改性沥青发展历程

彭祥富

(重庆交通大学，重庆 400074)

1 引言

改革开放以来，伴随我国的发展与进步，整个国家的经济也在不断增长，我国道路交通事业也进入到了高速发展的阶段。截止到目前，我国各级公路总里程已经达到500万公里左右，高居世界第二，交通流量的迅速增大、行驶频度急速增加、超载现象的增多以及渠化交通等因素，使得路面质量面临严峻的考验。沥青凭借其成本低、胶粘性性质、流变学特性、耐热性被广泛应用于道路路面、密封剂、和防水涂料。因此，我们必须要制备出更好的改性沥青来适应各种气候条件、经济条件的需要。

2 改性沥青分类

2.1 聚合物改性沥青

聚合物改性沥青指的是很多相同的，简单的结构单元通过共价键反复连接的高分子量化合物，一般相对分子质量可达几万甚至上百万。一般来说，弹性体聚合物被用来修建更有弹性、柔韧的路面，而塑性体聚合物会增加高温稳定性，使沥青混合料劲度模量更大[1]。目前在国内使用较多的主要有橡胶类、热塑性树脂类、热塑性弹性体等,它们能够同时改变基质沥青的高温稳定性与低温柔韧性。

2.2 矿物填料改性沥青

矿物填料改性沥青是把矿物加入到沥青里面，将矿物分散在基质沥青里面，形成比较好的沥青混合物。沥青对矿物填料的润湿和吸附作用，沥青可以在矿物颗粒表面形成单一的分子，形成固体沥青膜，具有高粘度和耐热性等优点。在我们尚属于新型的沥青改性剂，但国外早在多年前就已将他作为良好的沥青改性剂，国外从20世纪80年代就有加入沥青路面混合料中，改善沥青路面混合料的强度、粘性、热压缩致密性等性能[2]。

2.3 玻璃纤维改性沥青

玻璃纤维是一种力学性能较好、稳定的化学物理性能、资源充足的新型建筑材料。使用玻璃纤维增强热固性的许多，例如，和热塑性树脂的性能，用于航空航天，运输，电气，化学腐蚀等行业；用于增强石膏、水泥制成石膏板材、水泥制件，应用于建筑、装饰装璜业；可涂覆四氟乙烯制成滤袋，应用于环保和节能等[3]。玻璃纤维作为非结晶型无机纤维，具有成本低、耐热、耐化学腐蚀性好、抗拉伸强度高以及断裂延伸率小等显著特点[4]。

2.4 纳米材料改性沥青

2.4.1 纳米碳酸钙改性沥青

纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，粒度介于0.01～0.1微米之间。纳米碳酸钙改性沥青具有操作简便、操作方便、价格低廉等优点，适合大规模生产和应用，在路面材料领域具有广阔的发展前景和广阔的应用市场。

2.4.2 纳米二氧化钛改性沥青

纳米二氧化钛是非常好的光催化剂，对消灭空中和水中的杂质有高效的光催化活性，日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表面上有一薄层纳米TiO2，任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下，由于纳米TiO2的催化作用，可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质[5]。另外，纳米二氧化钛可以较好抑制紫外线老化中沥青质含量的增加及芳香分和饱和分含量的减小，降低紫外线老化后的针入度损失率和针入度指数的增大幅度[6]。

2.4.3 碳纳米管改性沥青

碳纳米管作为近一维纳米材料，重量轻，结构完美，具有最简单的化学组成及原子结合形态，却展现了最丰富多彩的结构以及与之相关的物理、化学性能[7]。碳纳米管在真空中小于2800℃及大气中小于750℃都能稳定存在[8]。碳纳米管的基本结构是碳-碳双键，晶格沿管轴线有序排列，形成封闭的空间结构。这种闭合的空间结构使碳纳米管具有石墨的平面性质：如耐热、耐腐蚀、耐热冲击、传热和导电性好、有自润滑性等一系列综合性能[9]。

3 结论与改进思路

目前，改性沥青的研究已经越来越成熟。越来越多的材料用于改性沥青的研究，也从中取得了非常多的宝贵的经验。不同材料改性沥青效果也是有差别的。经过本文的叙述，纳米材料改性沥青是非常有研究价值的。近年来，在道路材料领域，纳米材料得到了广泛的应用，纳米改性沥青是一种沥青纳米复合材料，主要研究纳米材料对交通建筑材料的性能。国内外纳米材料改性沥青在试验研究、实际应用及研究方法都取得了不少成果，但是依然存在诸多不足之处。总之，应该改良纳米改性沥青制备工艺，探索新的试验方法和研究方法，使得纳米材料改性沥青制作工艺简化，路用性能良好。