SBS改性沥青现场加工工艺在永古项目的应用.doc

1、1SBS 改性沥青现场加工工艺在永古项目的应用摘要：永古路面三标路线全长 31.08 公里，沥青中、上面层结构分别为 AC-20C 与 AC-16C，沥青均为 SBS 改性沥青。本文通过介绍 SBS 改性沥青现场加工流程、过程控制，确定了本项目 SBS 改性沥青现场加工工艺，为以后类似工程积累经验。 关键词：SBS 改性沥青；现场加工；工艺 中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 改性沥青是在沥青中加入一定量的改性剂，使沥青在感温性、稳定性、耐久性、粘附性、抗老化性等方面都得到全面改善，提高沥青路面的使用性能。因此，相继出现了 SBS、SBR、EVA、PE 等沥青改

2、性剂。在众多的改性剂中，SBS 改性剂脱颖而出，主要由于 SBS 改性沥青具有以下特点：首先它既能满足高温性能的要求又能满足低温性能的要求，并且具有良好的弹性恢复性能。在炎热地区、温暖地区或者寒冷地区都是适用的；其次它既能用于轻型车辆的道路沥青改性，又能用于高速公路、一级公路，特别是重型车比例大，超载较多的主干线公路沥青改性；再次，SBS 改性沥青加工手段简单，成本低，来源广泛。 2 项目工程概况及 SBS 改性机理 2.1 工程概况 2本合同段桩号为 K2352+000-K2383+080，全长 31.08km。沥青结构层工程量为：4cm 厚中粒式改性沥青混凝土（AC-16C）68 万平方米

3、，5cm 厚中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）68 万平方米，7cm 厚密级配沥青碎石（ATB-25）62 万平方米。 2.2SBS 改性沥青改性机理 沥青改性是一个物理共混过程，与沥青具有良好相容性的大分子聚合物加入沥青后，通过溶胀与吸附可使沥青的组分构成发生一定的变化。采用阴离子聚合制得 SBS 嵌段共聚物，属于热塑性弹性体，具有多相结构，每个丁二烯链段（B）的末端都连接一个苯乙烯嵌段（S） ，两端的苯乙烯嵌段聚合物在一起形成物理交联区域，成为分散相，而聚合在一起的丁二烯链段形成连续相，SBS 通过聚苯乙烯的聚集形成一种三维结构，聚苯乙烯末端基团使沥青强度增加；PB 和 PS 链段使 S

4、BS 具有两个玻璃化温度，Tg1 为-80左右，Tg2 为 90左右。两个玻璃化温度使沥青呈现出高弹性的特点，在高温下不软化，低温下不发脆。当 SBS 分散到基质沥青中时，原来的胶体结构平衡被破坏，SBS 吸附沥青中的饱和分和芳烃，并发生溶胀现象，建立新的胶体结构体系，在沥青中形成弹性的网络结构，这种网络结构具有理想的弹性、塑性和延伸性，使沥青的性能得到全面改善。 3SBS 改性沥青现场加工工艺 3.1 采用设备及原材料 3.1.1 采用设备 1）基质沥青罐：容量 100t 32）改性沥青基质沥青加热罐： 容量 50t 3）基质沥青与改性剂溶胀罐：容量 5t 4）溶胀罐搅拌机： 1 台，功率为

5、 5.5KW，转速为 1440r/min 5）剪切机：高速剪切胶体磨，电机功率为 75KW，转速为2970r/min。 6）发育罐：容量 50t。 7）发育罐搅拌机： 每台搅拌机功率为 5.5KW，转速为 1440r/min。 3.1.2 采用原材料 1）基质沥青：进口韩国 SK 基质沥青。 2）改性剂：中国石化重庆巴陵化工有限公司生产的改性剂。 3）稳定剂：交通部科研院生产。 3.2 生产工艺 3.2.1 生产配方的确定 通过试验数据对比，确定改性配方为 SBS 改性剂添加量 3.6%、稳定剂添加量 1.5时，各项指标均能符合要求。但是，在生产过程中出现软化点指标不稳定现象，随后对改性剂掺量

6、进行调整，当生产中 SBS 改性剂添加量调整为 4%时，软化点处于稳定状态。因此，确定生产中 SBS 改性剂掺量为 4%，稳定剂添加量相应改变。 3.2.2 基质沥青到场及检测 基质沥青为进口韩国 SK 石油沥青。基质沥青到达宁波港后运至兰州沥青库，然后再运至兰州永登县沥青库，再由永登县沥青库运至工地加工现场。基质沥青到场后，试验室对基质沥青各项指标进行取样检测，4检测合格后泵入基质沥青罐（见图 1） 。 3.2.3 沥青溶胀 1）改性前，基质沥青须加热至 175。 2）将加热至 175的基质沥青泵入溶胀罐，基质沥青泵入量采用流量计进行准确计量。沥青拌和站正常生产情况下，基质沥青改性连续进行，

7、一般一个过程为 20t。沥青拌和站不生产情况下，基质沥青可以不连续进行改性，一般以 5t 为单位进行基质沥青改性。溶胀罐容量为 5t。 3）基质沥青泵入溶胀罐后，按确定的改性沥青改性剂掺量投入一定量的 SBS 改性剂，在溶胀罐中，搅拌装置充分搅拌，使改性剂与基质沥青充分拌合。改性剂采用人工按事先确定的改性剂剂量连续投入溶胀罐。沥青拌和站正常生产情况下，基质沥青改性连续进行，以 20t 为单位进行一个过程，这一个过程需要的改性剂则为 800kg，即 20t 基质沥青的 4%。一袋改性剂的容量为 15kg，则需要人工连续投入大于 53 袋小于54 袋的改性剂。 沥青拌和站不生产情况下，基质沥青可以

8、不连续进行改性，一般以5t 为单位进行改性。基质沥青泵入溶胀罐满 5t 后，关闭基质沥青罐与溶胀罐之间的阀门。在往溶胀罐泵入基质沥青的同时，人工投入改性剂，投入量为基质沥青的 4%，即投入的改性剂为 200kg，则需要投入大于 13袋小于 14 袋的改性剂。改性剂投入过程中，溶胀罐顶部搅拌机保持搅拌状态。搅拌时间一般控制在 10-15 分钟。 3.2.4 改性沥青改性剂剪切研磨 5将充分溶胀的 SBS 改性沥青泵入剪切机。现场采用 2 台高速剪切胶体磨进行剪磨。SBS 改性沥青分别经过 1 号、2 号剪切机后，改性剂被充分剪切研磨，与基质沥青充分融合。 沥青拌和站正常生产情况下，基质沥青连续改

9、性，20t 沥青连续泵入溶胀罐，改性剂连续投入溶胀罐，与基质沥青充分溶胀后，流经剪切机剪磨，流经剪切机流量现场一般控制为 250kg/min（4.2kg/s） ，则 20t 改性沥青剪磨时间一般控制为 80 分钟。 沥青拌和站不生产情况下，基质沥青改性以 5t 为单位进行，将 5t沥青泵入溶胀罐，投入 4%的改性剂，及基质沥青充分溶胀后，流经剪切机剪磨，流经剪切机流量现场一般控制为 250kg/min（4.2kg/s） ，则 5t改性沥青剪磨时间一般控制为 20 分钟。 3.2.5 改性沥青发育 充分溶胀并剪磨的改性沥青泵入发育罐后，保持发育罐中沥青温度达到 178-180，即开始搅拌，搅拌要

10、强烈，发育时间一般为 1 小时（连续作业与间断作业情况下发育时间均为 1 小时） 。达到发育时间后，连续作业情况下，直接泵入改性沥青成品罐；间断作业情况下，改性沥青达到发育时间后，需投入一定量的稳定剂。稳定剂由交通部公路科学研究院自制，掺量一般为 1.2，如 20t 改性沥青，则需投入稳定剂量为24kg，其作用为延缓改性沥青中改性剂的离析时间。 3.3SBS 改性沥青现场加工工艺结论 经过对基质沥青经现场加工后的成品 SBS 改性沥青各项试验指标的检测，各项指标均为合格，因此，永古路面三标 SBS 改性沥青现场加工6工艺是成功的，这充分论证了永古路面三标在 SBS 改性沥青现场加工过程中，从原材料、配方确定、沥青溶胀、改性剂剪磨、改性沥青发育、过程质量控制等是成功而合理的，证明了本项目 SBS 改性沥青现场加工工艺是成功的。 4 结语 通过本项目 SBS 改性沥青现场加工，为以后类似工程积累了经验，促进了对 SBS 改性沥青研究应用的深入和发展。随着经济与科技的不断发展，SBS 改性沥青的研究将不断深入，现场加工工艺也将随之不断提高和改进。 作者简介: 龚卫勇男 1971.12 大专 工程师