文章來源:微信公衆号”瀝青路面“
研究和實踐表明,改性劑對基質瀝青的改性效果,因改性劑種類不同而存在較大的差異;即使是同一類改性劑,也因生産廠家、牌号、型号的不同,其改性效果也不同,隻有選擇合适改性劑才能取得較為滿意的效果,這就是改性劑與瀝青之間的配伍性。改性瀝青是一個複雜的體系,它的性能受到多種因素的共同作用,如改性劑類型、結構、摻量,基質瀝青的來源、組分等,因此研究不同類型SBS改性劑與基質瀝青的配伍性,使SBS的改性效果達到最佳,從而能在提高SBS改性瀝青性能的同時節約工程造價。
原材料與實驗方案
基質瀝青
本文采用SK-90号基質瀝青。
主要原材料
本課題使用分别由嶽陽石化、燕山石化和獨山子石化生産的YH-791、4303、T-161B及T-6302四種SBS改性劑制備改性瀝青,其中4303和T-161B是星型改性劑,而T-6302和YH-791是線型改性劑,其中4303和YH-791的嵌段比(S/B)為30/70,T-161B跟T-6302的嵌段比(S/B)為20/80;糠醛抽出油為山東大山出産,穩定劑為甘肅路橋建設集團養護科技有限公司自主研發的“兆力牌”。
改性瀝青制作工藝
将瀝青和糠醛抽出油混合,快速升溫至180℃左右,加入4.5%改性劑,随後保持溫度在180~190℃之間,剪切速率在5500r/min,剪切45min,加入穩定劑,再剪切5min,放在烘箱裡,置于175℃下發育2h,随後測量各項性能。
性能評價指标及測定結果
改性瀝青性能評價主要依據為《公路改性瀝青路面施工技術規範》(JTJ036-98)所規定的技術指标。
瀝青高溫穩定性采用實測軟化點作為評價指标,低溫抗裂性采用5℃延度來行評價,抗老化性能采用旋轉薄膜烘箱(RTFOT)後的5℃延度作為瀝青結合料在施工過程中抗老化的評價指标,相容性采用聚合物改性瀝青離析試驗上、下軟化點差進行評價,老化後基質瀝青和改性瀝青的性能變化差異采用DSR試驗的相位角(δ)變化來評價評價。
(1)SK-90号瀝青摻人相同劑量不同牌号的星型、線型SBS,按照相同的加工工藝制備的改性瀝青的常規技術指标。
(2)鑒于常規試驗不能比較改性瀝青和基質瀝青老化後的差異性,研究中采用DSR試驗4種改性瀝青老化前後的動态流變特性進行測試,得出其相位角δ,并繪制各自的溫度與相位角關系曲線。
結果分析
高溫性能
各種改性瀝青的軟化點比基質瀝青均有明顯的提高,但不同種類、不同牌号的SBS改性瀝青所表現的改善效果是不同的。按它們的提高幅度從大到小排序為:4303>YH-791>T-161B>T6302。可以看出,對于星型SBS改性瀝青,嵌段比30/70的4303的改性效果優于嵌段比為20/80的T-161B;對于線型SBS改性瀝青,嵌段比30/70的YH-791的改性效果也比嵌段比為20/80的T6302為好。在嵌段比相同的條件下,星型SBS的軟化點一般要高于線型SBS,但在嵌段比不同的條件下,線型SBS改性瀝青的軟化點也可能要高于星型SBS。
低溫性能
比較不同牌号的SBS改性瀝青的℃延度相對基質瀝青的提高幅度,可知改性瀝青的低溫性能按從優到劣排序為:T-161B>YH-791>T6302>4303,對于星型SBS改性瀝青,嵌段比為20/80的T-161B改性效果較好,嵌段比為30/70的4303改性效果相對較差;對于線型SBS改性瀝青,嵌段比為30/70的YH-791改性效果比嵌段比為20/80的T6302好。這說明随嵌段比的降低,對改性瀝青的低溫性能有改善的趨勢,在同一嵌段比20/80下,星型SBS改性瀝青的低溫延度要大于線型SBS;但在嵌段比為30/70下,2者較接近。
抗老化性能
從RTFOT試驗結果來看,相對基質瀝青各改性瀝青的5℃延度增大。抗老化性能的優劣按老化後5℃延度從大到小排序為:T-161B>T6302>4303>YH-791。對于星型SBS改性瀝青,嵌段比為20/80的T-161B改性效果較好,嵌段比為30/70的4303改性效果較差;對于線型SBS改性瀝青,嵌段比為20/80的T6302改性效果最好,嵌段比為30/70的改性效果較差。不論星型或着線型,抗老化性能按嵌段比為:20/80>30/70。
相容性
T-161B、T6302、YH-791的SBS改性瀝青相容性按離析試驗軟化點差均符合《公路改性瀝青路面施工技術規範》中聚合物改性瀝青的技術要求:離析軟化點差小于2.5℃;而4303改性瀝青軟化點差為3.8,大于規範要求,故4303的SBS與SK-90号瀝青相容性都較相對較差。
動态流變特性能
不同牌号的SBS改性瀝青DSR實驗結果相位角δ随溫度變化規律,結果顯示,當試驗溫度低于46℃時,四種改性瀝青的相位角δ大小比較接近,當溫度大于46℃時,四種改性瀝青的相位角δ差異顯著,嵌段比為30/70的4303和YH-791的相位角小于嵌段比為20/80的T-161B與T6302。
不同牌号的SBS改性瀝青RTFOT後相位角δ随溫度、老化狀态的變化趨勢,結果表明,當試驗溫度小于46℃時,四種改性瀝青的相位角δ大小差異不顯著,當試驗溫度大于46℃時,星型SBS改性瀝青的相位角δ值顯著小于線型SBS改性瀝青。
結論
SK-90号瀝青經不同種類、不同牌号的改性後,各項性能均得到了改善,但改性效果大不相同。其中瀝青經T-161B和T6302改性後,高溫、低溫、抗老化和感溫性均得到了大幅度提高,綜合改性效果最好;YH-791改性瀝青抗老化性能較差,而4303改性瀝與SK-90号瀝青的相容性較差。
不同牌号的SBS對同一種基質瀝青的改性效果大不相同,主要與SBS的化學結構和物理性質有關。無論是線型還是星型,嵌段比S/B為20/80時改性效果優于S/B嵌段比為30/70。但在同一嵌段比下,其改性瀝青的技術特性還與SBS的其它物理特性有關。通過不同牌号的SBS對基質瀝青改性前後的性能試驗,選擇改性效果最好的SBS用于改性。
SK-90号瀝青經不同SBS改性後,其改性瀝青相位角δRTFOT後在高溫區域的差異較為明顯,其中星型SBS的相位角δ變化比較平緩,溫度敏感性較小,說明其有較好的抗老化性能,具有較好的高溫穩定性。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!