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改性沥青胶泥在极端气候条件下的防护性能提升

2025-03-12 08:58:29

在极端气候条件下,改性沥青胶泥的防护性能面临诸多挑战,如高温、低温、大温差、紫外线辐射以及冻融循环等。以下是针对这些挑战的性能提升策略和研究成果:

 

 1. 高温环境下的性能提升

高温条件下,沥青材料容易发生老化和变形,导致路面性能下降。研究表明,通过添加聚合物改性剂(如SBSSBR)或复合改性剂,可以显著提高沥青的高温稳定性和抗老化性能。例如,橡胶粉与SBS复合改性沥青在高温条件下的抗车辙性能和抗老化性能表现出色,其软化点可达74℃,且在紫外光老化后的低温劲度模量最小。 

此外,采用沥青质和PET纤维开发的高性能沥青混凝土(HPAC)在高温下表现出优异的抗车辙性能,抗车辙指数比未改性混合物高出五倍。

 

 2. 低温环境下的性能提升

在低温条件下,沥青路面容易出现裂缝和脆性破坏。研究表明,通过优化填料比例和添加改性剂,可以显著提高改性沥青胶泥的低温抗裂性能。例如,SBS改性沥青胶泥在低温条件下的疲劳性能优于基础沥青胶泥,且对应变水平不太敏感。此外,橡胶粉与SBS复合改性沥青在低温下表现出良好的抗裂性能,其5℃延度可达55cm

 

 3. 大温差环境下的性能提升

在大温差环境下,沥青路面的热胀冷缩效应显著,容易导致裂缝和松散。研究表明,通过优化施工工艺和材料配方,可以拓宽沥青混合料的可压实温度区间,从而提高其在大温差条件下的耐久性。例如,采用稀释剂和表面活性剂降低沥青混合料的高温黏度,可使有效压实时间延长20℃以上。

 

 4. 紫外线辐射和冻融循环的影响

在高海拔和寒冷地区,紫外线辐射和冻融循环对沥青路面的破坏尤为显著。研究表明,通过添加抗氧化剂和抗紫外线添加剂,可以有效延缓沥青材料的老化过程。例如,SBR改性沥青在寒冷地区的应用表明,其在低温和紫外线辐射条件下具有良好的抗裂性和抗老化性能。

此外,橡胶粉与SBS复合改性沥青在冻融循环后的残留强度比和抗疲劳性能表现出色,能够有效应对极端气候条件。

 

 5. 综合防护性能提升

为了应对多种极端气候条件,研究开发了多种复合改性技术。例如,橡胶粉与SBS复合改性沥青结合了橡胶粉的高弹性和SBS的高温稳定性,展现出优异的综合防护性能。此外,通过优化矿料级配和增加沥青层厚度,可以进一步提高路面的耐久性和抗极端气候能力。

 

 结论

改性沥青胶泥在极端气候条件下的防护性能提升主要通过以下方式实现:

- 添加聚合物改性剂(如SBSSBR)和复合改性剂,提高高温稳定性和抗老化性能。

- 优化填料比例和施工工艺,增强低温抗裂性能和耐久性。

- 添加抗氧化剂和抗紫外线添加剂,延缓材料老化。

- 综合应用多种改性技术,提升综合防护性能。 

这些研究成果为改性沥青胶泥在极端气候条件下的应用提供了科学依据和技术支持。

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