Rheological properties of road bitumen binders modified with sbs polymer and polyphosphoric acid

• Autorzy: Sarnowski M.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.015.004

Warianty tytułu

PL

Właściwości reologiczne asfaltów drogowych modyfikowanych polimerem sbs i kwasem polifosforowym

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W celu poprawy właściwości lepkosprężystych asfaltów drogowych stosuje się powszechnie kopolimer typu styren-butadien-styren (SBS). Równocześnie trwają prace nad poszukiwaniem nowych rodzajów modyfikatorów, których stosowanie jest uzasadnione technicznie, jak również ekonomicznie. Nowym rodzajem modyfikatora asfaltów drogowych, stosowanym od ponad 15 lat głównie w USA, jest dodatek kwasu polifosforowego (PPA). Odziaływanie dodatku PPA na asfalt wywołuje efekt podobny do procesu utleniania asfaltu, tj. usztywnia lepiszcze, nie pogarszając jednak właściwości niskotemperaturowych. Kwas polifosforowy jako modyfikator asfaltu drogowego nie został dotychczas kompleksowo przebadany w Polsce. Jak dowodzą liczne zagraniczne badania, korzystny wpływ PPA na właściwości asfaltów i na trwałość mieszanek mineralno-asfaltowych jest uzależniony w dużym stopniu od rodzaju asfaltu wyjściowego. W artykule opisano wpływ modyfikatora PPA na właściwości reologiczne asfaltu pochodzącego z polskiej rafinerii.

EN

A commonly used method to improve the viscoelastic properties of road bitumens is polymer modification with styrene-butadiene-styrene (SBS). New binder modifiers are being searched for to provide a technically and economically justified alternative. A recent method of modification, which has been in use for over 15 years (mainly in the U.S.), is based on addition of polyphosphoric acid (PPA). The effect of modification with polyphosphoric acid is similar to that of oxidation, i.e. it increases the binder stiffness yet without compromising its low-temperature performance. The effect of modification with polyphosphoric acid has not been so far comprehensively tested in Poland. According to various reports from research projects carried out in different countries improvement of binder properties and durability of asphalt mixtures largely depends on the type of pure bitumen used. This paper describes the effect of PPA modifieron the rheological properties of a bitumen obtained from a Polish refinery.

Słowa kluczowe

PL

kwas polifosforowy; lepiszcze; polimer; właściwości reologiczne

EN

binder; polymer; polyphosphoric acid; rheological properties

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 14, no. 1
• Strony: 47--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sarnowski M.

• Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Baumgardner G.L., Masson J.F., Hardee J.R., Menapace A.M., Williams A.G.: Polyphosphoric acid modified asphalt: proposed mechanisms. Proceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists, Long Beach, California, 2005, 283-305
• [2] Bennert T., Martin J.V.: Polyphosphoric acid in combination with styrene-butadiene-styrene copolymer: mix fatigue resistance and permanent deformation evaluation. 4* Eurasphalt & Eurobitume Congress: Asphalt-Roads for Life, Copenhagen, 2008
• [3] Maldonado R., Fee D. : Bitumen modification with polyphosphoric acid. 4th Eurasphalt & Eurobitume Congress: Asphalt-Roads for Life, Copenhagen, 2008
• [4] Marcant B.: Polyphosphoric Acid Modification of Asphalt. Al Spring Meeting, TAC, Washington, 2004
• [5] Martin J.V.: Asphalt chemically modified with polyphosphoric acid. North East Asphalt User/Producer Group, Portsmouth, 2004
• [6] Orange G., Martin J.V.: Effect of Polyphosphoric Acid on Asphalt Properties. Performance Enhancing Additives in Asphalt - SCI, London, 2005
• [7] Sarnowski M.: Modyfikacja asfaltów i mieszanek mineralno-asfaltowych w aspekcie kształtowania właściwości reologicznych i adhezji. Rozprawa doktorska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2011
• [8] Gaweł I., Kalabińska M., Piłat J.: Asfalty drogowe. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2014
• [9] Kalabińska M., Piłat J.: Właściwości reologiczne asfaltów i kompozytów mineralno-asfaltowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1993
• [10] SybilskiD.: Modyfikatory i dodatki do asfaltów drogowych. Część 1. Modyfikatory lepiszcza. Drogownictwo, 2, 2000, 35-41
• [11] Isacsson U., LuX.: Characterization of bitumens modified with SBS, EVA and EBA polymers. Journal of Materials Science, 34, 15, 1999, 3737-3745
• [12] Piłat J., Radziszewski P.: Nawierzchnie asfaltowe. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2010
• [13] Jellema E.: Wysokomodyfikowany asfalt dla cieńszych i bardziej długowiecznych nawierzchni (HiMa Highly Modified Asphalt). XXIX Seminarium Techniczne PSWNA, Jachranka, 2013
• [14] Król J.: Nowa metoda analizy mikrostruktury asfaltów modyfikowanych polimerami. Roads and Bridges -Drogi i Mosty, 7, 4, 2008, 23-46
• [15] Martin J.V, Orange G.,Baumgardner G.: Performance of road asphalt improved by chemical modification and by combined chemical and polymer modification. Improved rutting and moisture resistance. Revue Generale des Routes et des Aerodromes, 843, France, October 2005
• [16] Bielański A.: Chemia ogólna i nieorganiczna. PWN, Warszawa, 1977
• [17] Jaroszek H.: Kwas polifosforowy w modyfikacji asfaltów drogowych. Chemik, 66, 12, 2012, 1340-1345
• [18] Giavarini C., De Filippis P., Santarelli M.L., Scarsella M.:. Production of stable polypropylene-modified bitumens. Fuel, 75, 6, 1996, 681-686
• [19] BonemazziF., Giavarini C.: Shifting the bitumen structure from sol to gel. Journal of Petroleum Science and Engineering, 22, 1, 1999, 17-24
• [20] Biro S., Fazekas B.: Asphalt rubber versus other modified bitumens. The Asphalt Rubber 2012 Conference Proceedings, Munich, 2012, 351-366
• [21] Błażejowski K., Olszacki J., Peciakowski H.: Poradnik asfaltowy. Wydawnictwo Orlen Asfalt, Płock, 2014
• [22] Radziszewski P., Kowalski K., Król J., Sarnowski M., Piłat J.: Quality assessment of bituminous binders based on the viscoelastic properties: polishexperience. Journal of Civil Engineering and Management, 20,1, 2014,111-120