改性沥青在沥青混凝土中的应用
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摘要：沥青改性的机理在于“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等措施，改善沥青或沥青混合料的某些性能，从而提高沥青路面的使用性能，延长路面的使用寿命”。常用的改性剂为高聚物改性剂，如SBS、BSR、PE、EVA等。
1 国内外改性沥青技术的研究现状
在20世纪60年代就开始使用硫磺改性的渣油进行路段的试验铺筑。但由于当时我国交通发展停滞落后，对改性沥青的应用和研究发展缓慢。进入20世纪80年代以后，特别是上世纪90年代以来，随着公路的进化尤其是高速公路的蓬勃发展，我国改性沥青技术得到了广泛的应用。
鉴于改性沥青其出色的技术和经济性能，使其在道路工程上大规模的应用，因此改性沥青有很强的工程适用性。
从国内外的使用经验可以发现，优质的改性沥青能改善沥青混合料的路用性能，有效的延缓或防止路面损坏的发生，从而延长了路面的使用时间。
2 改性沥青的分类
从改性沥青的概念可以得出，制备改性沥青的方法有两种：一种是化学方式的改性，另一种是物理方式的改性。现阶段我国道路施工使用的改性沥青设备，大部分采用现场加工的方式，属于物理方式改性。
关于改性沥青的分类目前并没有统一的标准。从广义划分，根据目的不同所采取的改性沥青和改性沥青混合料技术可以分成如下几种：
（1）掺加改性剂的改性沥青，改性剂可以改善力学性能、改善粘附性、改善耐老化性。改善力学性能可以提高材料的高温稳定性、抗疲劳性、抗低温性等特征。而改善力力学性能部分主要又分为橡胶类（如SBR、EDFM）、热塑性橡胶类（如SBS）、热塑性树脂类（如PE、EVA）。
（2）物理改性。物理改性分为三类：矿物填料（如碳黑、硫磺、石棉、木质纤维等）、玻璃纤维格栅、废橡胶粉。
（3）调和沥青。一般调和沥青掺假天然沥青，如湖沥青、岩石沥青、海底沥青等。
（4）通过沥青工艺制造的改性沥青。包括半氧化沥青、泡沫沥青等。
3 常用改性剂
3.1热塑性橡胶类
热塑性弹性体就是一般所说的热塑性橡胶类改性剂，主要是苯乙烯类嵌段共聚物，如苯乙烯-聚乙烯/丁基-聚乙烯（SE/BS）、苯乙烯-异戊二稀-苯乙烯（SIS）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）等嵌段共聚物，由于它同时拥有树脂和橡胶两类改性沥青的性质与结构，故也称为橡胶树脂类。SBS由于具有良好的弹性（裂缝的自愈性和变形的自恢复性），既能提高沥青的低温抗裂性，增强沥青与石料间的粘附性，，同时能改善沥青的高温稳定性，因此己成为目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂，常用于路面沥青混合料。SE/SB则用于抗氧化、抗高温变形要求高的层面和路面，SIS主要用于热熔性粘结料。
3.2 树脂类即热塑性树脂
如无规聚丙烯（APP）、聚氯乙稀（PVC）、聚苯乙烯（PS）、乙烯一乙酸乙烯酷共聚物（EVA）、聚乙烯（PE）、聚酞胺等。该类改性剂主要提高沥青的高温性能，但与石料的粘附性较差。
3.3橡胶类
橡胶类的改性剂包括乙丙橡胶（EPDM）、丙稀睛丁二烯共聚物（ABR）、异丁稀异戊二稀共聚物（IRI）、苯乙烯异戊二稀橡胶（SRI）、丁苯橡胶S（BR）、丁二苯橡胶（BR）、氯丁橡胶C（R）、天然橡胶N（R）、异戊二稀（IR）等，还有氟橡胶（FR）硅橡胶（SR）等等。其中SBR是世界上应用最广泛的改性剂之一， 尤为常见的是它以胶乳形式的使用。氯丁橡胶（CR）具有极性，常掺入煤沥青中使用，已成为煤沥青的改性剂。该类改性剂主要能改善沥青的低温性能，提高沥青的低温抗裂性，适用于北方寒冷地区气候。
4 SBS改性沥青混凝土路面结构设计
沥青混合料一般由、砂、矿粉、沥青、碎石及添加剂组成，沥青混合料的路用性能主要依赖于沥青胶浆的粘聚力和集料的内摩阻力。
沥青混合料的路用性能主要体现为混合料的耐疲劳、抗老化性能、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及表面服务功能等，其中， 抗老化性、水稳定性及耐疲劳为耐久性。沥青混合料各性能综合评价是依赖于沥青路面质量的好坏，然而沥青混合料各方面性能之间又是相互矛盾的，因此，沥青混合料的设计应在各性能之间最优化设计，争取各种矛盾在尽可能长时间内达到平衡。
5 SEAM 沥青混凝土研究
5.1 SEAM 沥青混凝土面层施工质量控制
造就高品质路面的根本是优越的原材料，而良好的施工质量控制及施工工艺是工程取得高效率及高质量的前提。因此在SEAM 沥青混凝土路面施工过程中，应根据路面施工质量控制的管理要求，实行严格的目标管理、工序管理与责任制度，建立健全有效的质量保证体系。对施工各阶段的质量进行控制、检查、评定，确保施工质量的稳定性，达到所规定的质量标准。总体上，SEAM 沥青混凝土面层施工质量控制总体来说分为施工过程中工程质量及原材料质量控制控制两方面。
5.2 SEAM 沥青混凝土
沥青是一种碳氢化合物，化学成分及其复杂，通过试验分离方法可以将它分为四个组分，即沥芳香分，青质，胶质，饱和分组成。沥青在现代胶体结构理论中被定义为一种胶体体系，沥青质拥有高分子量，与极性半固体的胶质相互吸附，形成胶团，根据不同的组分，在一定温度条件下所呈现出不同的胶体状态，可将沥青的划分为3 种胶体结构，即溶凝胶型结构，凝胶型结构，溶胶型结构。体现的是因沥青的组分不同对沥青的胶体状态起到决定作用的不同。对沥青的胶结状态的数值反应我们将之称为沥青的物理力学性能指标，主要有沥青的低温延度、高温稳定性、感温性等方面相关的指标，这些指标是沥青在路用使用上的控制指标，同时也是沥青的在路用性能方面的评价指标。
6 改性沥青混合料的碾压
鉴于改性沥青混合料高温时有较高的稳定性，碾压应紧跟在摊铺机后面进行，以确保在规定的碾压温度范围内碾压成型。由于改性剂的聚合物提高了沥青的软化点，所拌混合料比一般沥青混合料更加坚硬，压实温度与压实质量有直接关系。改性沥青的粘稠度使它会粘附于与之接触的物体，如运输车辆、存储仓壁、摊铺机，特别是压路机碾压时容易粘轮。正确的控制方法是施工时往光轮压路机的水厢中加洗衣粉搅拌均匀，碾压时严格控制喷水。胶轮压路机应用洗衣粉涂抹在轮胎上，确保压实路面的质量。碾压作业时，分初压、复压和终压三个阶段施工，对碾压段落应作出明显标注，现场调度、管理要安排专门的人员负责，严格遵守碾压操作的工序。每道碾压工序要在规定的温度下完成，而由于上面层施工时土路肩硬化、路缘石安装工作都已完成，碾压温度则是用数字式显示插入式热电偶温度计从边上插入量取实际施工时的温度，复压温度和碾压终了温度的准确量取有一定困难，一方面由于面层薄，温度取不准确，温度计的频繁插入容易影响路面的平整度，所以施工时在保证压实度的前提下尽量缩短碾压时间则显得尤为重要。
参考文献
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