沥青改性的方法及使用中存在的问题.pptVIP

沥青改性的方法及使用中存在的问题第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日目录一、改性沥青使用的背景和历史二、沥青改性剂的种类和性质三、改性沥青的改性机理和性能试验四、纳米改性（NaNo-modified）沥青技术的现状和发展第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日一、改性沥青使用的背景和历史第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日改性沥青的使用背景截止2013年底，我国高速公路的通车总里程已突破十万公里。从长远的效益以及后期的运营维护来看，沥青路面已成为道路路面的首选。然而，随着气候变化与荷载的增加使得道路路面病害日益严重，对道路材料质量的要求越来越高，改性沥青的研究工作对提高路面使用性能与寿命具有重要的意义。第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日改性沥青的历史1873年，英国的SamuelWhiting申请了橡胶改性沥青专利；1899年，法国修建了第一条掺有橡胶的改性沥青路面；20世纪20年代，改性沥青成为一项专门的技术；1945年，美国在机场道面修建中大量使用橡胶改性沥青，并取得成效；在随后的60多年间，改性沥青技术发迅速，品种多样化，使得改性沥青的应用取得了突飞猛进的发展。特别是20世纪60年代德国首先发明了SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料），并成功修建了第一条SMA路面。SMA第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日SMASMA是由沥青，纤维稳定剂，矿粉和少量细集料拌合成的沥青玛蹄脂充填到间断级配的粗集料骨架空隙中形成的一种特殊混合料，由于沥青用量（油石比）在6.5%~7.5%左右，所以它要求沥青粘度比较大（1000Pa·s左右），并且一般要求用改性沥青。这种混合料铺筑的路面，有较高的抗车辙能力，在冬季还有很好的抵抗抗滑轮胎钉的磨损作用和重载交通的作用。此外，多孔排水沥青混合料(PA或OGFC)也要求采用高粘度沥青（例如8~10万Pa·s），显然不用改性沥青是不可能的。第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日二、沥青改性剂的种类和性质第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日一类是改变沥青性质的，改性剂会与沥青发生作用，从而改变它的性质，如有机聚合物改性剂（SBS，SBR等)一类是改变沥青组成和物理性质，如碳黑、掺加湖沥青、岩沥青（特里尼特湖沥青等）改性剂按机理可分为一类是改善或提高沥青的性能，如橡胶类（天然橡胶，再生橡胶）第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日表1目前应用的沥青改性剂类型摘自NCHRP,Report459第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日表2美国各州最常用的改性剂的类型第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日对于聚合物改性剂又可分为两大类一类是塑性改性剂，如聚丙烯，聚乙烯一类是弹性改性剂(橡胶/聚合物),包括SBS,天然橡胶,块状橡胶(原始或再生)还有一类纳米改性沥青值得大家关注，就是利用纳米技术对沥青进行改性，这是一种新技术，后面专门进行介绍。第11页，共30页，星期日，2025年，2月5日聚合物改性剂的主要缺点大部分聚合物其热动力性质与沥青不相匹配，这是由于其密度，极性，分子量，使聚合物与沥青之间的相溶性等有很大差异所引起的，这就导致改性沥青在热储存中出现离析分层的问题。第12页，共30页，星期日，2025年，2月5日5）加载速率的依赖性和时间-温度的等效性,改性结合料对加载速率的敏感性是有很大不同的,因为它的微观结构发生了变化。因此在预估结合料在不同交通条件的路面性能时应直接测量加载速率的依赖性。选用改性剂时要特别注意如下五点：2）粘性与剪切速率依赖性，非牛顿液，合适的搅拌剪切速率很重要；1）储存的稳定性，多相体系，有可能发生离析；3）流变与应变的依赖性，改性剂一般都有明显的非线性性质，应用线性粘弹性性质来预估结合料对路面性能的影响时可能会出现误导；4）车辆（力学）作用的影响，形变累积破坏，利用荷载整个加载过程来评价改性沥青的影响；第13页，共30页，星期日，2025年，2月5日沥青改性技术方法大致可归结为第14页，共30页，星期日，2025年，2月5日三、改性沥青的改性机理和性能试验第15页，共30页，星期日，2025年，2月5日改性机理改性沥青在改性机理方面的研究还不深入，改性剂与沥青在共混条件下并没有发生明显的化学反应，而是均匀地分散、吸附在沥青中，仅是物理意义上的共存共融体，因为能完全满足热力学混融条件形成均相体系的改性沥青很少，一般情