CN102994037A

CN102994037A - 一种道路用改性沥青灌缝胶

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Publication number: CN102994037A
Application number: CN2011101932866A
Authority: CN
Inventors: 赵金叶; 何广胜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-03-27

Abstract

一种道路用改性沥青密封胶，白炭黑对SBS改性沥青灌缝胶性能的影响，通过对SBS白炭黑复配改性沥青基本性能的测试，研究了不同用量的白炭黑对SBS改性沥青性能的影响。结果表明：3％白炭黑的加入量使SBS改性沥青的5℃延度略有下降，当量脆点(T1.2)值下降；3％炭黑加入提高了SBS改性沥青的高温性能及感温性。

Description

一种道路用改性沥青灌缝胶

所属技术领域

本发明是一种路面养护材料，尤其用于沥青路面等的灌缝材料，是路面养护材料中的先进技术。

技术背景

目前，中国公路发展迅速，通车里程也在随之增加，公路养护行业的任务非常艰巨，路面开槽灌缝技术是养护行业中的重要手段。灌缝用的灌封胶层出不穷，现在市场上所用的灌封胶通常采用改性沥青高分子聚合物材料，在高温时，灌封胶可能出现融化流淌，低温时，灌封胶可能出现脆裂等现象，抗老化能力不强。为了解决上述技术问题，就需要我们研究出性能更加可靠的灌封胶。

发明内容

本发明是在SBS改性沥青灌封胶中加入白炭黑，来改善沥青的高温性能，低温性能及抗老化性能的一种新型道路用改性沥青灌封胶。

白炭黑学名沉淀水合二氧化硅，主要成分是Sio2：，具有粒径小、比表面积大、密度小等特点，使它不同于普通的矿质填料而成为沥青的增强剂。白炭黑可以改善沥青的高温性能、低温性能和抗老化性能。根据白炭黑的特点，尝试将SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物)与白炭黑进行复配制得改性沥青，研究了不同用量的白炭黑对SBS改性沥青性能的影响。

白炭黑对SBS改性沥青灌缝胶性能的影响，通过对SBS/白炭黑复配改性沥青墓本性能的测试，研究了不同用量的白炭黑对SBS改性沥青性能的影响。结果表明：3％白炭黑的加入量使SBS改性沥青的5℃延度略有下降，当量脆点(T1.2)值下降；3％炭黑加入提高了SBS改性沥青的高温性能及感温性。

a)综合考虑SBS/白炭黑复配改性沥青的各项性能指标，选择白炭黑的加入量为3％时为最佳。

b)3％白炭黑的加入使SBS改性沥青的软化点、T800有所提高，高温性能得到改善。

c)3％白炭黑的加入使SBS改性沥青的5℃延度略有降低、T1.2值下降，白炭黑对低温性能的影响有待进一步分析。

d)3％白炭黑的加入使SBS改性沥青的PI值增大，沥青的感温性得到改善。

附图说明

图1是白炭黑对沥青软化点的影响

图2是白炭黑的含量对改性沥青T1.2的影响

图3是白炭黑的含量对该项沥青5℃延度的影响

图4是白炭黑的含量对不同含量SBS改性沥青T1.2的影响

图5是白炭黑的含量对不同含量SBS改性沥青PI值的影响

具体实施方式：

1试验部分

1.1原材料

沥青：滨州AH-90。主要性能指标：软化点45.3C，针入度99.31/10mm(0.1mm，25℃，100g，5s)，15℃时延度大于100em，5℃时延度为9.8cm。

白炭黑：外观白色无定型粉末。主要性能指标：Sio2含量大于90％，pH值5.5-5.8，比表面积130m²/g，灼烧减量6.56％，吸油值2.90观点cm3/g，平均粒径12.68um，紧堆密度0.36g/em3。SBS：外观白色棒状。牌号4304(S/B-30/70)，燕山石化公司产品，星型，相对分子质量约28万分子量，密度为0.94g/crn3。

1.2试样制备

将不同质量百分比的白炭黑和SBS同时加入到熔融的沥青中，在恒温(190C)的条件下，利用高速剪切搅拌乳化机，在5500r/min左右的转速下进行搅拌30min，制得SBS/白炭黑复配改性沥青。

1.3改性沥青性能测试

改性沥青的软化点、针入度、延度的测试依据T 0606-2000、T 0604-2000、T 0604-1993进行。软化点是沥青抵抗高温流淌性能的反映。一般来说，软化点高，意味着等粘温度高，沥青抵抗高温抗剪切变形能力好，可以保证在较高的环境温度和有车辆行驶的条件下，沥青路面不易产生形变。

“八五”攻关成果以当量软化点作为评价沥青结合料高温性能的指标，它取代软化点的原因是由于沥青中蜡的存在使得软化点的测定可能出现偏差。一般来说，T800越高，反映高温性能就越好。

沥青的延度表示沥青在一定温度下拉伸至断裂前的变形能力。一般来说，沥青的延度高，沥青的低温变形能力大，沥青路面不易开裂。

“八五”攻关成果以T1.2作为评价沥青结合料低温性能的指标之一，也是为了避免沥青中蜡含量的影响。一般来说，TI.2值越低反映沥青低温性能越好。

道路沥青的感温性是沥青性能的核心指标。它反映沥青的性能随温度变化的敏感程度，常用针入度指数(pl)来衡量，一般在-2.0-+2.0范围内，pI值越大，沥青性能对温度的变化越不敏感。

2结果与分析

SBS/白炭黑复配改性沥青性能的测试结果见表1。

表1SBS/白炭黑复配改性沥青性能的测试结果

2.1白炭黑含量对高温性能的影响

2.1.1对软化点的影响

由图1可知，复配改性沥青的软化点随白炭黑用量的增加，先升高后降低，且上升幅度大于下降幅度。从软化点提高的角度看，复配改性沥青中白炭黑的最佳加入量为3％，且加入3％白炭黑的SBS改性沥青的软化点要高于相应未加白炭黑的SBS改性沥青的软化点，说明3％白炭黑的加入能显著提高改性沥青的软化点，反映改性沥青在高温时具有较好的抗剪切变形能力。

2.1.2对T800的影响

由图2可知，复配改性沥青的T800随白炭黑用量的增加先升高后降低。3％白炭黑的加入量时，T800取得峰值，且3％白炭黑复配改性沥青的T800均高于相应未加白炭黑的单一SBS改性沥青的T800。说明3％白炭黑的加入量提高了复配改性沥青的T删值，反映高温性能得到改善。从图1和图2可见，白炭黑的用量对复配改性沥青的软化点和了80。的影响趋势大致相同。这是由于在复配改性沥青体系中，沥青中一部分与SBS相互作用力非常大的软沥青组分逐步进入SBS中对其溶胀，另一部分与SBS相互作用力比较大的组分则吸附于SBS微粒的表面形成界面吸附层，沥青中软沥青组分是有限的，导致沥青质与改性剂之间展开争夺软沥青组分的竞争，最终达到一种新的胶体结构平衡。而白炭黑一方面作为一种多孔性填料，比表面积大，为此它具有很强的附着能力，能够改善界面吸附层的结合强度，大幅度降低沥青的流动性，增加流变阻力；另一方面，白炭黑分布于沥青中后相当于悬浮体系，减少了体系的有效流动体积，所以随白炭黑用量的增加，复配改性沥青的软化点和了，s0。呈上升趋势，当白炭黑量达到3％时，软化点、T800达到峰值。随着白炭黑量进一步增加为5％时，白炭黑与SBS的结合越强，使SBS分散越困难，分散颗粒越大，颗粒数量减少，从而使软化点、T1.2呈下降趋势。所以白炭黑的加入量为3％时，可使复配改性沥青的软化点、T800得到明显改善，反映改性后沥青在高温时具有较好的抗剪切变形能力。

2.2白炭黑的含量对低温性能的影响

2.2.1对延度的影响

由图3可知，复配改性沥青的延度随白炭黑含量的增加，先升高后降低。3写白炭黑的加入量时延度取得峰值，且白炭黑的加人使复配改性沥青的延度不同程度的低于未加入白炭黑的单一SBS改性沥青的延度：3％SBS+3％白炭黑与3％SBS相比延度基本保持不变；4％SBS+3％白炭黑与4％SBS相比延度下降3cm；5％SBS+3％白炭黑与5％SBS相比延度下降2cm；6％SBs+3％白炭黑与6％SBS相比延度下降2cm。这是由于SBS改性沥青在低温下整体变形由SBS相内形变、SBS相间形变和沥青相三者形变共同决定，低温下SBS相内形变是形变的承载主体，白炭黑的加入使SBS相内分子链段、链节自由移动程度降低，使SBS粒子的延伸性作用得不到充分发挥，导致加入白炭黑后的SBS改性沥青的延度整体下降，但3％白炭黑的加入量时延度下降程度相对最低。

2.2.2对T1.2的影响

图4为SBS的量一定，不同用量的白炭黑对改性沥青了T1.2的影响。由图4可知，复配改性沥青的T1.2随白炭黑的增加，先下降后升高，3％白炭黑时T1.2达到最低值。当SBS的含量较少时(3％或4％)，3％白炭黑的加入可以明显降低相应单一SBS改性沥青的T1.2。这是由于白炭黑促进SBS与沥青间形成较强的界面吸附层，界面吸附层在应力作用下可以吸收导致微裂纹增长的能量，抑制微裂纹尖端的扩展；当SBS含量为5％时，加入3％白炭黑的SBS改性沥青的T1.2值比未加入白炭黑的高；当SBS含量为6％时，加入3％白炭黑的SBS改性沥青的T1.2值与未加入白炭黑的改性沥青相差不多。所以3％白炭黑的加入可以降低复配改性沥青的T1.2，反映低温性能得到改善。

图4白炭黑的含量对改性沥青T12的影响从5℃延度分析，3％白炭黑的加入使SBS改性沥青的延度有所降低，反映低温性能下降；从T1.2分析，3％白炭黑的加入时SBS改性沥青的T1.2值下降，反映低温性能提高。从这两方面得到的结论是矛盾的，这主要是由于沥青材料的低温性能是由多个因素综合影响的。要获得低温性能良好的沥青材料，就必须要有较高的强度和较大的变形，但这二者对材料来说，不可能同时增大，这就说明不能采用一种指标来评价，即不能说沥青混合料在低温时破坏强度大，或者应变大，其低温抗裂性就好。白炭黑改性沥青的低温性能有了明显改善。

2.3对感温性能的影响

图5为SBS的量一定，不同白炭黑的加入量对改性沥青PI的影响。由图5可知，复配改性沥青的PI值随白炭黑含量的增加，先升高后降低，即白炭黑的加入量为3％时，复配改性沥青的PI值最大。3％SBS+3写白炭黑的PI值明显高于3％SBS，4％SBS十3％白炭黑的PI值也明显高于4％SBS，5％SBS+3％白炭黑的PI值与5％SBS的相差不多，6％SBS+3％白炭黑的PI值与6％SBS也相差不多。说明3％白炭黑的加入可以改善沥青的性能对温度变化的敏感性。

Claims

1.一种道路用改性沥青灌缝胶其主要特征在于，在SBS改性沥青灌缝胶中加入3％的白炭黑。