5.3改性沥青解析
几种改性沥青的相关知识
几种改性沥青的相关知识一、SBS改性沥青1、SBS改性沥青概述SBS改性沥青是在原有基质沥青的基础上，掺加一定比例如2.5%、3.0%、4.0％的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
使其粘度增大，软化点升高，从而改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等。
在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。
2、SBS改性沥青技术要求SBS改性沥青质量要求表5.3.2SBS改性沥青质量要求（PG70-28）表5.3.3掺加RA抗车辙剂与普通沥青和SBS改性沥青的性能对比（AC-13C）3、SBR改性沥青的特性1）有很好的耐高温、抗低温能力，适合高寒地区公路使用2）有较好的抗车辙能力和抗水损能力3）提高了路面的抗疲劳能力，具有优良的抗疲劳开裂性能4、SBR改性沥青的应用实例及参考价格1）应用实例：青藏高速、2)参考价格：SBR改性沥青价格为5500元/t左右，SBR改性剂价格为20000元/t左右三、PR改性沥青1、PR改性沥青概述PR抗车辙添加剂由法国PRI与法国中央路桥实验室LCPC于1990年共同研制，它是一种改善沥青混合料性能的添加剂，对改善高温稳定性、提高抗车辙能力有非常显著的效果。
在西欧、东欧及非洲国家已是非常成熟的技术。
2002年在山西运煤重载、重交通量高速公路的首次应用取得成功，随后几年该产品的性能及在国内的业绩也得到了路面专家的认可。
2、PR改性沥青的特性1）有很好的高温稳定性和抗车辙能力2）较好的抗疲劳性能和低温弹性性能3、PR改性沥青的应用实例及参考价格1）应用实例：北京杏石口改造工程、天津市政道路改造工程、山西长晋高速晋城段、京福高速淮安段改造工程、郑少高速2)参考价格：PR改性剂价格为12000左右元/t四、PE改性沥青1、PE改性沥青概述PE改性沥青是在基质沥青中添加一定剂量的PE（高低密度聚乙烯）改性剂而形成的改性沥青。
GB18242-2008弹性体改性沥青防水卷材
GB 18242―2008前言本标准5.3.8.1为强制性的，其余为推荐性的。
本标准与EN13707―2004《柔性防水卷材—屋面防水用增强沥青卷材—定义和要求》一致性程度为非等效。
本标准代替GB18242―2000《弹性体改性沥青防水卷材》。
本标准与GB18242—2000相比，主要变化如下：—胎基中增列了玻纤增强聚酯毡（2000版的3.1.1；本版的3.1.1）；—增列了5mm厚度的产品，删除了2mm厚度的产品（2000版的3.2.2；本版的3.2）；—修改了产品的用途提示（2000版的3.4；本版的3.4）；—用单位面积质量代替卷重（2000版的4.1；本版的4.1）；—增列了原材料要求（本版的第4章）；—材料性能增加了次高峰拉力、第二峰时延伸率、浸水后质量增加。
热老化、渗油性、接缝剥离强度、钉杆撕裂强度、矿物粒料粘附性、卷材下表面沥青涂盖层厚度（2000版的表3；本版的表2）；—调整了拉力，删除了撕裂强度（2000版的表3；本版的表2）；—对试验方法进行了修订，按GB/T328―2007进行试验（2000版的第5章；本版的第6章）；—出厂检验项目进行了修订，型式检验周期进行了修改（2000版的6.1；本版的7.1）。
本标准由中国建筑材料联合会提出。
本标准由全国轻质与装饰装修建筑材料标准化技术委员会（SAC/TC195）归口。
本标准负责起草单位：中国建筑防水材料工业协会、建筑材料工业技术监督研究中心、中国化学建筑材料公司苏州防水材料研究设计所。
本标准参加起草单位：北京东方雨虹防水技术股份有限公司、徐州卧牛山新型防水材料有限公司、盘锦禹王防水建建材集团有限公司、颐中（青岛）化学建材有限公司、威达（江苏）建筑材料有限公司、索普瑞玛（上海）建材贸易有限公司、保定市北方防水工程公司、温州长城防水材料厂、东营大明防水有限责任公司、大连细扬防水工程集团有限公司、杰斯曼（上海）无纺布有限公司、吴江市月星防水材料有限公司、常熟市三恒建材有限责任公司、上海台安工程实业有限公司、扬州志高建筑防水材料有限公司、广东科顺化工实业有限公司、上海建筑防水材料（集团）公司、淮坊市宏源防水材料有限公司、淮坊市宇虹防水材料集团有限公司、淮坊市晨鸣新型防水材料有限公司、盘锦大禹防水建材有限公司、苏州力星防水材料有限公司、湖北永阳防水材料股份有限公司、唐山德生防水材料有限公司、科德宝宝利得（上海）贸易有限公司、陕西昌炎置业有限公司、宁波市鄞州劲松防水材料厂、新乡日月防水技术有限公司。
改性沥青
常温沥青
常温沥青混合料是由普通道路石油沥青、特种溶剂 、添加剂和矿料经机械拌和而成的一种新型沥青路 面维修养护材料，它是冬季对沥青路面坑槽病害进 行维修养护的理想材料。 常温沥青的适用范围：一般道路的沥青路面面层， 修补旧路坑槽，及一般道路旧路改建的加铺层。对 于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等， 常温沥青只适用于沥青路面的联结层或平整层。
通过本次试验得到以下的结论： 1.改性沥青比普通沥青表现出了明显的优势， 针入度下降，软化点提高提高了沥青路面的 高温稳定性，减少车辙现象的发生，同时延 度增加，减少了路面的低温开裂，提高了沥 青路面承受环境不良因素影响的能力，从而 延长了路面的使用寿命。 2.本次试验反映了基质沥青有很强的相容性， 不但可以与聚合物结合，而且可以与无机物 紧密地结合。
改性沥青
主讲人： 主讲人：苏杰
改性沥青的概念
改性沥青是指添加了橡胶、树脂、高分子聚 合物、磨细了的胶粉等改性剂 改性剂，或采用对沥 改性剂 青进行轻度氧化加工，从而使沥青的性能得 到改善的沥青混合物。 改性沥青的改性机理：一是改变沥青化学组 成，二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一 定的空间网络结构。
改性沥青的特点
1、耐高温，抗低温，适应性强； 、耐高温，抗低温，适应性强； 2、韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力； 、韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力； 3、抗水、油和紫外线辐射，延缓老化； 、抗水、油和紫外线辐射，延缓老化； 4、性能稳定，使用寿命长，降低养护费用 、性能稳定，使用寿命长，
改性沥青的种类
（二）树脂改性沥青
树脂有： 古马隆树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、酚醛 树脂和天然松香等。 改性机理：与橡胶相同。 改性效果： 气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐 臭氧、耐气候变化和耐燃烧性得到大大改善。 掺入方法：溶剂法或乳液法。
改性沥青知识
1、我国改性沥青概述根据《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98），所谓的改性沥青是指通过往沥青中掺加”橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂（改性剂）”或采取“对沥青轻度氧化加工”等措施，“使沥青或沥青混合料的性能得到改善”而制成的沥青结合料。
改性剂则指的是“在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机或无机材料”，它应“可熔融、分散在沥青中”、能够“改善或提高沥青路面材料性能”、“与沥青发生反应或裹复在集料表面上”。
从上面的叙述可以看出，沥青改性可以分为物理改性与化学改性两大类。
本文仅涉及狭义的改性沥青，即化学改性沥青中的聚合物改性沥青。
我国对沥青及沥青混合料改性的技术研究已有近二十年的历史，范围基本上涉及到路面使用性能改善的每一方面，并且在许多方面取得了有较大实用价值的成果，主要表现为：(1) 广泛应用于工程实际的SBR橡胶改性产品，如重庆交通科研所研制的湿法SBR；(2) SBS等热塑性弹性体改性技术及PE等树脂类复合改性技术，如国创一号、二号；(3) 作为“八五”攻关项目的土工格栅、土工布等改善沥青路面结构力学性能的物理改性技术；(4) SMA（Stone Mastic Asphalt）及相应桥面铺装的研究；(5) 成套沥青改性设备开发研制，如北京国创改性沥青有限责任公司的LG-8型炼磨式设备等；总结我国改性沥青的研究与应用情况，主要呈现这几个特点：我国关于改性沥青的研究工作起步较早，基本上是与国际同步的；我国的改性沥青研究工作主要停留在实验室与试验路上，而且各研究工作几乎是由各高等院校、科研院所独立完成的，缺乏象美国SHRP那样的大型系统工程；我国改性沥青的应用规模很小，或者说根本谈不上应用规模，相应的沥青改性设备与成套生产-施工-管理工艺的研究工作显得滞后。
也正是由于此，改性沥青的成本与国外相应改性沥青的成本而言，无多少竞争优势。
2、国内改性沥青的技术水平2.1沥青改性的关键技术沥青作为一种复杂的高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的弹-粘-塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。
改性沥青
改性沥青是指基质沥青与一种或多种改性剂通过适宜的加工工艺形成的混合物。
按其改性剂的不同。
一般分三类：热塑性类、橡胶类、树脂类，其中热塑性橡胶类（即热塑性弹性类）的SBS由于具有良好抗车辙变形能力和弹性，已成为目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂。
改性沥青路面施工与普通沥青一样，主要分为原材料试验、级配控制、混合料的拌合、摊铺、碾压及施工接缝处理、面层质量控制等。
改性沥青混凝土的施工工艺与普通沥青相比有相同之处，也有其特殊性。
在施工和监理工作中，要按其特殊性能，制定完善的施工，确保按照改性沥青的施工程序进行监测和控制。
改性沥青混凝土的试验检测方法和监理要点原材料试验是控制沥青混合料质量的一个重要环节，集料压碎值试验、含泥量试验、针片状含量、砂含量等常规试验，按照交通部部颁规范要求执行。
针对改性沥青的特殊性，重点对改性沥青的指标试验采取措施如下。
SBS改性沥青软化点随SBS含量增加而增高。
一般比沥青高30℃～50℃，所以试验用溶液须采用甘油，仪器必须采用高温软化点仪。
SBS 含量为3％～5％，改性沥青的软化点增加最大，针入度则随SBS的浓度增加而减小，试验雷同普通沥青。
沥青延度与其流动能力有关，它取决于试验温度，SBS改性沥青不一定有较高的延度，因为较高温度时的延度跟不上基础沥青的延伸，所以延度不会由于增加聚合物而改善，但在较低温度时，基础沥青不不能承受大的延伸，而加入SBS改性沥青的延度则随聚合物的含量增加而增长，一般规定5℃延度不小于30CM。
5℃延度在工地操作时有一定难度，需配备低温延度仪，在无低温延度仪的情况下，应有一间配备空调的密封房间并备有冰柜；储备足够的冰块，以便降低水温。
操作时首先将浇好的试模连同盛水器一起放到冰柜至5℃。
达到要求的时间后，在同一时间内，经延度仪中加水并放置冰块调整至5℃，刚开始水温可稍低于5℃（4.5℃左右），再套上试模启动开关。
因延度仪每分钟走5CM左右。
SBS改性沥青5℃时延度基本在35CM～45CM之间，在室温较低的情况下（18℃左右）经过7～8分钟的试验过程中，水温不会产生太大变化，经多次试验的结果同样具有代表性。
改性沥青ppt课件
S
主要改善低温 加工工艺 （1）搅拌法 （2）溶剂法
SBR切片→与溶剂（二甲苯）溶胀→与液态沥青共混→回收溶剂
（3）母体法
用溶剂法制成橡胶母体（橡胶∶沥青=1∶4），施工时与沥青拌和
（4）胶乳法
直接加入法 预混法
S
用于稀浆封层，方法有三： ① 将胶乳与乳化沥青直接混合； ② 乳化已经制成的聚合物改性沥青； ③ 将聚合物胶乳、水稳定剂、乳化剂与沥青一起进入乳化
软化点增大（星型和线型的差别）; 延度有最大值（25℃，15℃，5℃）。 发展：为提高粘结力，开发了苯乙烯-异戊丁烯-苯乙烯三嵌段 共聚物(SIS)；为改善SBS的耐久性和耐老化性，开发了饱 和型SBS(即SEBS)。
S
2．SBR ——丁苯橡胶，世界上最先使用的改性沥青，我国较
早使用的改性沥青 1．难以加工，采用常规机械搅拌很难加工
改性沥青
S
道路中常用的改性 沥青及其特点
S
一、改性沥青概述
S 改性剂—指“在沥青
或沥青混合料中加入的 天然的或人工的有机或 无机材料，可熔融、分 散在沥青中，改善或提 高沥青路面性能的材 料”。
S 改性沥青—按照我国现行
《公路改性沥青路面施工技术 规范》（ＪＴＪ０３６）的定 义，改性沥青是指掺加橡胶、 树脂等高分子聚合物、磨细的 橡胶粉或其他填料等外搀剂 （外掺剂），并与沥青均匀混 合，使得沥青的性质得以改善 而制成的沥青混合物。
对低温改性越好，且越易于加工。 VA<5%则近于PE 常用VA为19%、28%
S
改性沥青选择
低温地区，宜采用针入度较大的沥青，选用低 温性能好的改性剂（如SBR等）；
高温地区，宜采用针入度较小的沥青，选用塑 料类（PE、EVA）或SBS等改性剂；
改性沥青
土木工程材料新技术及其应用
测力延度试验：
1976年，沥青路面铺筑技术协会出版的年刊首次把测力延度试验 介绍给沥青技术人员。在当时，人们用测力延度试验测定出沥青 胶结料在低温条件下延伸时对应的力来表征沥青胶结料的低温性 能。1985年，前沥青研究协会主任Dr.ScottShuler在他的论文中 对测力延度的试验方法进行修改,提高了试验精度，并主要用于改 性沥青。目前欧洲、美国以及南非都在加大力度对测力延度进行 深入研究。 测力延度试验是在进行沥青延度试验的同时测出所施加的力,与直 接拉伸(DirectTension,DT)试验相似.测力延度试验的设备并没有 特殊的要求,只需在普通的标准延度仪(附调温装置)上加装测力传 感器及数据采集系统即可.
土木工程材料新技术及其应用
我国聚合物改性沥青使用量
我国高速公路发展预测 我国改性沥青使用量预测
土木工程材料新技术及其应用
• 聚合物改性沥青的种类: 用于沥青改性的聚合物很多，主要有： 热塑性橡胶类： 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS) 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS) 苯乙烯-聚乙烯/丁基-聚乙烯（SE/BS)
土木工程材料新技术及其应用
SBS改性
土木工程材料新技术及其应用
聚合物改性沥青的特性： 粘度增加、高温稳定性增加 塑性增大、低温抗裂性提高 耐老化性能提高 聚合物改性沥青性能的评价: 常规指标：针入度、延度、软化点、粘 度、脆点、针入度比等 专用指标：弹性恢复、测力延度、粘韧 性试验、冲击板试验、离析试验等 用于混合料的指标：简支梁弯曲试验、动 态剪切试验、直接拉伸试验、压力老化试验、 约束温度应力试验等
土木工程材料新技术及其应用
• 道路工程常用的聚合物改性沥青 SBS改性沥青： 掺入3%~5%的热塑性橡胶SBS 沥青的针入度减小、软化点升高、50C延 度增大、弹性恢复增大； SBR改性沥青： 掺入3%~5%的丁苯橡胶SBR 沥青的延度大幅度增加，特别是低温延 度增加较大，软化点提高、粘韧性和韧 性增加，但耐高温老化性能较差；
改性沥青及其效果评价指标
改性沥青及其效果评价指标
所谓改性沥青，也包括改性沥青混合料，是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。
改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加人的天然的或人工的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中，改善或提高沥青路面性能(与沥青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料”。
改性效果的好坏，主要用改性沥青指标来进行评价，改性沥青的评价指标为：
(1)感温性指标：针入度指数(针入度)。
(2)低温性能指标：5℃延度和当量脆点。
(3)高温性能指标：60℃粘度、软化点与当量软化点。
(4)热稳定性(耐老化)指标：旋转薄膜烘箱试验。
(5)沥青粘弹效应指标：弹性恢复。
⑥沥青与集料握裹力指标：粘韧性试验。
⑦施工及安全指标：闪点、135℃运动粘度。
⑧离析指标：软化点差。
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测力延度试验
在普通延度仪上附加测力传感器，试模与沥青弹 性恢复试验相同，试验温度5℃，拉伸速度5cm /min， 传感器最大负荷≥100kg时，用x-y函数记录仪记录拉 力－变形曲线，评价改性沥青的性质。
改性沥青的技术要求
聚合物改性沥青的技术要求
SBS类（Ⅰ） Ⅰ-A ≥ ≥ ≥ ≥ ≤ ≥ ≥ ≤ ≥ ≥ ≥ 55 60 － 230 99 2.5 65 70
SBR类（Ⅱ） Ⅰ-D
36~60
PVE、PE类（Ⅲ） Ⅲ-A
>80
Ⅰ-B
80~100
Ⅰ-C
60~80
Ⅱ-A
>100
Ⅱ-B
80~100
Ⅱ-C
60~80
Ⅲ-B
60~80
Ⅲ-C
40~60
Ⅲ-D
30~40
-1.2 50 45
-0.8 40 50
-0.4 30 55
0 20 60
-1.0 60 45
-0.8 50 48 3 230 99 － － 5
第三节
改性沥青的技术要求
改性沥青的分类
改性沥青
高温稳定性 合成橡胶：SBR、CR、EPDM等 热塑性橡胶：SBS等 改善力学性能耐疲劳性 聚合物 热塑性塑料：PE、EVA等 废橡胶粉、废塑料 改性沥青 低温抗裂性 改善粘附性 抗剥落剂：金属皂（有 机锰等）、有机胺、消 石灰等 阻胺等 抗老化剂：受阻粉、胺 改善老化性 、石棉、木质素纤维等 矿物填料：碳黑、硫磺 调和沥青 掺加天然沥青（湖沥青 、岩石沥青、海底沥青 ）
-0.6 40 50
-1.0
-0.8 －
-0.6
-0.4
48
52
56
60
230 － 无改性剂明显析出、凝聚 － －
－
2.5
－
±1.0 55 25 60 20 65 15 50 30
±1.0 55 20 60 10 50
±1.0 55 － 58 60
常用聚合物改性沥青的技术特性
热塑性橡胶类改性沥青
SBS改性沥青的技术性质
沥青弹性恢复试验
采用延度试件拉伸10cm后停止，立即剪断，保持 1h，测量恢复率。对SBS类热塑弹性体改性沥青，弹 性恢复能力是显著特点，弹性恢复能力强，自愈性好。
改性沥青的非常规试验指标
沥青粘韧性试验
测定沥青在规定试验温度（25℃）和高速拉伸 （500mm /min）时，与金属半球的粘韧性和韧性。 见教材图2－31，ABCE所包围的面积表示粘韧性， CDFE包围的面积表示韧性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
改性沥青的评价指标
针入度 软化点 常规试验指标 延度 粘度
改性沥青离析试验 沥青弹性恢复试验 非常规试验指标 粘韧性试验 测力延度试验
改性沥青的非常规试验指标
聚合物改性沥青的离析试验
对SBR 、SBS类改性沥青，将试样放入规定的盛 样管中，在163℃烘箱中放置48h后，从沥青的顶部和 底部分别取样，测定其环球软化点来判定是否离析。 对PE、EVA类聚合物改性沥青，测定在135℃存放 24h过程中是否结皮、或凝聚在容器表面四壁的情况来 判定是否离析。
>100
种类 试验项目 针入度(25℃,100g,5s) 针入度指数 PI 延度(5℃,5cm/min)(cm) 软化点 TR&B (℃) 运动粘度(135℃) (pa· s) 闪点 （℃） 溶解度（％） 离析(软化点差) (℃) 弹性恢复(25℃)(%) 粘韧性 (N· m) 韧性 (N· m) RTFOT 质量变化 (%) 针入度比(25℃)(%) 延度(5℃,5cm/min)(cm) ≤ ≥ ≥ 50 30
基质沥青 47 25℃ 针入度(0.1mm) 15℃ 5℃ 针入度指数 PI 25℃ 延度(cm) 15℃ 7℃ 5℃ 粘度 (60℃) (pa· s) 粘度(135℃) (mm2/s) 101 24 4 0.0701 110 69 4 0.25 88.2 429.6 2 49 83 30 10 0.0459 40 150＋ 150＋ 117 128.6 569.4 薄膜烘箱试验后 残留针入度 (％) 延度(cm) 粘韧性 (N· m) 韧性 (N· m) 25℃ 15℃ 52.5 88 13 3.6 0.7 68.7 60 73 4.4 1.2 74.0 68 71 4.9 1.5 72.4 53 86 5.6 1.9 77.6 50 121 6.3 2.3 3 51 77 26 10 0.0443 58 150＋ 150＋ 125 158.4 669.4 性质 软化点 (℃) SBR掺量(占改性沥青的质量百分数) (％) 4 51 78 26 8 0.0494 53 150＋ 150＋ 150＋ 192.6 777.9 5 53 76 28 8 80.048611 61 150＋ 150＋ 150＋ 254.4 878.0
技术性质
针入度(25℃) (0.1mm) 软化点(℃) 延度(15℃) (cm) 当量软化点(℃) 当量脆点(℃) 回弹率(15℃) (％)
64 48 200 47.2 －8.6 14
-1.36 0.73 2.99 0.07 78.3 0.9
测力延度 (10℃)
常用聚合物改性沥青的技术特性
SBR改性沥青的技术性质
技术性质
基础 沥青 5％SBS的 改性沥青 星形 38 92 100 63.1 －16.7 78 线性 40 55 54 58.3 11.4 65 薄膜烘 箱试验 (163℃， 5h) 针入度指数 PI 拉力强度(MPa) 粘韧度 (N· m) 质量损失 (%) 针入度比 (%) 延度(5℃) (cm) 基础 沥青 5％SBS的 改性沥青 星形 +0.96 0.52 21.5 0.07 88.9 68 线性 +0.16 0.62 19.6 0.02 88.9 42
常用聚合物改性沥青的技术特性
EVA改性沥青技术性质(EVA掺量5%)
改性剂类型 基质沥 青 86 45.5 4.5 -1.8
EVA、VA (%) (MI, g/10min)
PE 30 (30) 54 60 8 -0.35 30 (5) 47 64 6.5 0.13 35 (40) 57 52 12 -0.45 52 52 4 0.82 68 50 70 0.73 SBR