天然沥青改性性能研究

天然沥青改性性能研究 科技信息0公路与管理 0SCIENCE&TECHNOIOGYINFORMATION2010年第19期 天然沥青改性性能研究 吴漯陶薇’杨彦昌 (1.漯河信运监理咨询有限公司河南漯河462:000;2.漯河市公路管理局河南漯河462000) 【摘要】本文介绍了天然沥青的形成与特点,阐述了天然沥青对的改性机理和路用性能,并指出它优于普通沥青的特性,是适合我国高等 级公路的良好沥青材料. 【关键词】天然沥青;石油沥青;路用性能;改性机理 0引言 伴随着我国经济的快速发展,高速公路的建设发展日益强大,交 通量和超载车辆的不断增加以及交通渠化行驶的影响.对沥青路面的 高温抗车辙能力,低温抗裂能力,抗水损害能力等各项性能也提出了 较高的要求.普遍使用的重交通道路石油沥青各项指标已经不能满足 路面的使用性能,已显现出不适应现代高等级公路的交通特点.在此 情况下,改性沥青凭借其较好的抗车辙性能,抗低温性能,抗水损害性 能等性能迅速发展.并取得良好的路用性能.目前,对基质石油沥青的 改性研究比较深入.对天然沥青的研究及使用的不多.对天然沥青进 行改性,用于路面的修筑,现出了良好的性能. 1天然沥青的特点 天然沥青又称地沥青或矿物沥青是石油在自然界长期受地壳挤 压并与空气,水接触逐渐变化而形成的,以天然形态存在的石油沥青, 其中常混有一定比例的矿物质.按形成的环境可分为湖沥青,岩沥青, 海底沥青,油页岩等.岩沥青是石油不断地从地壳中冒出,存在于山 体,岩石裂隙中长期蒸发凝固而形成的天然沥青.天然沥青有以下优 良特性特点:1)含矿物质.矿物质起到提高沥青软化点,耐磨性,增加 沥青模厚度,增大路面摩擦系数.2)天然沥青氮含量较普通沥青高,在 天然沥青中,氮元素以官能团形式出现,这种存在使天然沥青具有很 强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性,为碱性石料缺乏的地区修建 高等级沥青路面抗滑提供了新的技术手段.3)天然沥青具有很好的耐 候性,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.4)天然沥青不含蜡,在与基质沥青重组中一定程度遗传给基 质沥青,进而降低石蜡在沥青中的危害.5)粘附性强,抗水害性能好. 6)提高对燃油,微生物等侵蚀的抵抗能力. 2天然沥青改性机理的研究 天然沥青的改性是通过将天然沥青加入普通沥青中,由于温度与 小分子溶剂的共同作用,使得天然沥青这些分子量很大的胶束被破 裂,而破裂的胶束上暴露出的许多活性点立刻被普通沥青中的小分子 物质所填充,饱和,形成一种全新的组合,最终形成以天然沥青大胶束 分子为中心.普通沥青小分子填充,包围的新的方式.结构改造后的分 子量越大.活性越高,则这种改造程度就越明显,得到的改性沥青技术 性能也就越优越.天然沥青除分子量大外,它在基础沥青中的分散度 也影响它改性的效果.因为对于天然沥青这种胶体而言,高活性大分 子量的核心.以及高含氮量及官能团侧链极性较强,都极大地增强了 所吸附的胶质及油分的稳定性.以上原因,共同造就了天然沥青对基 础沥青改性的良好特性. 3天然沥青混合料的优点 天然沥青的分子量很大.其具有更多的是凝胶体而不是溶胶结 构.与普通石油沥青掺配形成的混合沥青呈溶一凝胶结构,胶团之间相 互有一定的吸引力,油分分散在胶团形成的空间网格结构中.天然沥 青混合具有以下特性: 用相同集料,级配制成马歇尔试件进行试验.实验结果表明密度, 空隙率大小不是很明显,但是马歇尔稳定度比不改性或者SBR改性 的要高许多.同时流值也比较大.尽管马歇尔稳定度与高温稳定性的 相关性不是很好,但稳定度的增加不能不认为是对高温稳定性的贡 献.进一步通过车辙试验,能更好地证明沥青混合料高温稳定性的提 高.国内外研究表明,马歇尔稳定度试验主要是用于确定沥青混合料 配合比设计的最佳沥青用量和施工质量管理,并不能很好的反映材料 的抗车辙能力. 水稳定性能是指沥青混合料的水稳定性是指抵抗受水侵蚀后逐 渐产生的沥青膜剥落,掉粒,坑槽等破坏的能力.沥青混合料在泡水的 情况下强度降低越小,说明其水稳定性越好.采用浸水马歇尔试验和 冻融劈裂试验两种方法来评价天然改性沥青混合料.两项指标都高出 规范值几个百分点,这说明天然沥青对提高水稳性也有显着效果. 为评价其低温性能,通过低温弯曲试验和通过冻融劈裂试验也证 明,用天然沥青改性后,劈裂强度与SBR改性的值相比,绝对值提高 40%左右 4天然沥青改性的发展前景 天然沥青的改性,改性:1:艺简单方便,不需要专用改性设备,能耗 少,成本低.抗水损害和抗车辙能力强.可用于重载交通量大的地方公 路表面层和动稳定度要求较高的高速公路中面层或者面层.港海底隧 道,青马大桥,江阴大桥,等都使用天然改性沥青,大大提高了道路的 路用性能使用寿命相应的延长.相信在不远的将来,伴随着公路事业 的不断发展以及超载车辆的不断增加,天然改性沥青的发展前景将会 更加的广阔.《 【参考文献】 [1]公路沥青路面施工技术规范,JTGF40—2004[S]. [2]王建林,杨仲元天然沥青的改性机理及路用性能研究.山西建筑,Vo1.32, No19.2006年l0月. [3]沈金安.特立尼达湖改性沥青的性能『J1_国外公路,Vo1.20,No.3,2000年6月 [4]赵庆国.用天然沥青改善沥青路用性能的研究『J1.中国公路. [5]王琪.TLA改性沥青的研究和应用川.石油沥青,Vo1.20,No.5,2006 年1O月 [6]沈金安.特立尼达湖沥青及其应用前景『J1.国外公路,v0】.2O,No.2,2000年4 月. 作者简介:吴漯(198212一),漯河信运监理咨询有F~-’2-司助理I程师. 陶薇(1983.9一),漯河信运监理咨询有限公司助理I程师. 杨彦昌(19831一),河南省漯河市公路管理局师. [责任编辑:王静] (上接第309页】评定尚未完成等不规范行为,要下大力气改变到整个 工程快要完工时,才来做监理评定质量的做法错误做法. 5结语 自中国加入WTO以来,越来越多的国外监理单位,承包商进人中 国的建设工程市场.它需要政府和有关部门的政策,措施上予以 大力支持,才能实现国家在基本建设中大力推行工程建设监理的初 衷.所以我们面对竞争的同时,更应该留心学习国外先进的管理经验, 规范并健全我国建没工程,是我国工程监理管理尽快的真正 的与FIDIC管理模式接轨,适应我国建设工程市场的特殊需要,为改 革开放的深入进行做出积极贡献.《 [责任编辑:曹明明] 331