SBS沥青改性剂路用性能研究
返回列表来源：admin 发布日期: 2017-05-19
聚合物改性沥青得到了广泛使用以改善沥青路面的高温抗永久变形能力和抗疲劳性能，增强抗水损害性能等。PE(聚乙烯)便是一种常用的聚合物改性剂，可增大沥青粘度，改善沥青高温稳定性等路用性能。从经济环保角度考虑，将价格低廉的旧回收PE作为沥青改性剂应用于道路工程中，不仅可以降低建设成本，而且达到了资源循环利用，减少环境污染的目的，得到了国内外道路工作者的广泛关注。目前废旧PE的利用均是用以制备成品改性沥青，针对回收PE直投式改性剂的路用性能研究较少。而直投式改性剂可直接加入矿料中与基质沥青一起拌合，通过快速改性产出改性沥青混合料，省去了改性沥青加工、储存及运输等繁琐过程，节约资金及能源成本，若将废旧PE应用于直投式改性剂中，则会具有更为可观的节能环保与经济效益。本文即以回收PE为主要原材料制备的的新型直投式沥青改性剂为研究对象，对其混合料的路用性能进行研究并铺筑试验路段，为这种新型环保改性剂在实际工程中的应用提供依据。
试验部分
试验材料
SBS沥青改性剂是以回收PE、有机耐候胶和高分子纳米材料为主要材料，与混合助剂经过塑化制作、热切水环工艺造粒等过程制成的黑色扁平状颗粒。基质沥青采用韩国SK－70道路石油沥青，对比试验采用SBS(I－D)改性沥青，镇海石化生产。粗集料采用浙江嵊州三界玄武岩碎石。细集料采用人工砂。矿粉采用石灰岩矿粉，产自浙江兰溪，表观相对密度2.768。
试验方法
对SK－70、SBS和新型直投式回收PE三种沥青混合料进行常规性能试验，混合料采用AC－13型中值级配。直投式回收PE沥青混合料由改性剂采用直投法制备，最佳用量经试验确定为沥青混合料质量的0.35%，其余两种混合料由成品沥青制备。采用车辙试验评价高温性能，除标准试验条件温度60℃、轮压0.7MPa外增加60℃、0.7MPa浸水和70℃、0.8MPa两种苛刻条件。采用小梁弯曲试验评价低温性能，标准试验条件:温度－10℃，加载速率50mm/min。采用冻融劈裂试验评价水稳定性，标准试验条件，一次冻融循环。路用性能试验按JTGE20标准试验方法进行。
结果与讨论
高温稳定性
可以看出，标准条件下，新型直投PE沥青混合料动稳定度是普通沥青混合料的8.0倍，是SBS改性沥青的1.5倍，直投式回收PE改性剂显著提高了混合料抗车辙性能。浸水及70℃、0.8MPa条件下动稳定度仍优于SBS改性沥青混合料在标准条件下抗车辙性能，显示出新型回收PE改性沥青优异的高温稳定性。
低温抗裂性
新型直投式PE混合料的弯拉强度与最大弯拉应变均有提高，但幅度有限，其混合料低温性能优于基质沥青但不如SBS改性沥青混合料新型直投PE改性剂对沥青混合料低温性能的改善并不如高温性能那样显著。
水稳定性
与基质沥青相比，新型直投式PE沥青混合料25℃劈裂抗拉强度提高了46.9%，且高于SBS改性沥青，直投式PE改性剂可以明显提高混合料的力学性能。冻融劈裂强度比较基质沥青提高了9.3%，说明新型直投式PE改性剂可能够很好的改善沥青混合料的水稳定性能。这是因为新型直投式PE改性剂对集料的界面进行了改性，将改性剂加入加热的集料中，利用拌合过程中骨料的高温传热和混合料之间的相互摩擦、剪切作用，改性剂迅速熔融分散并粘附在集料表面，形成一层可以扩散到集料表面微空隙内的改性剂薄膜，加入基质沥青改性后，改性沥青充分裹覆在集料表面形成良好的集料沥青界面，集料与沥青间的粘结力大幅增强，混合料抗水损害能力得以改善。
实际工程应用
前述室内试验研究表明新型直投式PE改性剂可改善沥青及混合料的高温与水稳定性能。为进一步验证其在高温多雨地区的实际应用效果，铺筑了试验段进行验证。试验段位于浙江省台州市。改性剂用量为0.35%，采用直投法加入，干拌时间15s，湿拌时间40s。除增加15s干拌时间外，混合料在运输、摊铺和碾压等等施工过程中并无特殊要求，施工特性良好。从现场取样，在标准条件下进行路用性能检验，各项性能指标均较好的满足要求。对于新型直投式PE沥青混合料长期性能，还需对试验路进行长期跟踪观测。
结语
新型直投式PE改性剂可明显改善沥青混合料的高温与水稳定性，改善后的效果优于SBS改性沥青混合料，对于沥青混合料低温性能的改善效果有限。其性能特性更适宜于我国南方高温多雨地区苛刻环境下对沥青混合料高抗车辙变形和水损害破坏的要求，在高温多雨地区具有更好的适用性。
