瑞士新版聚合物改性沥青要求_鹏方路面技术研究院_新浪博客

摘要

标准在今年的八月取代了PmB671400标准成为了新的聚合物改性沥青(PmB)要求。它被看成是未来欧洲标准EN14023的过渡标准,其包含了未来这一标准的所有基本要素,特别是新的分类说明。 新要求上只有某些值是从老的SN中获取的,因为从另一方面上讲这一些值在瑞士是经过长时间验证了的。另外新欧洲标准草案上的相关要求值也还没最终确定。 新旧PmB标准以及欧洲草案的规定值可见规定值对比一览表。 本文阐述了瑞士新版PmB标准的形成和背景并提供了聚合物改性沥青的不同试验方法、新分类、等级以及要求。

 

起点

尽管如此,科研人员依然还在努力地撰写可区分优质和劣质PmB的要求。另外,这一目的是借助于精选的聚合物使经过这类聚合物改性的沥青性能能与其他的沥青性能xx不同。瑞士{dy}个PmB标准,SN671400[1]标准于1993年以暂行标准的形式予以公布。

 这一版本的{dy}次修改已经过去很长时间了,当时是作为第四VSS专业委员会工程材料技术的一个课题进行研究的。然而由于在此同时欧洲标准(EN)任然还在制定中,因此瑞士标准的修改一再地被推迟以希望EN标准随后会公布。然而要让不同的CEN成员在分类和要求上达成一致是困难和缓慢的,因此EN标准的发布一再地被推迟。 所以FK4小组根据瑞士的需求于2000年决定不再等待EN标准的发布而单独委托4.06PmB专家委员会对瑞士聚合物改性沥青(PmB)要求进行修订。

因此所要面临的问题就是是应该仅对SN标准进行简单的修改,还是按照EN的方向进行彻底更改以便未来可轻松地过渡到EN标准。 FK4小组已对这两种方案进行了深入地讨论。另外他们希望增加用于路面表处的聚合物改性沥青(PmB)要求,而这一要求在EN中只是部分地涉及。

EK4.06专家委员会首先要解决的问题就是新的瑞士标准670210 [3]引用欧洲标准草案(prEN14023)中相关内容的程度有多大。这其中大家所达成的共识就是必须采纳结合料名称这一要求。而引用所有EN标准要求值是不明智的,因为在EN标准中一些要求是不符合逻辑的并且在PmB分类中存在相互矛盾的地方。另外,虽然已经进行过一次非官方的调查,但是在实施普查前对要求值进行更改的危险依然很大。出于这一原因人们在旧SN标准和新EN标准之间进行混合上达成了一至。即要尽可能多地吸收EN标准的要求,但是同时也不对旧SN标准中那些经受住了考验的要求进行更改。

新分类和等级

虽然依据针入度来判定,PmB类似于改性沥青,但在旧的要求标准SN671400[1]中PmB种类依然被称为典型,但从“典型”来说他们又是相同的。在欧洲标准中沥青分类同样也是通过针入度范围来确定的。由于CEN代表不能在已分级PmB类的归纳上达成一致,因此现在总共有5种的{zg}达了8个种类的不同表格或归类供选择(见图1)。这就导致了有超过30类的产品无法通过针入度范围明确地得到区分,而只有通过环球软化点的{zd1}要求才能区分清楚。



在欧洲标准中重新对标准PmB(表1-3)和特殊PmB(表4-5)进行了区分,当然并没有进行定义,这样应该就可以达到使用特殊PmB的目的了。每一个国家都必须选择一套标准PmB,但对特殊PmB的选用不是强制的。 标准PmB表中主要的不同在于PmB分类是否出现重叠。目前瑞士认可没有重叠针入度范围的沥青分类,因此选用了表1和表4,其作为针入度范围出现交叉重叠的一个例外。由于PmB10/40与PmB30/50之间的重叠估计会出现错误,因此在瑞士为了取得一致性,用PmB10/30取代了PmB10/40。新的瑞士标准计划将其分割成两个等级:标准PmB和特殊PmB,并准确地表示将特殊PmB制定成高要求的产品并必须满足相应高的要求。另外EKPmB小组的想法是使用户可以很轻松地区别这两个等级,因此在SN标准中额外使用了字母标号。 C(classic)代表标准PmB(Standard-PmB),E(Extra)代表特殊PmB(Special-PmB)。因此很明显,PmB种类PMB-C50/70-53是标准PmB,PmB-E50/70-60是特殊PmB。没有这些字母,用户就必须查阅标准以找出其是哪一等级的PmB沥青。根据用户的要求,在瑞士引入了一种独特的等级PmOB以用于表面处治。

在SN670210[3]也重新引用了三种PmB等级:

      -PmB C等级(classic),适用于标准情况

      -PmB E等级(Extra),适用于高的要求

      - PmOB等级,适用于表面处治

不同等级的使用范围写入了标准中以方便用户选择使用(表1)。但这仅是建议而非规定。

 

新实验方法

大多数欧洲标准中的实验方法(表2)也在旧的SN标准有所包含。仅测定内聚力(力延展性),闪点和Vialit-内聚力的实验方法在瑞士标准中是新出现的。在新的SN标准中不包含闪点的测量,因为它不是一个产品品质特性指标。“Vialit-内聚力”试验,一种摆钟试验,被单独使用以测定PmOB的稳定性。在新的SN标准中已收录这一实验。


 

路面类型

交通荷载等级

T1-T5

交通荷载等级

T4-T6

特殊情况

AB,BBHM,GA,HMT

沥青(非改性)

PmB-C

PmB-E

DRA,DSB,MR,SMA

PmB-C

PmB-E

PmB-E

OB/ES,SAM,SAMI

PmOB

AB 沥青混凝土

BBHM 高模量沥青路面

DRA 排水性沥青混凝土

DSB 薄层路面

GA 浇注式沥青混凝土

HMT 热拌基层

OB 表面处治

SAM 应力吸收层

SAMI 应力吸收夹层

在特殊情况下需面临高交通荷载并伴随着其他严厉的因素。

- 有或没有转盘的交通节点

- 在信号灯以及STOP标志前

- 高级公路的驶入和驶出位置

- 长斜坡以及较大落差的路段(弯曲路段)

- 在公交车站和公交车道

- 在无交通的地方

- 在重型汽车转运和停车地点

- 强太阳辐射,大的温度波动

在交通荷载T4和T5重叠的区域也要将这些因素考虑在内。

表1 结合料选择辅助表([1]节选)

 


引入这一新的实验的目的是为了判定沥青是改性的还是非改性的。到目前为止仅可以对橡胶改性沥青进行弹性恢复的试验。现在也可以获得塑性体-改性PmB的力延展性。与传统的延度试验相比,力延度试验可电子化地获得距离和力并计算所需的功。为了在PmB和非改性结合料之间获得一个明显的差异,特将延度在200到400mm之间的功定义为规范要求值。在刚结束不久的旨在界定这一实验的正确性的项目中测试了来自欧洲的不同的PmB和路用沥青。由此得知,非改性沥青的值明显低于3焦,而橡胶改性或塑性体-改性PmB的值已超过3焦。因此,引入极限值为3焦以确定是改性沥青还是非改性沥青。当然在前面所述的研究项目中并不是对所有在瑞士使用的沥青都进行了实验,因为这些值只表现了其暂时的特性,还需要更多的经验实践。另外,仅对所供应的结合料进行了试验,这就意味着业主还必须保留一个结合料的样品。

很遗憾的是CEN在试验方法上同样也未达成一致,除了力延度试验外还允许使用法国的拉拔试验[8]。争议情况是预先考虑到的,因为那些值不可能直接进行比较。

PmB C类和E类要求值之间的差异

[1]标准和新SN670210[2]标准之间最重要的差别。

针入度,环球软化点

通过采纳欧洲分类名称界定针入度范围和环球软化点的{zd1}要求。因此,在新的SN标准中针入度范围现在较小,这就被迫出现更多的种类。但这并不意味着所有类型的聚合物沥青在瑞士市场上都可以获得。这一


一般要求(所有要求均适用于所有CEN成员)

试验方法

标准

备注

25°C针入度

EN1426

 

软化点

EN1427

 

获得内聚力的实验: a)拉拔试验 b)力-延展性试验

prEN 13703prEN 13587prEN 13589

 

闪点

EN22592

 

特殊要求(每一个成员都可决定以下要求是否在他们国家实行)

试验方法

标准

备注

25 °C弹性恢复

prEN 13398

仅用于橡胶改性PmB

弗拉斯脆点

EN12593

 

塑性区间

计算而得

 

储存稳定性

环球软化点差值

针入度差值

prEN 13399

在缺少说明的情况下供应商必须要提供聚合物改性沥青储存条件以避免出现聚合物离析。 针入度值仅是建议,因为目前还没掌握到足够的经验。

Vialit-内聚力

prEN 13588

仅适用于表面处治用结合料

抗固化稳定性

残留针入度

环球软化点的增加

环球软化点的降低

{zd0}质量变化

25 °C时弹性恢复能力

 

表2 测定prEN14023要求值的实验方法一览表。

 


针入度范围以小的偏差满足欧洲路用沥青[9]的要求,这一点是特别重要的。环球软化点现在没有上限值,同时下限值可参照旧标准。小的偏差是由针入度范围较窄造成的。

 

弹性恢复

弹性恢复用于对弹性体改性沥青的质量进行评价。由于塑性体改性沥青也应遵守这一规定,因此在旧SN标准中这一值是被定的特低,即30%。在新的标准中这一实验仅还在弹性体改性结合料上进行,这就是为什么标准PmB的要求值被提高到了PrEN标准的50%的原因。CEN建议的E级PmB的50到65%的弹性恢复值较低,因此最终被确定为80%。经老化试验后弹性恢复值至少要为50%(C级)和60%(E级)。

 

弗拉斯脆点

弗拉斯脆点[11]用于评价结合料的低温性能。由于这种方法的可重复性相对较大,因此现在正在寻求一种方法以期在不久的将来替换弗拉斯脆点。在旧SN标准中所有种类的脆点值{zg}为-10°。新标准中此值是依赖于结合料的针入度来确定的,如在使用路用沥青时。与PrEN标准相比,此值对于C、E两种级别的产品来说是一样的,因为这很难解释清楚为什么对于特制PmB(E级)其值就应该低些

塑性区间

°C的要求,部分也不满足旧SN 标准为75°C的要求。这令人很惊讶,一些生产商宣传PmB应有较大的塑性区间,另一方面沥青企业代表也参加了PrEN标准的修改。EK认为在瑞士,首先是那些山区州县塑性区间是一个重要的质量评判指标。因此,按{zd1}限度旧SN标准中为70°C的这一值也应该被保留。这样一些生产商蔑视聚合物含量和以此形成的产品质量的苗头能够被遏制。因为如果将塑性区间降低到一个连没经过改性的沥青也能达到的值,那么这与没经过改性的沥青之间就不存在差异,这样最终就会损害聚合物改性沥青的名声。 EK小组保留了旧SN标准中C级PmB为70°C的塑性区间并将E级的塑性区间提高到了80°C,这样C级和E级之间的品质差异就会很明显。塑性区间还有另外一个特点,即两个要求值之间的差异有时候会较小。例如,PmB-C70/100-48弗拉斯脆点与环球软化点之间的差值为66°C,而其塑性区间却为70°C.这意味要么必须降低脆点,要么提高软化点,这就会使生产有很大的调整的空间。

热储存稳定性

[12]被定义为经烘箱储存后软化点之间的差值。 另外,PrEN标准为针入度值之间{zd0}的差值引入了一个临时的值,但由于缺乏相关的经验现今仅作为一种推荐值而不被引入瑞士标准。

老化性能

[13],也可用烧杯老化[14]。 在这之后借助于环球软化点、针入度以及弹性恢复测定其与供货时的差异。

本要求大部分与PrEN标准一致,除了环球软化点的{zd0}增幅外,新SN还接纳了旧SN标准中增幅{zd0}为7°C的这一严格值(PrEN为8.…12°C)。另外,在PrEN标准中此指标被定义{zd0}质量变化。在新的SN标准并没对这一指标进行定义。这一实验被看成是缺乏描述,因为有两个相反的效应重叠出现。在与酸性物质发生氧化导致质量增加的同时,易挥发部分的蒸发会导致质量的丢失。

 

PmOB-表面处治用聚合物改性沥青

[15]标准。在此要评价环球软化点、弹性恢复以及塑性区间。由于黏度低并不是所有PmB的试验在此都要进行。但需要试验动态黏度[16]和内聚力(通过摆击)。

欧洲PmB标准什么时候能够颁布?

几乎在新SN发表的同时,2001年5月PrEN 14023[2]标准开始意见征集(调查)。新SN标准要使用到PrEN标准开始实施前,这在2003之前是不会结束的。到年末CEN成员国可能会对这一标准提出反对意见。从文件中明显可以看出来,EK也有不同的意见并提出了修改的意愿。在德国,沥青商也强烈地反对PrEN标准,因此可以预见PrEN的实施又会被推迟。无论如何瑞士标准最早在2003年,但是据估计可能会有所延后就会被欧洲标准替代。

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