




天然沥青
天然沥青储藏在地下,有的形成矿层或在地壳表面堆积。天然沥青一般都经过各种物理和化学作用形成沥青矿,其中的毒性已很少。按天然沥青中二氧化碳(CO2)溶解度的不同,又可分为沥青矿和焦性沥青。沥青矿是其中的沥青几乎可以完全溶于二氧化碳,相反焦性沥青几乎不溶于二氧化碳。由于天然沥青的品质较高一般将其与其他沥青混合使用,也可用于制备防腐漆。在掌握天然沥青对基质沥青性能影响规律的基础上,通过系统试验,确认掺加四种不同天然沥青的沥青混合料在高温、低温、水稳性等指标上都得到了一定程度的改善,尤其是对高温性能的提高更加显著,从而为沥青混合料抵抗车辙形成提供了新的措施。
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岩沥青的特性
1抗车辙
试验和路用实践证明,岩沥青改性剂可以有效提高沥青路面的抗车辙能力,推迟路面车辙的产生,降低车辙深度和疲劳剪切裂纹的出现。
2、抗剥落
青川岩沥青中,氮元素以官能团形式存在,这种存在使岩沥青具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性,特别是与集料的粘附性及抗剥离性得到明显的改善。
3、抗老化、抗高温
天然岩沥青本身的软化点达到300℃以上,加入到基质沥青后,使其具有良好的抗高温、抗老化性能。
4、耐候性
岩沥青的抗微生物侵蚀作用很强,并具有在自由表面形成致密光亮保护膜的特点。岩沥青的加入极大的改善了普通沥青的耐候性和抗紫外线能力,提高沥青路面的耐久性,减缓沥青老化速度,从而延长道路的使用寿命。
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天然沥青对基质沥青感温性的影响
采用组分分析试验和DSC(differential scanning calorimetry)方法分别测定基质沥青与经天然沥青改性后的组分和聚集状态改变时的量热变化,分析天然沥青对基质沥青感温性的影响,结果表明:经 天然沥青改性后,沥青质含量、沥青质 胶质之和、沥青质/胶质之比均比基质沥青有很大程度的提高,改性后沥青的针入度指数增大,软化点升高、粘度增大;沥 青吸热峰均降低,吸热量减少,而从玻璃态到粘弹态、粘弹态到粘流态的峰值温度上升,沥青热稳定性得到提高,感温性降低。其产生的主要原因是:(1)土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降,引起路面局部下沉。
改性沥青的粘度较高,施工难度大,与常规沥青路面施工工艺存在较大差异,但施工实践表明,只要严格控制混合料的材料、配合比、拌和、摊铺和碾压等关键工序的质量,改性沥青路面的路用性能可以得到充分的保障。在天然沥青添加量为8%时,沥青混凝土(沥青量5%)每吨成本仅增加10元,远比用SBS、SBR、北美岩沥青和湖沥青等做改性剂制成的混凝土要便宜。改性沥青混合料的出料温度高,一般取出料温度170℃~180℃,因此矿料的加热温度宜取180℃~190℃。改性沥青混合料的拌和时间应适当延长。
改性沥青路面的原料通常选择坚硬、粗糙有棱角的石料,而花岗岩、石英岩、玄武岩等具备这些性质,但这些石料中往往属于酸性石料。脆沥青是比硬沥青更硬、更脆、更不易溶解、熔点更高的沥青,具贝壳状、锯齿状断口。沥青中含有沥青酸、沥青酸酐等,粘附性往往难以满足要求,为了增强沥青与集料的粘附性,在基质沥青中掺加SBS改性剂,就能满足粘附性的要求。在路面施工中,为了进一步提高改性沥青的粘附性,在改性沥青中还掺加了抗剥落剂。在填料中掺加水泥、生石灰粉等代替矿粉,增加沥青与石料的粘附性,大大的提高了沥青混合料的水稳性。
为了提高公路的使用年限,预防路面早期***,表面层施工引入了改性沥青工艺,以迎合交通量的迅速增长、车量大型化和严重超载问题的严峻考验。随着中国经济的髙速发展和环境的不断恶化,髙速公路交通量急剧增加,行驶车辆的重载化趋势等因素加重了车辆轴载对路面的***,加之近年来的气候变化较大,使拥青路面经受严峻考验,出现水损坏、路面裂缝、龟裂、车辙、波浪、坑槽、沉陷、剥落等现象。在中国广泛推广的改性沥青主要是掺加SBS改性剂或SBR改性剂,改性后沥青在物理性能方面得到提高,主要表现在软化点、针入度、脆点、延度等方面都得到改善。
