试述几种改性沥青的性能比选与应用

【摘 要】改性沥青用于道路工程已有几十年的历史了，现有数百种聚合物可以用来改变沥青的性质，而其中有一些种类在我国工程建设方面得到了实践的检验，取得了明显的路用性能，像SBS、SBR、EVA、PE等改性剂在我国应用比较普及。本文通过对SBS、SBR、EVA、PE等改性沥青的试验数据研究及综合查阅了各类相关资料，对几种常见的改性沥青的特点进行了总结，并提出了结合不同的工程条件对改性沥青的选择应用，从而达到全面提高沥青路面的使用功能和经济寿命的目的。

【关键词】日改性沥青;性能;比较;选用

一、改性沥青的性能的对比

为了弥补沥青本身某种性能的不足或缺陷在基质沥青内掺加部分改性剂，从而满足沥青混合料的结构功能和使用功能，这种改性后的沥青称作改性沥青。不同的改性剂种类都有其固有的特性，通过理论研究和实际应用，改性剂的使用比例也发生不断变化。在二十世纪八十年代初开始广泛使用过EVA改性剂，而八十年代中后期人们已探索和认识到SBS的优良性能，世界上大部分国家曾使用过的EVA逐渐被SBS替代，各方面资料汇总统计来看SBS占40%，EVA占20%，SBR占14%，通过对各种不同改性沥青进行了一系列的试验比较，得出数据如下表示：从以上三个表各项指标情况进行分析判断结论如下：

1、从针入度综合指数PI来看，SBS的PI指数增大特别显著，其次是EVA改性沥青，PE则排在第三，SBR有所增加但随着改性剂用量的增大反而降低。

2、对温度的敏感性，SBS改性剂使其软化点提高最大，第二则是SBR改性沥青，而PE与EVA改性沥青大体相近，从表中不难看出3%的SBS改性剂掺入量基石上达到了6%的PE或EVA改性剂的同样效果。而在60℃粘度指标中SBS改性沥青增加最多，其次则是PE、EVA两种改性沥青，3%的SBS改性沥青则可以达到6%的PE改性沥青效果。但对于EVA和SBR两各改性沥青而言则效果不是太明显。

3、弹性恢复能力，PE改性沥青几乎没有什么变化，EVA改性沥青有一定的恢复效果，而SBS改性沥青的弹性恢复能随着剂量的增加恢复增大，从表面中可以看出8%EVA改性剂沥青弹性恢复仅相当于2～3%的SBS改性沥青。

4、低温抗裂性能：从5℃延度试验指标显示，随着改性剂掺入量的增加，PE改性沥青的延度反而降低，EVA改性沥青则表现刚开始有所增加，但随着剂量的增加其延度反而降低。但SBS改性沥青随着剂量的增大延度也不断增大，显示出了SBS改性沥青低温时特别好的延度。

从以上四个方面进行分析比较，无论是从SBS改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性能、弹性恢复性能，还是从温度敏感性来看，SBS改性沥青均表现出很特别的优势，是PE和EVA几种改性沥青所无法比拟的。PE改性沥青仅在高温稳定性方面展现出比较好的效果，但与SBS改性沥青所还存在着较大差距。EVA改性沥青虽然在低温延度性能与PE改性沥青略强些，但在高温稳定性方面则还不如PE改性沥青。我们很容量判断SBS改性沥青性质比较优越。

二、改性沥青的选用

由于以往的基质沥青在修筑路面时往往存在许多缺陷如高温稳定性差容易产生变形或推移，有的则表现低温抗裂能力低，使用不到两年路面纵横交错的裂缝随处可见等，为了改善路面某种性能采用改性添加剂来提高路面质量是目前世界各国普遍采用的一种方法，随着我国整体经济实力的提高，由过去的单一研究，试验路段转变为主要路段，特殊功能的需要而采用改性沥青混合料修筑，然而众多的改性沥青究竟选用哪一种好，怎样进行判断，应有科学的态度，事实上工程上选择改性剂品种和剂量是一种技术性很强的工作，不能简单的讲，使用某一种改性沥青就一定好或一定不好。因此，应遵循下列原则：

1、根据不同的荷载条件

不同的道路所承受的汽车何载不尽相同，对以载重为主要运输对象的高速公路、一级公路运煤、运矿料主干线、汽车二级专用路，主要港口贸易聚散地陆地通道，机场跑道等主要载重性为目的，其抗车辙、抗路面推移和拥包等永久变形就显得特别重要，那么，在众多改性沥青品种中可以重点挑选SBS﹑PE﹑EVA等改性剂作为改性沥青。而一些汽车旅游专用线路等专供轻型车辆通行的道路，产生车辙拥包的可能性则相对较小，而主要考虑行车的舒适性和气候条件，其抗裂性能要求则是重点，因此在选用改性沥青时则宜采用SBS﹑SBR等改性剂。

2﹑根据不同的地域和气候条件进行选择

我国地域十分辽阔，不同的地区气候条件也很大的不同，冬季海南平均气温15°C以上，而我国黑龙江最冷的季度平均零下20°C以下。而新疆的吐鲁番地区，夏季与冬季极端气温温差在65°C以上，江南地区降雨在1000mm以上，而我国西北部则干旱少雨，由于这些自然条件所形成的特殊气候现象，因此我国“八五”国家科技攻关专题《道路沥青及沥青混合料路用性能研究》根据气温、雨量等指标提出了我国沥青路面使用的性能的气候分区，而且对不同的气候区域提出了沥青使用的技术要求。对改性沥青而言也是一样的原理。因为不同的改性剂在改性效果方面也是不同的，有很大的区别，因此改性剂所起的改性作用必须符合当地的气候条件，这样才能达到预期的效果。对我国许多内陆地区而言，华北，中南、西北地区夏季炎热，冬季寒冷，高低温要求都比较高，那么选择SBS改性沥青就能兼顾两方面的因素了，SBS改性剂应该是首选材料，而对低温寒冷的东北地区而言低温抗裂性能则要求比较高，那么选择SBS改性沥青或SBR改性沥青则是比较合适的。但就南方夏季炎热地区，海南、福建、广东、广西而言，高温稳定性要求就比较高，那么SBS、PE、EVA三种改性沥青均可作为选择的对象。

3、根据现有的加工能力进行选择

不同的改性剂加工成改性沥青其工艺也不一样，有的简单有的比较复杂，SBR胶乳可以采用直接加入法，而对于SBS、PE、EVA改性剂则必须采用高速剪切，胶体磨、混炼等特殊加工方式，才能达到分散均匀的目的。使用者根据实际情况选择适宜的加工方式，见下图。