改性瀝青發(fā)展歷程

彭祥富

(重慶交通大學，重慶 400074)

1 引言

改革開放以來，伴隨我國的發(fā)展與進步，整個國家的經(jīng)濟也在不斷增長，我國道路交通事業(yè)也進入到了高速發(fā)展的階段。截止到目前，我國各級公路總里程已經(jīng)達到500萬公里左右，高居世界第二，交通流量的迅速增大、行駛頻度急速增加、超載現(xiàn)象的增多以及渠化交通等因素，使得路面質(zhì)量面臨嚴峻的考驗。瀝青憑借其成本低、膠粘性性質(zhì)、流變學特性、耐熱性被廣泛應用于道路路面、密封劑、和防水涂料。因此，我們必須要制備出更好的改性瀝青來適應各種氣候條件、經(jīng)濟條件的需要。

2 改性瀝青分類

2.1 聚合物改性瀝青

聚合物改性瀝青指的是很多相同的，簡單的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵反復連接的高分子量化合物，一般相對分子質(zhì)量可達幾萬甚至上百萬。一般來說，彈性體聚合物被用來修建更有彈性、柔韌的路面，而塑性體聚合物會增加高溫穩(wěn)定性，使瀝青混合料勁度模量更大[1]。目前在國內(nèi)使用較多的主要有橡膠類、熱塑性樹脂類、熱塑性彈性體等,它們能夠同時改變基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性與低溫柔韌性。

2.2 礦物填料改性瀝青

礦物填料改性瀝青是把礦物加入到瀝青里面，將礦物分散在基質(zhì)瀝青里面，形成比較好的瀝青混合物。瀝青對礦物填料的潤濕和吸附作用，瀝青可以在礦物顆粒表面形成單一的分子，形成固體瀝青膜，具有高粘度和耐熱性等優(yōu)點。在我們尚屬于新型的瀝青改性劑，但國外早在多年前就已將他作為良好的瀝青改性劑，國外從20世紀80年代就有加入瀝青路面混合料中，改善瀝青路面混合料的強度、粘性、熱壓縮致密性等性能[2]。

2.3 玻璃纖維改性瀝青

玻璃纖維是一種力學性能較好、穩(wěn)定的化學物理性能、資源充足的新型建筑材料。使用玻璃纖維增強熱固性的許多，例如，和熱塑性樹脂的性能，用于航空航天，運輸，電氣，化學腐蝕等行業(yè)；用于增強石膏、水泥制成石膏板材、水泥制件，應用于建筑、裝飾裝璜業(yè)；可涂覆四氟乙烯制成濾袋，應用于環(huán)保和節(jié)能等[3]。玻璃纖維作為非結(jié)晶型無機纖維，具有成本低、耐熱、耐化學腐蝕性好、抗拉伸強度高以及斷裂延伸率小等顯著特點[4]。

2.4 納米材料改性瀝青

2.4.1 納米碳酸鈣改性瀝青

納米碳酸鈣是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型超細固體粉末材料，粒度介于0.01～0.1微米之間。納米碳酸鈣改性瀝青具有操作簡便、操作方便、價格低廉等優(yōu)點，適合大規(guī)模生產(chǎn)和應用，在路面材料領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景和廣闊的應用市場。

2.4.2 納米二氧化鈦改性瀝青

納米二氧化鈦是非常好的光催化劑，對消滅空中和水中的雜質(zhì)有高效的光催化活性，日本東京已有人在實驗室研制成功自潔瓷磚，這種新產(chǎn)品的表面上有一薄層納米TiO2，任何粘污在表面上的物質(zhì)，包括油污、細菌在光的照射下，由于納米TiO2的催化作用，可以使這些碳氫化合物物質(zhì)進一步氧化變成氣體或者很容易被擦掉的物質(zhì)[5]。另外，納米二氧化鈦可以較好抑制紫外線老化中瀝青質(zhì)含量的增加及芳香分和飽和分含量的減小，降低紫外線老化后的針入度損失率和針入度指數(shù)的增大幅度[6]。

2.4.3 碳納米管改性瀝青

碳納米管作為近一維納米材料，重量輕，結(jié)構(gòu)完美，具有最簡單的化學組成及原子結(jié)合形態(tài)，卻展現(xiàn)了最豐富多彩的結(jié)構(gòu)以及與之相關(guān)的物理、化學性能[7]。碳納米管在真空中小于2800℃及大氣中小于750℃都能穩(wěn)定存在[8]。碳納米管的基本結(jié)構(gòu)是碳-碳雙鍵，晶格沿管軸線有序排列，形成封閉的空間結(jié)構(gòu)。這種閉合的空間結(jié)構(gòu)使碳納米管具有石墨的平面性質(zhì)：如耐熱、耐腐蝕、耐熱沖擊、傳熱和導電性好、有自潤滑性等一系列綜合性能[9]。

3 結(jié)論與改進思路

目前，改性瀝青的研究已經(jīng)越來越成熟。越來越多的材料用于改性瀝青的研究，也從中取得了非常多的寶貴的經(jīng)驗。不同材料改性瀝青效果也是有差別的。經(jīng)過本文的敘述，納米材料改性瀝青是非常有研究價值的。近年來，在道路材料領(lǐng)域，納米材料得到了廣泛的應用，納米改性瀝青是一種瀝青納米復合材料，主要研究納米材料對交通建筑材料的性能。國內(nèi)外納米材料改性瀝青在試驗研究、實際應用及研究方法都取得了不少成果，但是依然存在諸多不足之處?？傊?，應該改良納米改性瀝青制備工藝，探索新的試驗方法和研究方法，使得納米材料改性瀝青制作工藝簡化，路用性能良好。