■
研究与应用
ＴＬＡ湖沥青改性沥青的性能研究
宗建华，李文志，徐茂震，朱明广，刘金景，段文锋
（北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京１０１３０９）
摘要：从特立尼达湖沥青（’１１Ａ）对基质沥青的改性试验出发，分析说明掺加湖沥青可以改善基质沥青的性能；通过对比试验表明，随着湖沥青添加量的增大，改性沥青的针入度、软化点等基本物理性能以及高、低温稳定性都有了明显的改
善。
关键词：特立尼达湖沥青；改性沥青；软化点；黏度
文章编号：１００７－４９７ｘ（２０１４）一０２—０００４—０４
中图分类号：Ｔｕ５７＋３
文献标识码：Ａ
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特立尼达湖沥青（Ｔｒｉｎｉｄａｄ
ＩＪａｋｅ
Ａｓｐｈａｌｔ，简称装和高速公路路面等重交通道路上得到了广泛的应用【４】。国内应用７ｒＬＡ虽然较晚，且大面积应用７ｒＬＡ的工程也较少，但是，已完成的采用７ＩＩＡ的路面都取得了良好的使用效果。因此，１ＩＡ的应用受到国内研究人员的日益关注咖。１基质沥青与ＴＬＡ的性能
本研究基质沥青选用秦皇岛７０＃沥青，其性能指标见表１，采用的ＴＬＡ的性能指标见表２，技术要求均参照ⅡＧＦ４０一２００４《公路沥青路面施工技术规范》圈。由表１、表２可见，秦皇岛７０＃道路石油沥青和１ｒＩＡ的各项技术指标均符合ⅡＧＦ４０＿＿２００４的要求。
我国参照英国Ｂｓ３６９０—３一１９９０《建筑与土木
’姒）是世界上最有名的一种天然沥青，产于南美洲
西印度群岛特立尼达湖，它是经过千百万年地壳的沉积、变化，在温度、压力、氧化、无机物触媒、微生物细菌以及水分的综合作用下形成的【ｌ】，其物理和化学特性与常规沥青完全一致，与石油沥青具有良好的混融性。ＴＬＡ可作为一种改性剂掺加到石油沥青中圆，由于ＴＬＡ的软化点为９３～９９℃，且不含蜡，因此，掺加ＴＬＡ的改性沥青具有优良的抗老化性能、高温稳定性和低温抗裂性【３】。在国外，自１８８０年开始，ＴＬＡ就应用于铺筑沥青路面，后来又在包括机场道面、桥面铺
收稿日期：２０１３—１０一１０
作者简介：宗建华，男，１９８０年生，陕西西安人，工程师，从事改
性沥青方面的研究。联系地址：１０１３０９北京市顺义区顺平路沙岭段甲２号。
工程用沥青第３部分：沥青与硬沥青、焦油和特立尼达湖地沥青混合料规范》、美国ＡＳｌＭ
Ｄ５７１０—２００３
《特立尼达湖改性沥青规格》、特立尼达和多巴哥７Ｉ髑
研究与应用
一
表１秦皇岛７舻沥青的性能指标
项目
针人度（２５℃，５软化点，℃１５℃延度，ｃｍ闪点／℃
蜡含量（蒸馏法），％溶解度，％
ｓ，１００
７∥沥青进行改性，ＴＬＡ的掺量为０％～３０％。不同ＴＬＡ
实测指标
６４４６１５０２８５２．１９９．８１．０２ｌＯ．４５６８１５
技术要求
ｇ），ｏ．１
ｍｍ
６０～８０’≥４６≥１００≥２６０≤２．２≥９９．５
掺量的改性沥青的性能指标见表４。
表４数据表明，与基质沥青相比，ＴＬＡ改性沥青在针人度、软化点等物理性能方面有显著改善，掺加３０％ＴＬＡ可以使基质沥青的软化点从４６℃上升到７１．５℃。软化点的提高，表明改性沥青的高温稳定性得到了较好的改善。ＴＬＡ的掺加使基质沥青的针人度下降，针入度指数增加，表明ＴＩＡ改性沥青对温度的敏感性降低。加入ＴＬＡ后，改性沥青的延度下降，这主要是由于ＴＬＡ的沥青质含量较高，导致改性沥青的胶体结构由溶胶型结构转变为溶胶一凝胶型结构；但是ＴＬＡ掺量达到２０％以后，改性沥青延度下降
密度（１５℃），（出ｍ３）
薄膜加热（ＴＦＯＴ）（ＲＴＦＯＴ）后
质量变化，％
或旋转薄膜加热残留针人度比，％
残留延度，ｃｍ
实测记录不超出±０．８
≥６１≥６
表２
项目
针人度（２５℃）／ｏ．１
ｍｍ
ＴＬＡ的性能指标
实测指标
Ｔ
０—５
３
技术要求试验方法０６０４—２０００《沥青针人度试验》
Ｔ
的趋势变缓。ＴＦＯＴ老化后，ＴＬＡ掺量较小时，改性沥青的残留针入度比略有降低；但是随着ＴＩＡ掺量的增加，改性沥青的残留针入度比也增加，这说明ＴＬＡ的加入可以改善沥青的抗老化性能。
３３．１
０６０６—２０ｌｌ《沥青软化点试验（环球法）》
软化点，℃
≥９０９８
灰分，％
Ｔ
３３～３８
３５
０６１４—１９９３《沥青灰分含量试验》
ＴＬＡ改性沥青的流变性能
ＴＬＡ对沥青黏度的影响
Ｔ
２５℃密度，（ｇ，ｃｍ３）ＴＦＯＴ后残留针入度
比，％
１．３～１．５１．４２
０５０３—２００５《水泥密度测定方法》
图ｌ为不同ＴＬＡ掺加比例的改性沥青的黏度变化。结果表明，随着ＴＬＡ掺量的增加，改性沥青的黏度呈现指数增大。这表明ＴＬＡ的加入使得沥青的高
Ｔ
≥５０
８９
０６０４—２０００《沥青
针入度试验》
５９０：２００２、邢５９３：２００２及日本沥青路面设计指南
等，制订了湖沥青改性沥青的质量要求，具体指标见表３。
２
温稳定性能得到了显著的提高。
３．２
ＴＩＡ改性沥青的动态流变性能
动态剪切流变试验主要用于评价沥青胶结料的
ＴＬＡ改性沥青的基本性能
参照目前国内的应用情况，采用ＴＬＡ对秦皇岛
高温稳定性以及耐疲劳｜生能。动态剪切（ＤＳＲ）试验通
过测量沥青胶结料的复数剪切模量（Ｇ木）和相位角
表３湖沥青改性沥青的质量要求
针人度等级
指标
ＴＭＡ一３０
ＴＭＡ一５０４０～６０
ＴＭＡ一７０６０～８０
ＴＭＡ一９０８０～１００
Ｔ
４．０
３．８
２．７
２．１
Ｔ
试验方法
ｇ）／０．１
ｍｍ
针入度（２５℃，５
ｓ，１００
２０～４０
０６０４—２０００《沥青针入度试验》
０６１９一１９９３《沥青运动粘度》
黏度（１３５℃），（Ｐａ・ｓ），≤
０６２５—２０００《沥青布氏旋转粘度试验》
ＴＴ
闪点／℃，≤
溶解度（三氯乙烯），％灰分／％
ＴＦＯＴ后残留针入度比（２５℃），
％．≥
５８
５５
２４０
０６１ｌ一１９９３《沥青闪点与燃点试验
（克利夫兰开口杯法）》
Ｔ０６０７—１９９３沥青溶解度试验
７７～９０７．５～１９．５
Ｔ
０６１４—１９９３《沥青灰分含量试验》０６０４—２０００《沥青针入度试验》
Ｔ
５２
４７
Ｔ
０６１０—１９９３《沥青旋转薄膜加热试验》
一隳慧
表４
１ｒＩＡ改性沥青的性能指标
７１１Ａ掺量／％
０
１０１２．９４５．６８８．６１．Ｏｏｏ一１．６３５４．５１００８．１１．１５１．０８ｌ
２０７．８２７．６４９．１Ｏ．９９９＿ｏ．８４６２．０３９１５．２１．６２１．１３３
３０７．１２２．７４３．３０．９９９一Ｏ．１８７１．５１４．５１７．２２．８５１．１６２
５０
６０
７０
８０
９０
项目
１５℃
１９．３６４１２０．６１．０００一１．７９４６≥１５０１．２Ｏ．６５１．０２１
针入度／ｏ．１
ｎｕｎ
２５℃３０℃
相关系数
针入度指数册
软化点代
延度（２５℃），ｃｍ灰分，％
黏度（１３５℃），（Ｐａ・ｓ）
温度／℃
相对密度（２５℃）／（出ｍ３）
薄膜烘箱试验后残留针入度比，％
图２不同ＴＩＡ掺加比例的改性沥青
抗车辙因子与温度的关系
６８
７２
７８８３
子与温度的关系。由图２可以看出，随着温度的升高，改性沥青的抗车辙因子逐渐变小；掺加３０％ＴＬＡ的改性沥青的抗车辙因子远大于基质沥青，说明ＴＬＡ改性沥青表现出了较高的抵抗车辙变形的能力。
按线性方程进行回归分析，相位角的回归方程为：
６＝ＡｎＢ
（２）
３Ｏ
ｏ
山
２５
备
￥
一护
Ｉｎ
２Ｏ
２
１５
一毯棵
１Ｏ
式中，ｒ为温度，℃；Ａ、Ｂ为回归常数。图３是不同
Ｏ５
’眦掺加比例的改性沥青相位角与温度的关系。相
Ｏ
１０
２０
３０
位角反映了沥青材料中黏弹性成分的比例，相位角变大，说明沥青材料中黏性成分增多。随着温度的升高，改性沥青的相位角逐渐变大，说明改性沥青的黏性成分增多。从图３可以看出，相位角对温度的敏感性大小顺序为：掺加３０％ＴＬＡ沥青＞掺加２０％ＴＬＡ沥青＞掺加１０％７ｎＡ沥青＞基质沥青。
图１不同ＴＬＡ掺加比例的改性沥青黏度的变化
（踟来表征沥青胶结料的黏性和弹性。表５列出了不同ＴＬＡ掺加比例的改性沥青的ＤＳＲ试验结果。
表５不同温度时ＴＬＡ改性沥青ＤＳＲ试验结果
抗车辙因子
７ｒＬＡ掺量
／％
５０℃
ＯｌＯ２０３０
１３３６．５５９１６０
（Ｇ＋，ｓｉ西），（ｋＰａ）
６０℃
４１２．５２３．８７５
相位角刮（ｏ）
８０℃
Ｏ．３５Ｏ．９１．９３．３
８８
７０℃
１．１２．６６．７１５．６
５０℃
８０．５７５６８．５６７
６０℃
８５８０．５７５７１．５
７０℃
８６．５８３７９７６
８０℃
８６
７４
７０
８５．５
ｔ旺
８２．５７９．５
５８
＿爿
６６
罂
６２
对沥青的抗车辙因子试验结果作线性回归进行
５４
分析，回归方程为：
Ｇ木，ｓｉ硒＝ＡｎＢ
式中，ｒ为温度，℃；Ａ、Ｂ为回归常数。
图２是不同ＴＬＡ掺加比例的改性沥青抗车辙因
（１）
３０４（）５０６０７０８０
温度／℃
图３不同ＴＬＡ掺加比例的改性沥青相位角与温度的关系
（下转第１０页）
研究与应用
…＋社刊…；ｌ”ｉ
图４复配阻燃剂用■与阻燃时间的关系
阻燃剂用量，％
裂纹，这可能与硼酸锌带结晶水较多有关，硼酸锌分解释放的结晶水较多，阻燃效果明显；同时，大量结晶水的汽化，使涂层起泡，泡孔破裂致使涂层出现少许裂纹。由图４—５可以看出，随着复配阻燃剂用量的增加，防水涂料的阻燃时间呈上升趋势，拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势。比较图３和图５可以看出，与阻燃剂单一使用时相比，两种阻燃剂复配使用时涂膜的力学性能损失明显减小，体现了复配使用的协同
效应。３结语
图５复配阻燃剂用量对防水涂料力学性能的影响
好的力学性能，又具有良好的阻燃性能，该材料使用方便，绿色环保，安全稳定，可广泛应用于建筑物屋面、地下室、厨卫间以及内外墙等防水工程中，满足防水设计要求的同时，可以提高建筑物的防火性能。参考文献：
［１】邓继勇，杨辉琼，袁涌．Ｎ—Ｐ—Ｃ耐水阻燃涂料的研制［Ｊ】．湖
南工程学院学报，２００１（１）：８４—８６．
【２】游潘丽，郑群茹．膨胀防火涂料阻燃性能与乳液玻璃化温
度研究［Ｊ】．涂料工业，２００６（１１）：２６—２８．
【３】黄中柏，叶旭初，张林进．无机阻燃剂硼酸锌及其协同效
应【Ｊ】．材料导报，２００８（８）：３７２—３７４．
采用丙烯酸乳液作为基料，阻燃剂氢氧化铝和硼酸锌复配制得的阻燃型聚合物乳液防水涂料既有良
（上接第６页）
４结论
【ｌ】沈金安．特立尼达湖沥青及其应用前景叨．国外公路，
２０００，２０（２）：２８—３１．
【２】沈金安．特立尼达湖改性沥青的性能［Ｊ】．国外公路，２０００，２０
（３）：３０一３２．
１）已有的研究与应用表明，湖沥青改陛沥青表现
出优良的抗车辙性能，在基质沥青中添加一定比例的湖沥青，能显著改善沥青的高温抗车辙性能。
２）湖沥青及基质沥青的性能对湖沥青改性沥青的性能有较大影响，应引起高度重视。不同湖沥青与不同基质沥青具有不同的配伍性，需要进行试验研
究。
【３】查旭东，陈定．ＴＬＡ改性沥青混合料Ａｃ一１３ｃ配合比及性
能研究【Ｊ】．长沙理工大学学报（自然科学版），２００８，５（３）：
８—１４．
【４】王琪．ＴＬＡ改性沥青的研究和应用叨．石油沥青，２００６，２０
（５）：７—１１．
【５】潘放，徐伟，胡志涛．特立尼达湖改性沥青在开阳高速公路
中应用的初步研究［Ｊ】．公路，２００３（８）：１１３—１１６．
３）湖沥青对沥青的低温性能改善效果也很好，对于寒冷地区或对低温抗裂性要求较高的地区，可以采用湖沥青与其他改性剂复配改性，如将ＴＬＡ与ＳＢＳ、ＳＢＲ配合使用，可以使沥青混合料在高低温性能方面均能得到较好的改善。
参考文献：
［６】梁辉如．ＴＬＡ改性沥青在广韶高速公路处治中的应用【Ｊ】．中
外公路，２００５。２５（４）：１８２一１８４．
［７】柳浩，王建国，石效民．千里达湖沥青改性国产重交通沥青
的路用性能研究【Ｊ】．石油沥青，２００ｌ，１５（２）：４１—４２．［８】交通部公路科学研究所．ＪｒＩ’ＧＦ４０一２００４公路沥青路面施
工规范【Ｓ】．北京：人民交通出版社，２００４．
TLA湖沥青改性沥青的性能研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
宗建华， 李文志， 徐茂震， 朱明广， 刘金景， 段文锋， Zong Jianhua， Li Wenzhi， Xu Maozhen， Zhu Mingguang， Liu Jinjing， Duan Wenfeng北京东方雨虹防水技术股份有限公司,北京,101309中国建筑防水
China Building Waterproofing2014(2)
1.沈金安 特立尼达湖沥青及其应用前景[期刊论文]-国外公路 2000(2)2.沈金安 特立尼达湖改性沥青的性能[期刊论文]-国外公路 2000(3)
3.查旭东;陈定 TLA改性沥青混合料Ac-13C配合比及性能研究[期刊论文]-{H}长沙理工大学学报（自然科学版） 2008(3)4.王琪 TLA改性沥青的研究和应用[期刊论文]-{H}石油沥青 2006(5)
5.潘放;徐伟;胡志涛 特立尼达湖改性沥青在开阳高速公路中应用的初步研究[期刊论文]-{H}公路 2003(8)6.梁辉如 TLA改性沥青在广韶高速公路处治中的应用 2005(4)
7.柳浩;王建国;石效民 千里达湖沥青改性国产重交通沥青的路用性能研究 2001(2)8.交通部公路科学研究所 公路沥青路面施工规范 2004
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgjzfs201402002.aspx