改性沥青的生产技术.

1、改性沥青生产技术与评价方法改性机理评价方法制备方法沥青改性机理 改性剂种类繁多，研究最多的为聚合物改性沥青，主要以聚合物改性沥青的机理进行讨论。 聚合物改性沥青的机理尚未研究清楚，目前公认的改性机理有物理共混和化学共混改性机理两种。 改性机理-物理共混 物理共混机理： 在沥青中加入聚合物以后，聚合物分子受到沥青组分中芳香分、饱和分的作用发生溶胀和溶解，而均匀分散在沥青中形成共混体系。物理共混中没有化学作用发生，仅是物理作用。 为达到较好的物理混合，要求聚合物与沥青之间具有较好的相容性、溶解性和分散性等。 改性机理-物理共混 关于相容性： 为获得较好的性能，聚合物改性剂要能够均匀地分散在沥青中，

2、较好的相容性是前提。热力学和物理学意义上的相容性有所不同。 热力学意义上：任意比例形成均相；沥青与聚合物在热力学上是不相容的； 物理学意义上：不发生分相或相分离；要基本保证物理意义上的相容，保证储存和运输上的稳定。 改性机理-物理共混 关于相容性： 相容性决定着物理改性沥青中聚合物改性剂的分散状态，影响着改性沥青的性能。当相容性较差时，聚合物粒子以“岛”的形式分散在沥青“海”中，两者界限分明；相容性较好时，高聚物分子溶胀、舒展，相互间缠绕形成物理节点，沥青与改性剂各自成为一相，沥青性质得到较大改善，但这种物理改性容易受到外力或升温的破坏。 改性机理-物理共混 关于溶解性： 为获得较好的改性沥青

3、，聚合物在沥青中应有较好的溶解性。溶解度参数是聚合物和沥青之间相容性量度的重要指标。 为内聚能密度的平方根； 沥青与聚合物之间的溶解度参数相差越小，聚合物越易溶解，聚合物分子能较好舒展，两者间的相容性越好。 改性机理-物理共混 关于分散性： 聚合物在沥青中分散的越均匀，聚合物改性沥青的性能就越好，分散性的好坏与改性沥青中聚合物含量、分布状态、粒径大小和极性强弱有关。 聚合物含量较少时，沥青为分散介质，呈连续相，聚合物为分散相；聚合物含量较大时形成反相。表现出聚合物的性质。刚好发生相转变时，形成的网络结构使体系的粘度和弹性大幅增加。 将软化点突跃式增加的聚合物含量称作临界浓度。 改性机理-物理共

4、混4%SBS改性沥青5%SBS改性沥青4%EVA改性沥青5%EVASBS改性沥青Collins将聚合物形成网络结构的最低剂量称作临界含量。 改性机理-化学共混 化学共混理论： 沥青中不仅含有烷烃、烯烃和芳香烃，还含有极性和非极性化合物，存在羟基、羰基和酯基等有机官能团，可与多种物质发生化学反应，产生化学交联或化学加成，生成新的化学键的结合。 化学加成反应：沥青中存在自由基和烯，可与有机化合物、不饱和单体或低分子化合物发生化学加成反应生成新化合物。其中包括，自由基加成反应、亲电加成反应、亲核加成反应和协同环加成反应等。 改性机理-化学共混 化学加成反应： MAH马来酸酐不仅可以和沥青中的二烯反应

5、，还可以和PE、PP、EVA等聚合物生成接枝共聚物，可以增加聚合物同沥青间的相容性，改善沥青的高、低温性能。 乙烯基单体(如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、二乙烯基苯等）中含有乙烯基且具聚合反应活性，易与聚合物或沥青产生的自由基发生自由基聚合，先生成短链聚合物，再与沥青和聚合物生成嵌段或交联大分子结构，进而改善沥青的性能。 改性机理-化学共混 化学交联反应： 聚合物沥青中加入交联剂，可使聚合物生成永久性的三维网络结构，或将聚合物接枝到沥青上，从而提高其耐热性、耐候性和机械性能等。 橡胶改性沥青中加入硫化剂，使橡胶产生部分硫化，形成硫化的大分子网络结构，提高改性沥青的性能。改性沥青生产工艺

6、1、母体法：、母体法： （1）制备加工成高剂量聚合物改性沥青母体。）制备加工成高剂量聚合物改性沥青母体。 （2）现场将母体按一定的比例与机制沥青混合又称二次掺配法）现场将母体按一定的比例与机制沥青混合又称二次掺配法。与沥青相容性不好的与沥青相容性不好的SBS SBR PE等采用此方法等采用此方法 2、直接投入法、直接投入法 将改性沥青直接投入拌合锅中与沥青混合料和制作改性沥青。将改性沥青直接投入拌合锅中与沥青混合料和制作改性沥青。SBR先制成母体再投入。先制成母体再投入。 3、机械搅拌法、机械搅拌法 都可以通过机械搅拌法制得，但由于改性剂与机制沥青相容性都可以通过机械搅拌法制得，但由于改性剂与

7、机制沥青相容性不同，则拌和难易程度不同。不同，则拌和难易程度不同。与沥青相容性好的与沥青相容性好的EVA可用可用 4、胶体磨法和高速剪切法、胶体磨法和高速剪切法 为防止改性沥青离析导致性质不均匀，宜在现场为防止改性沥青离析导致性质不均匀，宜在现场边制作边使用。胶体磨法与高速剪切法即是现场边制作边使用。胶体磨法与高速剪切法即是现场制作改性沥青的主要方法，需要经过改性剂溶胀制作改性沥青的主要方法，需要经过改性剂溶胀、分散磨细、发育三个阶段。、分散磨细、发育三个阶段。 5、橡胶粉改性沥青法、橡胶粉改性沥青法 湿法：废旧橡胶粉在湿法：废旧橡胶粉在160180度的热沥青中拌和度的热沥青中拌和2h，制成改

8、性沥青悬浮液，然后拌入沥青混合料，制成改性沥青悬浮液，然后拌入沥青混合料中。改性效果与胶粉的细度关系很大，粒度越细中。改性效果与胶粉的细度关系很大，粒度越细，越易拌合均匀，不易发生离析和沉淀，有利于，越易拌合均匀，不易发生离析和沉淀，有利于管道输送。常用于填缝料，封层，也可以用于热管道输送。常用于填缝料，封层，也可以用于热拌沥青混合料。拌沥青混合料。 干法：将废旧橡胶粉直接喷入拌和锅中（剂量干法：将废旧橡胶粉直接喷入拌和锅中（剂量2%-3%）。仅适用于热拌沥青混合料。）。仅适用于热拌沥青混合料。评价方法评价改性沥青的方法： 1 采用沥青指标的变化程度来恒量。 如：针入度、软化点、延度、黏度、脆

9、点的变化程度，变值越大，改性效果越好。 2 针对改性沥青的特点开发的试验方法。 如：弹性恢复试验、粘韧性试验、离析试验等。 3 美国的SHRP沥青胶结料的评价方法。我国改性沥青的技术标准我国改性沥青的技术标准 指标SBS类SBR类EVA、PE类I-AI-BI-CI-DII-AII-BII-CIII-AIII-BIII-CIII-DIII-E针入度(25,100g,5s)/0.1mm min100755040100708030 max1501007575130针入度(4,200g,60s)/0.1mm min403025254835261812运动粘度(60)/cSt min-150 max20

10、0020001500软化点TR&B/ min4349546052545760-闪点/ min218232232218溶解度/% min 99.099.0离析,软化点差/ max 2.2黏韧性(25)/in-1bs min75110韧性(25)/in-1bs min5075RTFOT或TFOT后残留物质量损失/% max1.0弹性恢复(25)/% min4550针入度(4,200g,60s)/0.1mm min2015131324181396动力粘度(60)/Pas min40008000延度(4,5cm/min)/cm min258黏韧性(25)/in-1bs min110韧性(25)/in-

11、1bs min75美国AASHTO-AGC-ARTBA改性沥青建议标准（1995年）日本道路协会改性沥青标准 除规范规定性能外，为进行深入的理论研究，大量的分析手段和表征方法应用于改性沥青相关研究。 主要性能及表征手段有： 1）感温性能针入度指数PI、针入度-粘度指数PVN、粘温指数VTS 2）高温性能软化点、60动力粘度和当量软化点 3）低温性能当量脆点、弗拉斯脆点及5延度 4）抗老化性能沥青薄膜加热试验（TFOT）和沥青旋转薄膜加热试验（RTOFT） 5）PG分级-动态剪切流变仪(DSR)和弯曲蠕变试验(BBR) 进行3个临界阶段试验，A.高温下车辙因子G*/sin,要求原样不小于1.0K

12、Pa，RTFOT后不小于2.2Kpa；B.最低温度级加10 条件下,在BBR上测沥青的蠕变劲度S 和蠕变速率m ,要求S 0. 3,如果测定结果S 300MPa,则还需要在最低温度级加10 条件下作直接拉伸试验,要求破坏应变f 1. 0% , m 0. 3；C.TFOT残留物经100 (或90 、110 )高温下压力老化后,在常温下做DSR试验, 其标准值为G*. sin 5 000 KPa。 三个试验分别：表征沥青抗车辙、抗低温开裂和抗老化能力。 6）分散状态荧光显微镜 原理：SBS溶胀时吸收沥青中的组分，在紫外光下显荧光，使得沥青富集相呈黑色，SBS相呈黄色光亮。荧光显微镜是观察SBS与沥青间相容情况、SBS聚合物于沥青中分散状态最行之有效的手段。 7）微观结构IR分析 分子振动，改性沥青