A5青、SBS改性沥青、重交沥青技术性能比较

TLA、TLA改性沥青、SBS改性沥青、重交沥青技术性能比较性能TLA25TLA/75ACSBS重交沥青针入度（抽提后）0-411030〜55软化点25°C（抽提后）93〜996553〜5560〜6546〜52软沥青质（%）353〜5进口15动稳定度次/mm4625〜45009625（复合）3000800分子量8000〜90008000〜9000与基质沥青相同800〜1000结构性能凝胶结构溶-凝胶结构溶胶结构溶胶结构改性原理从基础上改变了沥青胶体分子结构，与基质沥青重新胶体组合。与基质沥青为同一物质，不存在混溶性问题。目的改性，聚合物改性，并未改变沥青原有结构，只在宏观上提高了一些性能指针；用物理方式使沥青膜变厚，粘度增加混溶性差抗老化性能针入度每年降30分钟后离一年后龟裂

低一个百分点，抗老化能力极强。模拟十年使用试验，软化点无任何变化。析，老化问题未考证实际应用当温度升高时沥青内的矿物质膨胀，将沥青吸入矿物质颗粒的细孔中在高温下，混合料中的沥青被车轮一点点吸到路面上层（泛油）沥青中的轻质油份逃逸，使沥青功能丧失冻融劈裂强度（%）94<80<60车辙试验（次/mm）AC-25I型43909625(6%SBS)2670880马歇尔稳定度（KN）16.1814.0512.94低温抗开裂25°C依靠内聚力靠延度终压温度90C140C110C熔化老化温度230C180C180C提高粘度等级5〜5.54

对基质沥青要求无含蜡低的基质沥青使用寿命（年）15〜30up701〜3维护保养无需（简单）不稳定，几个月就要保养声誉百年历史国外20几年国内5〜8年加工工艺、费用便宜、简便需专用设备经研磨3遍原始和精制状态下的TLA的绝大部分是沥青成分均含有相当大比例的矿物质。TLA非常坚硬（针入度1-4,软化点93-99°C）,结构稳定（最高至500°C）。从而使湖沥青有独特的特点和使用性能。科研工作者们曾尝试通过在石油中混入极细小的填充物，以制作“合成湖沥青”，但最终失败了。TLA的物理性能精制湖沥青组成：地沥青（一硫化碳可溶分）53-55%矿物质（灰分）36-37%矿物质（烧失量）1.5%地沥青（被矿物质吸收）0.5%矿物质的组合水4.3%有机材料（在二硫化碳中不可溶解）3.2%性能:比重1.39-1.40针入度（25C）1-4软化点93-99C挥发损失（163C,5h）1.1%

精制湖沥青中的地沥青的性质物理性质（抽提后）：比重1.39-1.40针入度（25Q1-4软化点93-99。。蒸发损失（163g5h）1.9%恩格拉粘度168闪点（开口杯）238。化学构成:碳82.3%氢10.7%硫6.2%氮0.8%精制湖沥青中的矿物质:2mm〜0.15mm2.8%0.15mm〜0.075mm8.0%0.075mm〜0.06mm8.0%0.06mm〜0.01mm39.1%V0.010mm44.1%特立尼达岛于1498年由哥伦布发现。1532年沦为西班牙殖民地，1797年被英国征服。1962年独立，并成为英联邦成员国。特立尼达湖沥青是世界上最大的可作为商业用途的天然沥青矿。据说该矿最早是在1595年三月由沃尔特•罗利爵士（SirWalterRaleigh）发现的。1617年他再次考察该湖时，在日记中首次记录了对该湖的描述。他不叫其为“湖”而称其为“平原”。他加以解释说。整个地区遍地都是沥青，四处横溢，流向大海。TLA沥青湖深90米，周长36公顷（360,000平方米）。贮量约有1千万至1千5百万吨。湖中心不断喷出天然气和沥青浆，湖中的沥青呈半固体、乳化状，但湖的表面又很硬，该湖的成因至今未完全揭露，比较科学的推测是：该沥青湖底部为一火山口，常年保持一定的高温，火山口附近蕴藏着丰富的石油资源，在以几千万年计的长时间内，在地壳压力与温度的作用下形成的。由于该沥青是在低温下完全充分氧化而形成的，且作用时间长、分子量大、聚合度高、不含油及蜡成分，因而它具有软化点高、热稳定性好、抗氧化能力强、耐油、耐酸碱性能等及其宝贵的特性。该湖被认定为世界奇观之一。人们最初尝试使用特立尼达湖沥青时只是在海岸边或海岸附近捞出大量沥青。罗利本人就是使用过这种沥青修补其船只的裂缝，他发现修补的效果极佳。人们反复尝试利用这种沥青的独一无二的特点，亦曾尝试应用于其它方面的用途。然而，直到1888年由美英商人成立千里达沥青公司（TrinidadAsphaltCompany），这种简单的利用才真正发展到商业性的水平，从那时起，这种沥青成为修筑路面的首选材料，使用量急剧上升。1870年德士美公司（E.J.DeSmedt）使用特立尼达湖沥青在美国新泽西州的纽华市铺设了第一条沥青道路。华盛顿哥伦比亚特区早在19世纪80年代就使用特立尼达湖沥青铺设了几条著名的大街（如1890年铺设的宾夕法尼亚大道）。用这种沥青铺设的道路因其使用寿命极长，维修费用低而著名。生产这种沥青的处理是在相对低温下进行水合作用，去除杂质及水份，而不是象炼油厂使用蒸馏法。炼油厂传统上的利润主要来自于“原油中的轻质油分部分”。从原油提炼的东西越多，则效益越好。这种竭泽而渔的提炼方式毁掉了沥青的许多优点，代价是牺牲了沥青的性能。不幸的是，这些商用沥青质量下降恰恰与对沥青性能要求的提高是背道而驰的。为此不得不又通过在商用沥青中加入改性剂的方式，提高沥青的质量，改良其性能。经过改性的沥青在性能方面远远高于普通沥青。目前已开发出多种以克服商用沥青某些固有缺陷为目的的聚合物改性剂。这些合成改性剂的成功率一直不稳定，工程人员的意见也见仁见智。虽然聚合物改性剂可以使沥青具有优质性能，但一种沥青路面材料对酷热或对变形更具抗力的改性剂却无法提高沥青的强度或抗寒性能。聚合物改性剂与沥青有很强的配伍性，因此至关重要的是要选准改性剂，以确保能适用于所使用的沥青。当改性剂与沥青完全混合，在搅拌和铺设过程中要特别谨慎，以避免改性剂分离。而且聚合物改性剂的价格通常非常昂贵，加工很困难，且不便于长时间保存。特立尼达湖沥青（TLA）是一种天然形成的物质，展示出比普通沥青所适应的温度范围更广的优异性能，因为其可以提高常规沥青的所有特征。这种在沥青铺路上用了一百多年的天然改性剂无与伦比的独到之处在于其本身既是沥青，而不是合成添加剂。它已经经过了亿万年的气候考验，质量极其稳定，几乎不会在铺路后继续老化。其物理和化学特性与常规沥青完全一致，有极好的混融性。20多年前，世界上除了特立尼达湖沥青外并无其它改性剂。TLA非常坚硬（针入度1-4,软化点93-99°C），结构稳定（最高至500°C）。从而使湖沥青有独特的特点和使用性能。科研工作者们曾尝试通过在石油中混入极细小的填充物，以制作“合成湖沥青”，但最终失败了。特立尼达湖沥青比其它沥青改良剂老化的速度更慢，在世界各地都有许多特立尼达湖沥青的长久性和耐久性的实例。许多因素都会影响沥青路面材料的长久性和耐久性，这其中包括交通流量的密度和负荷量，沥青结合料的老化性能。有文献记载的、主要研究25年路龄的路面上沥青混凝土针入度下降的现场试验表明，其针入度每年下降不到一度，特立尼达湖沥青明显的延长了路面的使用寿命。特立尼达湖沥青另外一个独一无二的特征是其在铺路和服务过程中比其它沥青改性剂更具备抵御极端气候的能力。特立尼达湖沥青能在严寒的气候条件下铺路，能在高温下搅拌而不降低其粘结力。TLA是一种独特的自然湖沥青，更多地是凝胶体而不是溶胶结构，极有可能通过其特有的尺寸和沥青质的性质提供改性后的结构性能和降低温度敏感性。软沥青质组成物的成分给TLA中的地沥青带来了优越的抗剥落性能。细小的矿物质当作改性剂加入到铺路等级的沥青结合料中，可加强TLA中的地沥青模量劲度和改善道路的表面特性（更好的车胎与路面的相互作用）。・天然沥青的特点：•矿物质：起到提高沥青软化点、耐磨性、增加沥青膜厚度、增大路面摩擦系数。矿物质的存在使湖沥青具备了另一其它沥青不具备的优点一一降低噪音。天然沥青中的灰分（矿物质一绝对细小最大2mm,90%小于0.075mm），矿物质呈珊瑚状，在高温作用下，可将沥青轻组分吸入细孔中，其作用不同于在沥青中加入的矿粉。但并非灰分越多越好，它会降低沥青的延度。英国制订了一个范围。（BS3690）由于矿物质与沥青一起共融了长达亿万年的，极性很强，因此与沥青的粘附性非常好。不会出现在沥青中后加入矿粉引起粘附性能差的问题。•含氮量高：沥青中N、0、S（硫为有机硫）的存在使沥青极性增加，对石料的浸润能力、粘附能力大大增加，抗氧化性增强，在高温长时间条件下，其粘附性还有增强趋势。氮含量较普通沥青高出几倍至几十倍（0.8%）；在天然沥青中，氮元素以官能团形式出现，这种存在使天然沥青具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性，其它元素的官能团及侧链的存在也共同发育了上述特性。这为碱性石料缺乏的地区修建高等级沥青路面抗滑提供了新的技术手段。・天然沥青具有“半聚合”的作用：与小分子结合形成半聚合作用。（把轻组份拉在一起）。分子量越大，活性越高，改性程度越明显，改性沥青的技术性能越优越。天然沥青的分子量很大（8000〜9000），分子量的增加使内聚力增大（不粘手）。当它溶于基质沥青后，在高温及小分子包围作用下，造成天然沥青大胶束的破裂，使其暴露出许多活性点，而破裂的胶束上暴露出的许多活性点立刻被基质沥青中的小分子物质所填充。・天然沥青具有很好的耐侯性:提高沥青路面的耐久性，减缓沥青老化速度，从而延长道路的使用寿命。这是因为它抗微生物侵蚀作用很强，并具有在自由表面形成致密光亮保护膜的特点。天然沥青的加入极大改善了普通沥青的耐侯性和抗紫外线能力。・天然沥青不含蜡：在与基质沥青重组中一定程度遗传给基础沥青，进而降低石蜡在沥青中的危害。沥青中蜡的存在使沥青路面夏季软化（58°C开始），冬季开裂。天然沥青中并非真的不含蜡，只是在地壳中长期与各种条件作用，使蜡含量急剧降低，并转化成其它形式存在。-TLA的针入度太小，即使加热也无法直接与矿料拌和均匀，故不能直接使用，由于TLA的表面张力很高，很容易与普通的石油沥青混合。达到不同稠度的针入度等级要求。•TLA的化学成分含有30%〜33%的沥青质、软沥青质67%〜70%，其中沥青质和芳香烃特别大，饱和分特别小，所以密度大（1.04〜1.08g/cm3）。因为含有少量挥发性物质，所以蒸发损失有1.8%，闪点只有238C。不过当挥发性物质蒸发殆尽后，裹复在集料表面的沥青将是非常稳定、耐久的粘结剂。•在设计厚度基础上，厚1.0cmTLA（25%）改性沥青混合料相当于1.3〜1.6cm厚的重交沥青混合料。同样厚度的寿命是重交沥青混合料的1.3〜1.6倍。使用TLA可比使用重交沥青加铺厚度要薄而性能特征又相同的独特特性，可大大节省投资成本。•厚度大于100mmTLA改性沥青混合料罩面铺层在常温下可以延长疲劳寿命（动态模量）至少是标准沥青AC结构寿命的两至三倍。•由于SBS和TLA改性各自有其特点，在指针上肯定会有影响。TLA中含有33-36%的灰分，这些灰分影响着改性沥青的针入度、延度、溶解度、弹性恢复等指针。•一般认为SBS改性的软化点在高于6°C〜。C以后就没有意义了。•TLA中的细粉对延度值有一定影响。北京市公路局和市政沥青厂两个单位都因为对湖沥青改性后进行延度试验，竟都把延度仪给拉坏了，说明TLA虽然延度值不一定大，但其内聚力很大，所以不能用延度值评价湖沥青的低温性能。由于TLA中含的细粉影响沥青结合料的常规试验指针，（低温延度、弹性恢复）则不能准确地反映TLA改性沥青的效果，只有通过沥青混合料的试验才能说明问题。沥青混合料的马歇尔试验稳定度特别大（25%TLA了提高稳定度达40%，而40%TLA可提高近100%），车辙试验动稳定度提高很多，低温弯曲试验的破坏强度和破坏应变都有大幅度的提高，冻融劈裂试验残留强度比大，路用性能就好。•沥青组成的四大元素：（又称SARA）饱和分（S）——在常温下是液体，具有最高的粘度系数，表明粘温关系很好，是相对分子最小的组成。芳香分（AR）——常温下也是液体，粘度比饱和分大，但粘度指数比饱和分低。可以分轻芳、中芳、重芳三个亚组分，提高沥青弹性在重芳。胶质（R）——是相当硬的固体，粘度关系很差，有一定数量的杂元素。胶质在沥青中所占的比例很大，胶质对沥青质的比例在一定程度上决定沥青胶体结构的类型。胶质含量对沥青的某些性质有明显的影响（特别使延度）。沥青质（AT）——是最硬的固体，其粘度不能用通常仪器和方法测定，但实际上其有效粘度极高。几乎大部分硫、氮、氧及金属都集中在沥青质组分中。沥青质的结构，含量及其胶溶状态决定了沥青的胶体结构理类型、物理性质和使用性能。随着沥青质含量的增加和对沥青质胶溶能力变弱，沥青的胶体结构类型由溶胶结构类型向溶-凝胶型再向凝胶型转化。随着沥青质含量的增加，沥青的软化点（等粘温度）和粘度明显上升，针入度温度指数A（感温性）变小，防水、防渗透和耐热性能得到提高。TLA中的沥青质是硬而脆的亚微细颗粒，在加热时不融化而只是膨胀，产生26%的固定炭化物。•溶胶结构：（针入度指数PI〈-2〉沥青中沥青质含量很少（〈10%〉，同时由于树脂的作用，沥青质完全胶溶分散于油分介质中，胶团之间没有吸引力或吸引力很小。这类沥青在路面性能上具有较大的温度敏感性。•凝胶结构：（PI=-2〜+2）沥青中沥青质含量很多（达到或超过25%〜30%；天然沥青可达到36%），并有相应数量的树脂保护，胶团形成空间网络结构，油分分散在网络空间，这类沥青具有明显的弹性效应，有时还有触变性。在路用性能上具有较低的温度敏感性。（但低温变形能力差）°TLA则通过沥青质的特有性质提供改性后沥青的结构性能和低温度敏感性。软沥青质组成物的成分给TLA中的地沥青带来了优越的抗剥落性能。•溶-凝胶结构：（PI）+2（〜+8）沥青中沥青质含量适当，并有较多的树脂作为保护物质。它所组成的胶团之间相互有一定的吸引力。大多数优质的路用沥青都属于溶-凝胶型沥青，它具有粘-弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。•沥青质的结构、含量及其胶溶状态决定了沥青的胶体结构类型、物理性质和使用性能。随着沥青质含量的增加和对沥青质胶溶能力变弱，沥青的胶体结构类型由溶胶结构向溶-凝胶型再向凝胶型转化。随着沥青质含量的增加，沥青的软化点（等粘温度）和粘度明显上升，针入度温度指数（感温性）变小，防水，防渗透和耐热性能得到提高。道路沥青希望使用溶-凝胶结构型沥青，这种沥青容易保持适当的稠度，有较好的感温性、粘附性和耐久性。•劲度模量：指在一定的温度和荷载时间条件下，沥青产生的弹性形变对永久形变的比例，是表现粘性和弹性联合效应的指针。劲度也可以看作是沥青抵抗流动的能力。受载荷时间、温度、沥青稠度和胶体结构类型等因素的支配。载荷作用时间越长劲度越小，应变速率快则劲度大;温度越高，劲度越小；沥青稠度（粘度）越大，劲度越大；沥青凝胶结构越发达，劲度越大。具有较高针入度指数的沥青在温度较高和荷载作用时间较长时，有较高的劲度，即有较好的抵抗永久变形的能力。•美国犹他州机场海拔2000米以上，夏天高温46°C，冬天低温-47°C，年温差近100C，自使用TLA至今，未出现任何损毁。•特立尼达国家在二战时铺设的道路直到99年才重新铺装。•北京八达岭110国道，使用了各种各样的改性沥青，无法解决重车慢行，低温开裂的问题，年年加铺一次。99年10月使用TLA加铺至今，未出现大的问题，而后加铺的SBS，路面出现了严重的龟裂及车辙。•香港启德机场自63年铺设TLA直到97年退役，未做过任何修复。•香港东区隧道自72年使用TLA后，每天车流量在60万次，至今完好无损。•96年首都机场东跑道使用奥地利SBS改性沥青，完工后获得了国家科技特等奖，民航总局金奖，97年在待飞区就出现了15mm凹陷。99年西跑道采用TLA铺设跑道，比原设计成本仅增加了30万人民币。2002年7月，民航总局请国内专家进行检验，该跑道完好无损。2002年将按照西跑道的经验及方式重新铺设东跑道。铺设期间，首都机场单条跑道每天停飞损失为1个亿。•北京长安街在97年铺设了SBS改性沥青，北京饭店门前在通车的第二天便出现车辙。99年已出现了2公分深度的车辙。•北京二环路铺设湖沥青后，科士公司不服气，自己在路上取样做试验，结果作出得结论是高温80度低温-28度。•沥青的货载疲劳实验可以在实验室里做出，而气候疲劳实验无法做，只能看实际的使用情况。•设备：小熔化设备、搅拌设备6600X2300X3050（已含吊架高度）产量200t/24h需60万大卡热能大熔化设备6600X2360X6778（含吊架高度）产量340t/24h需80万大卡热能•1英寸二2.54公分（cm）沥青名词注释针入度：是检测沥青稠度（抗老化性能）指针：在特定的温度、负荷和时间条件下，用一标准针尖刺入沥青样品中以测定其硬度，一般以刺入多少毫米深度来表示，以25C测得的针入度数值，常用来作为沥青质量的分类标准。延性：是检测沥青低温抗开裂性能指针：将一定形状的试样放在一定温度的水中，以一定拉伸速度拉伸至沥青丝断裂时所表现的长度（cm）即为延度。延度试验基本上时反映在一定温度条件下，沥青受一定应力所产生的塑性变形，是沥青内聚力的衡量；而实用上又常把延度作为沥青与其它材料（集料）粘附力相关的指针。具有延性的沥青一般较无延性的沥青更具有粘结性，然而，具有高度延性的沥青，通常对温度十分敏感，在高温容易流动，在低温变得很脆。延性或沥青被拉伸的（或延伸）的能力，是作为某种应用的一种重要性能，（低温抗开裂）具有延性的沥青一般较无延性的力气沥青更具有粘结性，然而，具有高度延性的沥青，通常对温度十分敏感，在高温容易流动，在低温变得很脆。软化点：检测沥青高温抗变形性能指针：在一定条件下，沥青达到某一稠度时的温度；软化点试验基本上是测定沥青在一定外力（钢球）作用下开始产生流动（达到一定变形）的温度，实际上相当于沥青的等粘温度。沥青开始软化的温度（软化点并非融化点）。通常软化点越高，其聚合程度越高，平均分子量越大。薄膜烘箱（TFO）和旋转薄膜烘箱（RTFO）：是模拟道路沥青在与集料进行热拌和过程中呈薄膜状态，受到热和空气作用，发生一系列物理一化学变化。针入度变化：在热和空气作用下沥青硬化最显著标志是针入度下降，计算试验后残留针入度百分比数，可以衡量不同沥青的硬化程度。残留针入度的百分比越高，说明沥青抗老化能力强，对路面使用性能越有利。延度变化：在热和空气作用下沥青产生硬化，因而延度下降，表明沥青的粘附性能变劣，路用性能变差。蒸发损失和蒸发后针入度比：蒸发试验是模拟沥青在储罐、槽车、船舱或其它容器中热储存，或需要加热溶化时，在热和表层接触空气的作用下，产生蒸发损失和针入度下降。对于道路沥青通常要求蒸发损失小于0.3〜1%（质量分数），蒸发后针入度比大于50%〜60%。石油沥青：由石油蒸馏、吹氧、调和等工艺加工得到，主要为可溶于二硫化碳化合物的半固体粘稠状物质。抗剥离剂：为提高集料与沥青的粘附性，增强沥青混合料抗水损害能力而向沥青或沥青混合料中加入的表面活化剂或石灰、水泥等填料。油石比：沥青混合料中沥青质量与矿料质量的比例，以百分数表示。矿料：用于沥青混合料的粗集料、细集料、填料的总称。粗集料：经加工（轧碎、筛分）而成的粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等集料。酸性石料：石料化学成分中以硅、铝等亲水性矿物为主，与沥青粘接性能差，用于沥青混合料时易受水的影响而造成沥青膜剥离的石料的统称，如花岗石花岗斑岩、石英岩、砂岩、片麻岩、角闪岩等。细集料：天然形成或经加工（轧碎、筛分）而成的粒径小于2.36mm的天然砂、机制砂及石屑等集料。石屑：是指采石场加工碎石时通过4.75mm的筛下部分。填料：在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0.075mm的矿物质粉末。整平层：铺筑在旧路面上主要起调整高程、横坡和平整度等整平作用的层次。透层：为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上浇洒乳化沥青、煤沥青或液体沥青而形成的透入基层表面的薄层。封层：为封闭表面空隙、防止水分侵入面层或基层而铺筑的沥青混合料薄层。铺筑在面层表面的称为上封层，铺筑在面层下面的称为下封层。稀浆封层：是用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与乳化沥青、外加剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。磨耗层：为改善行车条件，防止行车