白新源

(呼倫貝爾市公路工程局)

界面改性瀝青在瀝青混凝土路面中的應用

白新源

(呼倫貝爾市公路工程局)

相對于傳統(tǒng)的改性瀝青混合料改性工藝:母體法、現(xiàn)場制作法以及工廠制作的改性瀝青成品等。界面改性可以說是瀝青混合料改性的一個重大突破,以Duroflex改性劑為例,對界面改性瀝青混合料的改性機理、路用性能、及其特點進行介紹。

界面改性;Duroflex改性劑;路用性能

1 界面改性機理

Duroflex作為一種界面改性劑,改善了瀝青混合料中最薄弱的環(huán)節(jié)--瀝青與集料之間的界面。在高溫、高速的拌和作用下改性劑溶化,部分裹覆在集料的粗糙表面上,形成一層薄膜。通過對改性劑進行元素分析表明,它是由碳、氫為主要元素組成的高分子聚合物,碳元素的原子比為97.0%,重量比占 93.9%,氧元素的原子比為 1.5%,重量比占 1.9%,硅元素的原子比為 0.7%,重量比占 1.5%,它與瀝青具有元素組成的相似性。將改性劑與瀝青在 170℃左右進行簡單的機械攪拌,改性劑逐漸熔融于瀝青中,說明它與瀝青具有較好的相容性,能與瀝青在高溫下融合、滲透、擴散?；瘜W元素分析結(jié)果表明,改性劑確實在集料表面形成很薄的(厚度大約小于 4μm)薄膜。這層改性劑薄膜使原本的集料—瀝青的兩相界面,變成集料—改性劑—瀝青三相雙界面,并且相鄰兩項之間發(fā)生物理—化學的交互作用,改性劑與瀝青之間形成界面過渡層,過渡層粘度較大,極性較強,一側(cè)可以與石料緊密粘結(jié),另一側(cè)與瀝青極性相吸。過渡層與瀝青通過高溫熔合、滲透、擴散作用,形成極性由強到弱,粘度由大到小,沒有明顯分界的漸變的膠結(jié)料膜。這種膠結(jié)料膜是具有更強極性的表面活性物質(zhì),與純?yōu)r青相比,對集料的吸附作用更強,從而使瀝青和改性劑共同構(gòu)成的膠結(jié)料與集料的粘聚力更大,粘附性更好。

2 路用性能

在瀝青混合料的路用性能中我們比較關(guān)心的是高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。通常這兩種性能是相互矛盾的。尤其在呼倫貝爾地區(qū),冬季嚴寒漫長,夏季短促但酷熱干燥,冬夏溫差可達到 80℃,這種矛盾就更加顯著。所以能夠同時提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性具有切實意義。下面是在綏滿國道主干線海拉爾至滿洲里一級公路應用Duroflex改性劑試驗段獲取的一組試驗數(shù)據(jù)。見表1和表2。

表1 瀝青混合料車轍試驗結(jié)果

表2 瀝青混合料凍融劈裂試驗結(jié)果

從以上兩個表中的數(shù)據(jù)對比可以看出,添加Duroflex改性過的瀝青混凝土其動穩(wěn)定度大幅增加,低溫抗裂性也有所提高。

3 在路面工程中應用Duroflex界面改性劑的優(yōu)點

(1)Duroflex是一種瀝青混合料添加劑而不是瀝青添加劑,因此可以采用手工或自動投料方式,直接投放到瀝青混合料攪拌設備中去,無需膠體磨等聚合物改性瀝青專用生產(chǎn)設備。

(2)與SBS類聚合物改性劑相比,Duroflex直接投放的便利性消除了膠體磨等機械的耗電量,同時也消除了二次加熱帶來的能源消耗,所以具有節(jié)能減排的特點。

(3)有很好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性,使用 Duroflex改性后的瀝青混合料夏季抗車轍性能與冬季抗裂性能可以大幅度提高。

(4)Duroflex添加到瀝青混凝土當中后,可使骨料表面的油膜厚度加大,從而提高瀝青混凝土的耐久性。

(5)使用Duroflex拌制瀝青混合料比聚合物改性瀝青及 SMA更具有價格優(yōu)勢,價格比后兩者約低 30%以上。

[1]陳慶,王建.道路改性瀝青的技術(shù)研發(fā)與展望[J].化工新型材料,2003,(9):32-35.

[2]趙樹慶.DUROFLEX對瀝青混合料改性機理試驗研究[J].內(nèi)蒙古公路與運輸,2009,(2):5-7.

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2010-04-11