前言
由于交通量增長、車輛大型化、軸載增加以及渠化交通等問題的日漸突出,人們對路面的需求量不斷增加,以及減少公路施工量等要求,導致了人們對公路質量及耐用性能提出了更高的要求。這些對性能不斷增加的要求以及與環境相適應的要求,也導致了人們提出對道路建設使用的工藝及產品的不斷技術發展的要求。
利用摻入瀝青等聚合物的路面材料提高了公路諸如額外的低溫柔韌性及在高溫下已筑路面結合料抗變性能,而提高了公路的性能得到越來越多的研究與應用。目前,瀝青路面是高等級公路的主要形式,但未經改性的瀝青路面本身存在著許多不足之處,因此改性瀝青的研究和應用在世界各國得到了廣泛的重視。
APAO簡介
無定型-α-聚烯烴(APAO)是目前最優良的瀝青改性劑之一。APAO為熱塑性聚合物,它非常易變并被廣泛應用于多種路面——從SMA及以前所用的瀝青到特別薄的路面。它適用于為高載重交通量而設計的道路結構,乳化瀝青及彩色瀝青的生產。
目前常使用的瀝青改性劑如:PE、EVA、SBS、SBR等都有一個與瀝青難于共混的問題:一方面改性劑必須采用特殊的加工工藝,如膠體磨和高速剪切機,才能與瀝青共混;另一方面,共混的改性瀝青穩定性差,易離析,只適用于現場拌和,這樣不僅增加了改性瀝青的制造費用,而且限制了它的使用范圍,而APAO作為一種優良的瀝青改性劑恰恰很好的解決了這個問題。由于APAO是完全飽和的烴基聚合物,即無雙鍵,它比其他聚合物更具不可忽視的優越性。APAO具有許多優越的性能及生產瀝青混合物方面的優點:
a. 施工簡單:
*無需特殊處理設備,只要一個攪拌釜,適合在缺乏改性瀝青加工設備的工程上使用
*易于分散且與瀝青的相溶性好,不產生離析,適用于遠距離運輸和使用
*改性后的瀝青粘度增加不大,不會影響攤鋪和碾壓的速度
b. 性能良好:
*大大提高了瀝青路面的耐老化性、耐紫外光輻射性、耐氧化性等
*大幅度提高了瀝青路面的高溫穩定性和低溫抗凍裂的能力
*大大改善瀝青與中性、酸性石料的粘附性,提高了瀝青路面抗水損能力
*提高了瀝青的塑性和對變形的進跟隨性,適合在橋面鋪裝(特別是鋼橋面)中使用
c. 良好的經濟效益和社會效益
*延長道路的使用年限,降低筑路和養護的綜合費用
*100%可反復使用,利于回收使用、節約資源
*燃燒只產生水和二氧化碳—無可被認作有害的殘余單體,易被棄置,有利環保
性能檢測
由于APAO是完全飽和的烴基聚合物,即無雙鍵,它比其它聚合物更具有不容忽視的優越性。在正常情況下,APAO迅速液化形成高粘度的溶解物,并與混合物中的礦物質良好地粘結。在測試粘結強度時,APAO改性的瀝青比傳統為改性的瀝青具有更高的強度。圖1是對未改性的瀝青和將其用APAO(該實驗中采用是德國Degussa.公司生產的無定型-α-聚烯烴——VESTOPLAST S,用量為7%)改性后、以及老化前后的對比。
好的接合物最重要的性能之一就是釋放瀝青混合物的應力。圖2是對同一瀝青用及未用APAO改性的應力張馳進行比較(該實驗中采用是德國Degussa.公司生產的無定型-α-聚烯烴——VESTOPLAST S,用量為7%)。測試的目的在于1000秒后達到同一應力張馳?梢钥吹紸PAO改性物質承受的壓力幾乎是未改性接合物的兩倍。這表明其極大的負荷力及提高的釋放這些應力的能力。
對瀝青表面耐力的研究表明了APAO超常的性能。根據DIN1996第13頁所表述的方法進行測試,它包括通過125px環形插棒將525N的重量放置在鑄好的Marshall試樣上。它清楚得體現了APAO混合物極大提高的韌性和粘結力。如圖3所示,幾分鐘后控制混合失敗,而在類似條件下測試的APAO(該實驗中采用是德國Degussa.公司生產的無定型-α-聚烯烴——VESTOPLAST S,用量為7%)改性試樣不曾失敗,甚至在負荷5小時后才出現非常小的壓痕。
幾十年來,APAO在歐洲、美國和加拿大被成功的用于公路建設。人們觀察到十年前使用APAO改性的結合料鋪的路面實際上沒有出現磨損,仍在提供出色的服務。