界面改性沥青在沥青混凝土路面中的应用
2010-06-06白新源
白新源
(呼伦贝尔市公路工程局)
界面改性沥青在沥青混凝土路面中的应用
白新源
(呼伦贝尔市公路工程局)
相对于传统的改性沥青混合料改性工艺:母体法、现场制作法以及工厂制作的改性沥青成品等。界面改性可以说是沥青混合料改性的一个重大突破,以Duroflex改性剂为例,对界面改性沥青混合料的改性机理、路用性能、及其特点进行介绍。
界面改性;Duroflex改性剂;路用性能
1 界面改性机理
Duroflex作为一种界面改性剂,改善了沥青混合料中最薄弱的环节--沥青与集料之间的界面。在高温、高速的拌和作用下改性剂溶化,部分裹覆在集料的粗糙表面上,形成一层薄膜。通过对改性剂进行元素分析表明,它是由碳、氢为主要元素组成的高分子聚合物,碳元素的原子比为97.0%,重量比占 93.9%,氧元素的原子比为 1.5%,重量比占 1.9%,硅元素的原子比为 0.7%,重量比占 1.5%,它与沥青具有元素组成的相似性。将改性剂与沥青在 170℃左右进行简单的机械搅拌,改性剂逐渐熔融于沥青中,说明它与沥青具有较好的相容性,能与沥青在高温下融合、渗透、扩散。化学元素分析结果表明,改性剂确实在集料表面形成很薄的(厚度大约小于 4μm)薄膜。这层改性剂薄膜使原本的集料—沥青的两相界面,变成集料—改性剂—沥青三相双界面,并且相邻两项之间发生物理—化学的交互作用,改性剂与沥青之间形成界面过渡层,过渡层粘度较大,极性较强,一侧可以与石料紧密粘结,另一侧与沥青极性相吸。过渡层与沥青通过高温熔合、渗透、扩散作用,形成极性由强到弱,粘度由大到小,没有明显分界的渐变的胶结料膜。这种胶结料膜是具有更强极性的表面活性物质,与纯沥青相比,对集料的吸附作用更强,从而使沥青和改性剂共同构成的胶结料与集料的粘聚力更大,粘附性更好。
2 路用性能
在沥青混合料的路用性能中我们比较关心的是高温稳定性和低温抗裂性。通常这两种性能是相互矛盾的。尤其在呼伦贝尔地区,冬季严寒漫长,夏季短促但酷热干燥,冬夏温差可达到 80℃,这种矛盾就更加显著。所以能够同时提高沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性具有切实意义。下面是在绥满国道主干线海拉尔至满洲里一级公路应用Duroflex改性剂试验段获取的一组试验数据。见表1和表2。
表1 沥青混合料车辙试验结果
表2 沥青混合料冻融劈裂试验结果
从以上两个表中的数据对比可以看出,添加Duroflex改性过的沥青混凝土其动稳定度大幅增加,低温抗裂性也有所提高。
3 在路面工程中应用Duroflex界面改性剂的优点
(1)Duroflex是一种沥青混合料添加剂而不是沥青添加剂,因此可以采用手工或自动投料方式,直接投放到沥青混合料搅拌设备中去,无需胶体磨等聚合物改性沥青专用生产设备。
(2)与SBS类聚合物改性剂相比,Duroflex直接投放的便利性消除了胶体磨等机械的耗电量,同时也消除了二次加热带来的能源消耗,所以具有节能减排的特点。
(3)有很好的高温稳定性和低温抗裂性,使用 Duroflex改性后的沥青混合料夏季抗车辙性能与冬季抗裂性能可以大幅度提高。
(4)Duroflex添加到沥青混凝土当中后,可使骨料表面的油膜厚度加大,从而提高沥青混凝土的耐久性。
(5)使用Duroflex拌制沥青混合料比聚合物改性沥青及 SMA更具有价格优势,价格比后两者约低 30%以上。
[1]陈庆,王建.道路改性沥青的技术研发与展望[J].化工新型材料,2003,(9):32-35.
[2]赵树庆.DUROFLEX对沥青混合料改性机理试验研究[J].内蒙古公路与运输,2009,(2):5-7.
U 416.217
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1008-3383(2010)06-0068-01
2010-04-11
