改性瀝青的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

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摘要:介紹了改性瀝青在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展歷程,闡述了改性瀝青的研究現(xiàn)狀,從發(fā)展新型的改性劑,提高瀝青混合料的整
    體水平等方面,研究了改性瀝青的應(yīng)用前景,使其在國(guó)內(nèi)外廣泛推廣應(yīng)用。
    關(guān)鍵詞:改性瀝青改性剎瀝青混合料
    與水泥混凝土路面相比,瀝青混合料路面以其優(yōu)良的性能在公路修筑中獲得了廣泛的應(yīng)用,特別是在高等級(jí)路面中更足以瀝青混合料路面為主??v觀瀝青路面的發(fā)展歷程,改性瀝青得到了廣泛的應(yīng)用,而且這也是瀝青混合料發(fā)展的必然趨勢(shì)。
    1、改性瀝青應(yīng)用現(xiàn)狀
    普通道路石油瀝青,由于原油成分及煉制:工藝等原因,其含蠟量較高,導(dǎo)致其具有溫度敏感性強(qiáng),與石料的粘附性差,低溫延度小等缺點(diǎn)。用其鋪筑的瀝青路面,夏季較軟,易出現(xiàn)明顯車轍壅包等病害;冬季較脆,易出現(xiàn)低溫開(kāi)裂等病害;混合料的抗疲勞性能,抗老化性能較差。同時(shí),由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,普通瀝肯混合料已不能滿足高等級(jí)道路和特殊地點(diǎn)的重交通,大軸載,快速安全運(yùn)輸?shù)男枰?BR>    1.1 改性瀝青的應(yīng)用背景和現(xiàn)狀
    據(jù)相關(guān)資料,20世紀(jì)60年代以前,瀝青路面僅用于城市道路和專用公路,瀝青材料主要是煤瀝青和用進(jìn)口原油提煉的石油瀝青。20世紀(jì)70年代前后,在全國(guó)范圍內(nèi)曾采用渣油吹氧稠化,摻配特立尼達(dá)(TLA)或阿爾巴尼亞稠瀝青等改性的方法,提高結(jié)合料稠度,配制成200號(hào)瀝青鋪筑以表面處治為主的瀝青面層。1985年國(guó)內(nèi)開(kāi)展了瀝青中摻丁苯,氯丁橡膠,廢輪胎粉等改性瀝青和摻金屬皂等改善混合料性能的研究試驗(yàn)工作,取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。1992年NovophaltPE現(xiàn)場(chǎng)改性技術(shù)的引入,對(duì)改性瀝菏的推廣應(yīng)用起到了促進(jìn)作用,使改性瀝青從研究試驗(yàn)逐步發(fā)展到生產(chǎn)應(yīng)用。
    1.2影響改性瀝青應(yīng)用的岡素
    生產(chǎn)施工工藝在聚合物改性瀝青的大規(guī)模應(yīng)用中起到了關(guān)鍵性的作用。無(wú)論是聚合物改性,物理改性還是采用不同的瀝青加工工藝都會(huì)增加較大的工程成本,在匡j內(nèi)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的應(yīng)用會(huì)受到一定的制約。
    2、改性瀝青的研究現(xiàn)狀
    目前國(guó)內(nèi)的研究重點(diǎn)在新的改性劑和瀝青改性劑的加工工藝上還有一部分研究是面向工程應(yīng)用的,即研究在瀝青集料改性劑確定的情況下,找出合適的級(jí)配,瀝青用量和改性劑用量以滿足實(shí)際工程的要求。我國(guó)研究改性瀝青已有多年的歷史,也取得了豐富的成果,但至今仍有兩個(gè)問(wèn)題沒(méi)有很好地解決:
    (1)沒(méi)有形成對(duì)改性瀝青和改性性能統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);
    (2)國(guó)內(nèi)沒(méi)有形成統(tǒng)一的研究體系。改性瀝青的研究是一項(xiàng)長(zhǎng)期的復(fù)雜的系統(tǒng)工作,要想取得突破性成果必須綜合各研究機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),形成統(tǒng)一的研究體系,比如美國(guó)l987年~l992年的大型系統(tǒng)工程SHRP計(jì)劃等等。而相對(duì)于國(guó)內(nèi),研究工作往往由各高等院校,科研院所獨(dú)立完成,沒(méi)有統(tǒng)一的研究規(guī)劃,配套工作滯后。另外由于各部門的利益關(guān)系,瀝青改性的關(guān)鍵技術(shù)往往是秘而不宣的,在一定程度上造成人財(cái)物的巨大浪費(fèi)。
    3、改性瀝青的應(yīng)用前景
    由于普通瀝青已不能適應(yīng)現(xiàn)代化路面的要求,性能良好的改性瀝青必將在高等級(jí)路面中起到越來(lái)越重要的作用
    3.1 SBS改性瀝青將獲得更廣泛的應(yīng)用
    研究表叫,SBS改性的優(yōu)越性突出表現(xiàn)在具有雙向改性作川,也就是使瀝青軟化點(diǎn)大幅度提高的同時(shí),又使低溫延度明顯增加,感溫性得到很大改善,而且彈性:恢復(fù)率特別大。所以理論上能極大地提高瀝青混合料的整體性能。并且,根據(jù)改性瀝青混合料的試驗(yàn),車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度,凍融劈裂試驗(yàn)等指標(biāo)也得出了SBS能大幅度提高瀝青混合料性能的結(jié)果 由于SBS改性瀝青體現(xiàn)出其他改性劑無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),在將來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)國(guó)內(nèi)改性瀝青的發(fā)展方向應(yīng)該以SBS作為主要方向。尤其是現(xiàn)在,SBS的價(jià)格比以前有了大幅度的降低,技術(shù)也已經(jīng)成熟,非常有利于在國(guó)內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。
    3.2發(fā)展新型的改性劑SBS雖然與已有的改性劑相比具有較大的優(yōu)勢(shì),但隨著研究的深入,必將會(huì)發(fā)現(xiàn)性能更好的改性劑。
    德國(guó)的Duroflex和法國(guó)的PR PLAST.S添加劑是目前道路行業(yè)針對(duì)瀝青改性技術(shù)具有一定創(chuàng)新件的研發(fā)成果,這兩種添加劑能夠大幅度增加瀝青混合料的彈性模量,顯著改善瀝青路面的抗車轍能力,此方面的效果明顯優(yōu)于同類產(chǎn)品;同時(shí)此類添加劑不同于傳統(tǒng)的瀝青改性劑,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,使用時(shí)直接投入瀝青拌合機(jī)的拌缸,無(wú)需事先與瀝青拌合,方便操作。
    有物理改性作用的廢橡膠粉的應(yīng)用將有更大的發(fā)展空問(wèn)經(jīng)濟(jì),環(huán)保,可持續(xù)發(fā)展是任何事物發(fā)展的必要條什,改性瀝青的發(fā)展也不例外。廢橡膠粉是廢舊輪胎加工而成的細(xì)顆粒,它的使用是減少這類污染,變廢為寶的有效方法。雖然廢橡膠粉的改性作用至今還不是很明顯.但對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期的研究將有重大的戰(zhàn)略意義。
    改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)和普通瀝青混合料的設(shè)計(jì)一樣,主要是通過(guò)試驗(yàn)過(guò)程與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的。由于試驗(yàn)條件及試驗(yàn)手段的限制,使得沒(méi)計(jì)并不能達(dá)到理想的效果,比如在配合比設(shè)計(jì)巾篩分試驗(yàn),密度試驗(yàn)中人為因素較大;擊實(shí)過(guò)程中的溫度控制等等都會(huì)較大的影響設(shè)計(jì)的結(jié)果。因此,研究水平的提高依賴于更先進(jìn)的試驗(yàn)手段和更完善的試驗(yàn)理論。
    除了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性問(wèn)題外,整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程還處于一種經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)狀態(tài),像設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的級(jí)配曲線設(shè)計(jì)很大程度上要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定,根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件調(diào)整瀝青含量更是如此,
    由于在實(shí)際應(yīng)用中的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都是據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定的,因此不一定能適應(yīng)現(xiàn)在的實(shí)際情況。統(tǒng)一的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為瀝青混合料的設(shè)計(jì)要由經(jīng)驗(yàn)向力學(xué)理論計(jì)算的方向發(fā)展。現(xiàn)在的美國(guó)AASHTO正在進(jìn)行這方面的努力。 研究適合于改性瀝青混合料的新型路面結(jié)構(gòu)形式,獲得的整體效果,也是改性瀝青混合料設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面?,F(xiàn)在的路面結(jié)構(gòu)形式主要有SMA,OGFC,SUPER等,SMA結(jié)構(gòu)形式已在工程應(yīng)用中獲得廣泛應(yīng)用,也取得了較好的效果。
    4、結(jié)語(yǔ)
    我國(guó)改性瀝青的研究與應(yīng)用尚處于初級(jí)階段。,在改性瀝青的研究中,已經(jīng)取得許多寶貴的經(jīng)驗(yàn),在推廣中也取得了許多重要的成果。不斷降低科研和應(yīng)用成本,獲得的性能價(jià)格比,注意環(huán)保與節(jié)能及可持續(xù)發(fā)展,是改性瀝青研究與廣泛推廣應(yīng)用的基本要素。及時(shí)掌握信息,認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)資源共享。進(jìn)行系統(tǒng)性的合作研究是加快改性瀝青研究與廣泛推廣應(yīng)用的有效途徑