排水路面用高粘度改性沥青的研究与应用

1896192019872006排水路面用高粘度改性沥青的研究与应用排水路面用高粘度改性沥青的研究与应用王仕峰中国上海2010.3.16-318世博排水路面论坛世博排水路面论坛目录目录高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青定义、背景高粘度改性沥青的制备原料、工艺高粘度改性沥青评价和标准结构、性能高粘度改性沥青的应用致谢高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青简介定义60℃粘度20000Pa.S60℃粘度对比基质沥青改性沥青高粘沥青200左右2000左右20000以上(Pa.S)高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials-20℃60℃高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青简介高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials排水路面对胶结料的要求排水路面对胶结料的要求半有效空隙有效空隙无效空隙表1.排水沥青路面所要求的沥青性质项目排水沥青的要求性质沥青的性质骨料的抗飞散性为保证混凝土的稳定性，必须将骨料高强度粘接使用粘韧性高的沥青耐候性由于空隙率高，易受阳光和空气老化，必须提高沥青膜的厚度使用耐侯性好和可提高膜厚的高粘度沥青耐水性由于路面结构浸透雨水，必须保证耐水性（抗剥离）使用粘附性高的沥青耐流动性用于高温地区的重交通时，防止路面出现车辙使用软化点高或高粘度沥青高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青简介高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials国外研究应用概况20世纪60-80年代基质沥青-耐久性差20世纪80年代：欧洲PE、SBS和EVA改性沥青，纤维。美国、法国-橡胶沥青。20世纪80-90年代：日本改性沥青Ⅱ型+纤维，90年代后期高粘度改性沥青成功应用至今：寒冷地区，重载，交叉路口用系列高粘度改性沥青排水路面在日本发展排水路面在日本发展高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青简介高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials国内研究应用概况20世纪80-90年代：排水路面开始室内研究（基质沥青和普通改性沥青）2000年后：试验段开始韩国SK、日本东亚道路成品高粘度改性沥青在浙江地区应用上海、广东等发达地区开发研究日本大有建设TPS直投料在上海、陕西、江苏和重庆等地区的推广应用上海浦东建设RST直投料在上海、江苏、山东等地区的应用世博道路应用-标志成熟RST和高粘度沥青标准RST和高粘度沥青标准施工工法和作用机理施工工法和作用机理工法“多孔隙排水降噪沥青路面工法”国家级工法，上海市级工法机理微观宏观180℃干拌5秒钟180℃干拌8秒钟181℃干拌10秒钟182℃干拌15秒钟上海浦东路桥建设股份有限公司RST直投式改性剂的干拌历程z干拌第5秒RST已完全软化，但未完全熔融。z干拌第8秒呈现朦胧的红色，但RST液膜厚度尚未均匀。z干拌第10秒，集料表面已完全为红色覆盖，RST液膜薄而匀。z干拌第15秒与干拌第10秒的状态无明显差别。加入沥青后的湿拌历程上海浦东路桥建设股份有限公司z湿拌第40秒改性剂网状的粗细尺寸≤1.6μm，40秒后变化不明显。第20秒第25秒第30秒第40秒第35秒目录目录高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青定义、背景高粘度改性沥青的制备原料、工艺高粘度改性沥青评价和标准结构、性能高粘度改性沥青的应用致谢高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高粘度改性沥青的制备-原料高粘度改性沥青的制备-原料基质沥青选择：同普通SBS改性沥青—中东原油基沥青较佳泰州沥青SK沥青60℃粘度达10倍改性剂选择：主剂：SBS、SIS（为主）,SBR,EVA和复配等辅剂：偶联剂、抗老化剂、稳定剂和增容剂等高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高粘度改性沥青的制备-工艺高粘度改性沥青的制备-工艺成品高粘度改性沥青关键：相容性（贮存稳定性）、流变性（60℃粘度高、135℃粘度低的矛盾）优点：质量易测、易控缺点：价格高、老化、耗能和运输难（135℃粘度大）等高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高粘度改性沥青的制备-工艺高粘度改性沥青的制备-工艺直投式高粘度改性剂关键：分散性、相容性，工艺控制。优点：老化少，性能控制灵活。高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials表2.直投式改性剂的优点和效果优点效果加工容易容易分散，不需高剪切即能很快在沥青中分散，分散加工温度低（小于180oC），对沥青和聚合物性能损坏小。软化点高；60℃粘度高高温性能优异，可用于桥面铺装、排水路面等功能性路面。优异的粘合力；石料间凝聚力大；抗剥离性强石料不易飞散，抵抗水损害。与石料、基质沥青在拌和过程中混合，造价低省去改性沥青加工、贮存、运输等烦琐过程。目录目录高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青定义、背景高粘度改性沥青的制备原料、工艺高粘度改性沥青评价和标准结构、性能高粘度改性沥青的应用致谢高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高粘度改性沥青评价和标准高粘度改性沥青评价和标准结构评价连续相网状结构、形态a)普通改性沥青b)高粘度改性沥青(日沥)c)12%RST高粘度改性沥青结构评价c)浦东路桥高粘度改性沥青结构12%RST改性沥青（70号）d)浦东外环线胶浆结构2006铺设，2009.3取样高粘度改性沥青评价和标准高粘度改性沥青评价和标准性能评价针入度软化点延度闪点薄膜烘箱老化试验粘韧性60℃动力粘度与SBS改性沥青相比的标准：135℃动力粘度？贮存稳定性?延度的温度粘韧性粘韧性粘韧曲线类型粘韧性（N.m）韧性（N.m）SBS改性沥青1611高粘度改性沥青3122SBS改性沥青和高粘度改性沥青粘韧性对比60℃动力粘度60℃动力粘度真空毛细管（日本、公路院、浦东建设等）旋转粘度计（江苏交科院）动态剪切流变仪（同济大学等）外推法（武汉理工大学等）动态剪切流变仪法真空减压毛细管法布洛克菲尔德粘度计法高弹性流体135℃动力粘度135℃动力粘度020406080100120050010001500200025003Pa.S？剪切变稀析漏压实次数3SMA6基质沥青SBS改性沥青高粘度改性沥青粘度/cp转速/rpm5Pa.S高粘度改性沥青的150℃下的剪切变稀行为高粘度改性沥青标准高粘度改性沥青标准日本标准我国标准（135℃粘度，成品-贮存稳定性，60℃粘度50000）表3.日本高粘度改性沥青的标准试验项目标准性质针入度（25oC）1/10mm40软化点oC80.0延度（15oC）cm50闪点oC260薄膜加热重量变化率%0.6薄膜加热残留针入度%65粘韧性N.m20韧性N.m1560oC粘度Pa.s20000目录目录高粘度改性沥青简介高粘度改性沥青定义、背景高粘度改性沥青的制备原料、工艺高粘度改性沥青评价和标准结构、性能高粘度改性沥青的应用致谢高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高粘度改性沥青在排水路面中应用高粘度改性沥青在排水路面中应用表4.排水沥青混合料试验试验项目高粘度改性沥青混合料普通改性沥青混合料排水混合料技术要求设计孔隙率（%）2120.220左右连通孔隙率（%）17.817.115析漏损失（%）0.220.510.3动稳定度（次/mm）691228503000密度（g/cm3）1.97--飞散率（%）14.720.220冻融劈裂强度（%）96.582.670马歇尔稳定度（kN）5.604.55.0流值（0.1mm）32.235.420~40RST作用机制RST作用机制采用化学接枝增粘剂，形成与矿粉的化学结合，与沥青一起形成强大的第二级连续相。RST中含偶联剂与矿粉、集料偶联结合，与沥青、RST、矿粉等形成第三级连续相。1.优异抗车辙、抗疲劳、抗水损害能力RST在胶浆中形成连续网状结构，与沥青一起构成强大的第一级连续相，提供混合料优异的抗车辙、抗飞散和抗疲劳性能。2.RST的耐候性和耐久性RST中防老剂和抗紫外剂的配方设计。RST在胶浆中的微观图片普通胶浆微观图片耐久性耐久性RTFOT高粘沥青SBS改性沥青延度（5cm/min,5℃）32/26(老化前/后)36/16(老化前/后)质量损失％0.010.06针入度比（25℃）％8876软化点（5℃）92/89(老化前/后)82/66(老化前/后)高粘度改性沥青的RTFOT耐老化性耐久性耐久性旋转薄膜烘箱老化PAV长期老化刘学亮，高粘度改性沥青制备与性能研究，武汉理工大学，2008，硕士论文紫外老化耐水？2009浦东中环线2009浦东中环线2006浦东外环线在钢桥面中的应用在钢桥面中的应用海沧大桥卢浦大桥“白改黑”“白改黑”浦东GSOG应力吸收层SRATA（KOCH）Strata*反射裂缝吸收系统RST-G(GSOG)防水粘结层防水粘结层展望展望高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials造价上，低于SMA路面….耐老化（耐侯、耐水等）功能性(耐油、阻燃、温拌和重载等)废弃高分子的使用（橡胶沥青等）高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials提高道路行车安全性18961920198720062009.11.26高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials高分子材料研究所ResearchInstituteofPolymermaterials