沥青粘度的旋转粘度计测定法SH/T 200 沥青旋转薄膜热老化试验（旋转薄膜烘箱试验）SH/T 200 沥青弹性恢复测定法（延伸仪法）SH/T 200 聚合物改性沥青三氯乙烷溶解度测定法SH/T 200 聚合物改性沥青离析试验法SH/T 200 沥青粘韧性试验法3术语和定义3.1热塑性弹性体 Styrene-Butadiene-Styrene block copolymer，代号SBS苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，为热塑性弹性体，有线型（非交联型）和星型（交联型）两大类，均可用于沥青改性。SH/T 200-2003.2丁苯橡胶Styrene Butadiene rubber，代号SBR 丁二烯和苯乙烯共聚的、链节为无规分布的非结晶型弹性体，硫化后具有弹性。本标准中所指为乳液法合成的且未硫化的生胶。3.3乙烯醋酸乙烯共聚物 Ethylene-Vinyl acetate copolymer，代号EVA乙烯和醋酸乙烯共聚而成的树脂。常用的为高压本体聚合法产品。3.4聚乙烯 Polyethylene，代号PE 乙烯单体在不同生产条件下均聚而成。本标准中常用的为高压聚合的低密度聚乙烯。4分类4.1按改性材料的不同，本标准将聚合物改性沥青分为SBS类（类）、SBR类（类）和 EVA、PE类（类）。4.2按针入度和软化点不同，本标准将、类聚合物改性沥青分为A、B、C、D四个等级，类分为A、B两个等级。5技术要求聚合物改性道路沥青的物理性能应符合表1的规定。4表1 聚合物改性道路沥青技术要求项目SBS类SBR类EVA、PE类试验方法-A-B-C-D-A-B-A-B-C-D针入度(25,100g,5s) 1/10mm100-15075-10050-7540-75不小于100不小于80不小于80不小于60不小于40不小于30GB/T 4509针入度指数（PI）报告延度(5,5cm/min)cm，大于504030206050GB/T 4508软化点 大于45506065454851545760GB/T 4507粘度（135）Pas小于3大于0.30.151.5SH/T闪点（开口杯）大于230230230GB/T 267溶解度 % 不小于9999SH/T 离析（软化点差）不大于2.5无改性剂明显析出、凝聚SH/T 弹性恢复(25)% 不小于65707580SH/T 粘韧性 N.m不小于5SH/T 韧性 N.m不小于2.5SH/T 旋转薄膜烘箱后质量损失%，不大于1.0SH/T 针入度比（25）%，大于50556065505550555860GB/T 4509延度(5,5cm/min) cm 大于302520153020GB/T 4508注： 针入度指数由实测15、25、30等不同温度下的针入度按式lgP=AT+K直线回归求得参数A后。以下式求得：PI(20500A)/(1+50A) 该经验式的直线回归的相关系数R不得低于0.997。 如果生产者能保证沥青在泵送和施工条件下安全使用，135粘度可不作要求。 GB/T 11148石油沥青溶解度测定法可以替代SH/T 200聚合物改性沥青1。1。1三氯乙烷溶解度测定法，但必须在报告中注明；仲裁试验用前者。EVA、PE类改性沥青对溶解度不作要求；SBS（或SBR）改性沥青中如加入PE等三氯乙烷不溶物后，则不得称为SBS（或SBR）改性沥青，其溶解度指标按照具体工程上的技术要求处理。定性观测法见SH/T 200聚合物改性沥青离析试验法的附录A。老化试验以旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）为准，允许以薄膜烘箱（TFOT）代替，但必须在报告中注明，且不得作为仲裁试验。SH/T 200-2006包装、标志、贮运包装、标志、贮运及交货验收方法按SH 0164要求进行。7采样采样按GBT11147要求进行。 附录A （资料性附录） 本标准与ASTM标准技术差异与原因ASTM标准章节本标准章节技 术 性 差 异原 因1，23，4 增加了术语含义改性剂范围扩展为三类为更进一步明确所用聚合物性能三个标准所用技术指标合并252所有应用文件均用中国国家标准或行业标准试验操作需要而且符合国标和ASTM标准的要求6删除两个试验法：离析与弹性恢复已制定相应的试验法标准表1表1合并ASTM三个标准的表为一个表，增加软化点、PI和RTFOT后针入度比，删去类改性沥青中后两种CR改性沥青指标国内所有沥青均测软化点；PI为报告值；针入度比值可反映老化前后性能；CR胶乳改性沥青应用很少，国内指标不成熟 中华人民共和国石油化工行业标准聚合物改性道路沥青编制说明 (报批稿)2002年12月中华人民共和国石油化工行业标准聚合物改性道路沥青编制说明根据中国石油化工集团公司石化股份科技监（2001）105号关于编制2002年石油和石油化工产品行业标准计划的通知。由石油大学（华东）重质油研究所负责，并由交通部交通科等研究所参加共同编写此标准。本标准修改采用ASTM D5976，D5840，D5841将其辑成一个标准，并参考我国交通部规范JTJ03698制定而成。该标准的送审稿完成后，于2002年12月10日通过了第三届石油沥青标准审查会，根据与会标准委员的建议完成报批稿并将具体问题说明如下：一、制定本标准的意义与依据国际上已有许多利用高分子聚合物改善沥青性能的成功经验。20世纪60年代中期，就有SBS改性沥青及其制品用于建筑防水的商业产品，从1986年始，我国已有引进的改性沥青生产线，其产品指标与国际同类产品是一致的。而后奥地利Novophalt 公司以租借设备的形式在我国的首都机场应用SBS和PE改性沥青铺筑了18.75km的改性沥青路面，使用效果良好，改性沥青的应用受到我国公路行业的重视，逐步在高等级路面上采用。而在此同时，从1987年10月至1993年3月，耗资5000万美元的美国公路战略研究计划（Strategic Highway Research Program，SHRP）业已完成。该项目的成果得到美国公路界广泛的认同。美国材料试验协会（ASTM）在后来几年制定的改性沥青标准中也据此多有参考。我国不少的沥青检测机构已配置了与SHRP要求相适应的检测设备。作为沥青常规性能的评价标准，ASTM系统和SHRP系统有重合也有差异。从根本上言，SHRP是针对沥青及其改性沥青在道路上应用的全面评价，但其中许多细节如按气候、地域使用不同沥青，沥青PG等级的划分等问题不可能在ASTM标准系列中出现。由于历史和地域的原因，我国道路所用沥青以参考美、日、德、奥之标准为多，改性沥青的兴起和建立成熟之标准是20世纪90年代的事。目前这些标准尚在不断的改进完善之中。因为高聚物新产品会不断出现，沥青和改性沥青的加工水平也不断改进。自90年代以来，国内外的应用之改性沥青种类，无论是建筑防水还是道路建设皆趋于相对稳定。弹性体改性沥青以SBS为主，其次有SBR、SIS、胶粉等，塑性体改性沥青以聚烯烃为主，其中包含APP、PE及共聚的APAO等，EVA作为有一定弹性的热塑性树脂，其改性沥青的性质仍然归入塑性体改性沥青一类。以上材料所制造的改性沥青性能稳定、工艺成熟，已成为各国制定改性沥青标准之首选。2000年初，在北京香山召开的石油沥青标准审查会上，专家们共同讨论了聚合物改性沥青的标准制定问题。希望按三类改性沥青制定相应的标准，即SBS类、SBR类、EVA类，主要参考美国标准；对60度粘度和软化点的选择进行了讨论，对是否做测力延度试验，如何规定设备，也进行了讨论，但没有做出决定；对改性沥青产品指标的规定总的趋向性意见是，指标可以宽一点，实验方法最好是施工单位皆可以做到的。2000年11月石油大学重质油研究所为改性沥青产品标准的制定进行了调研，并出调研报告一份，分呈各有关单位专家。2001年便据此进行了改性道路沥青标准的制定工作。此过程在2002年5月28日的石油化工产品标准计划协调会上作了汇报。我国地域之纬度与美国类似，“八五”国家科技攻关专题按我国气候状态，对不同地区及气候条件所用之沥青质量提出了不同的要求。实际上也是使我国道路沥青的应用更趋合理，与SHRP的分类法亦趋一致。据这几年的调研，从我国实际出发，采用ASTM的改性沥青产品标准较适合我国现状，而且其试验法已经在我国实行了多年，并作为道路沥青招投标的依据，该系列标准在我国是可行的。ASTM有关改性沥青的标准有4个，即ASTMD597696，第类高聚物改性道路沥青胶结料（即SB或SBS类改性沥青标准），ASTMD5840-95，第类高聚物改性道路沥青胶结料（即SBR或CR类改性沥青标准），ASTMD5841-95，第类高聚物改性道路沥青胶结料（即PE和EVA类改性沥青标准），ASTMD589296a，第类高聚物改性沥青胶结料（即非交联型SBS改性沥青标准）。值得注意的是，这四个标准均在其应用范围内注明：凡可与沥青共混，并得到与该标准指标相符的可改善沥青性能的高聚物均可用。故ASTM所强调的是改性沥青的物理指标，而非化学指标。标准D5976和D5892同为SBS改性沥青，其指标略有不同，后者对针入度和粘度的规定范围较宽，但等级的差别更细微一些，前者分四个等级，后者分六个等级。我国交通部规范JTJ036采用的是：ASTMD597696的针入度分类，而135的粘度为小于3Pa.s。根据我国的改性沥青应用历史和现状，本标准按ASTM D5976-96，D5840-95，D5841-95进行修改制定。将这三个标准的指标合为一个标准，参照JTJ036的方法进行编辑，共分三类改性沥青产品，其中前两类为弹性体改性沥青，后一类为塑性体改性沥青，每类改性沥青按其针入度和软化点分不同的等级。具体说明如下：1.标准名称按改性沥青用途分为两类：一类用于道路，一类用于建材，后者已有相应的专业标准，本标准所指改性沥青皆用于铺设或维修道路。2.范围本标准限定的范围与原ASTM标准相符，未作实质性修改，但将其三个标准合为一个。这样的合并实际上并未影响对产品质量的要求。3.规范性引用文件取样及贮运方法按GB/T11147和SH0164实施。针入度、软化点、延度、闪点已有成熟的标准，这些国标也是来自ASTM 。而粘度、离析、弹性恢复、粘韧性、旋转薄膜老化均采用拟定中的石油化工行业标准，这几个标准编号待定。4.术语和定义4.1 关于SBS按GB 735987合成橡胶、合成胶乳名词术语，热塑性弹性体SBS定义为热塑性丁苯橡胶。为有利于标准使用者对材料的理解，本标准根据需要更进一步诠释了SBS的定义，扩展了一点内容。另外关于非交联型SBS的定义，本标准中未单独列出（在ASTM D5892中，曾特别指明其标准指标是依非交联SBS改性沥青性能而列的。）但“非交联”是一个很笼统的概念，在SBS中除了区分于线型和星型两种空间结构外，这个概念还可指SBS产品中残存的无规聚合物，如SB、PS、PB等，既然ASTM已经申明凡符合改性指标的聚合物皆可用，则D5976的改性材料选择范围应当是比较适当的，因为这些规定只是作为改性材料选择和参考。4.2关于SBR丁苯橡胶在我国用于沥青改性已有20多年的历史，生胶及胶乳都用过，ASTM D5840中是指以胶乳状加入沥青中，从而对沥青改性的那一类材料，该标准还将氯丁胶乳与其共列为一类，氯丁胶乳改性沥青涂料在防水涂料行业应用有20多年了，在道路建设行业用得不如SBR普遍，而且目前只能用胶乳，以块状生胶和硫化胶加入沥青中均不能很好的分散，本标准只对SBR作出定义，不考虑CR应用指标，待成熟后再考虑。SBR的加入方法应不只局限于胶乳法，本标准也不宜规定其加入方法、颗粒大小等，仅以物理指标为要。4.3关于EVA和PE EVA和PE为塑性体材料，热塑性的EVA的最大好处是可以降低改性沥青的高温粘度，也有利于施工，其低温性能也比PE改性的好，只是价格太贵，为目前常用高聚物改性材料价格最高者。这两类材料是塑料类材料在道路改性沥青中应用最多的，故列入。5.分类5.1 按、类划分改性沥青依据的是三个ASTM标准，同时也参考了JTJ036的要求。中美两国的这两类文件都是经过许多实践考验，证明可行的，但这两类文件有部分是很不相同的，特别是有关沥青软化点的规定上。ASTM标准中对弹性体改性沥青不规定软化点指标，不过美国AASHTO对SBS改性沥青是有软化点要求的。我国的沥青生产使用单位把软化点指标作为常规测试指标，故列入。5.2 类改性沥青是SBR，且按ASTM所指为胶乳改性的，CR改性沥青此次未列入，因为在我国尚无实际意义。我国也不局限于胶乳状的SBR用于沥青改性，故本标准不作任何规定，仅用其物理指标。6.要求所有物理指标的要求列于表1，表1是本标准的中心内容，该表中的指标来自ASTM和JTJ036。本标准是修改采