1、1基于原材料对 SBS 改性沥青的影响分析摘要：SBS 改性沥青具有优良的技术性能，在我国高速公路上得到了广泛的应用。从理论的角度研究 SBS 改性沥青的影响因素，通过对 SBS改性沥青原材料的性质的试验研究分析，阐述了 SBS 改性沥青在使用工程中对其原材料的选择以及不同的选择所带来的效果差异，并提出提高要科学生产和使用改性沥青，为 SBS 改性沥青在路面的路用性能使用上起到了理论指导作用。 关键词：SBS 改性沥青；原材料；影响分析 Abstract: SBS modified asphalt has good technical performance and has been wide
2、ly used on the highway. This paper studies the influential factors of SBS modified asphalt from a theoretical perspective. Through the experimental study and analysis of the properties of SBS modified asphalts raw material, it states the different effects of the application of SBS modified asphalt t
3、o a project resulting from the different choices of the raw material of SBS modified asphalt. It further points out the need of the improvement of scientific production and application of SBS modified asphalt, thus providing a theoretical guidance for the usage and road performance of SBS 2modified
4、asphalt on the highway. Key words: SBS modified asphalt; raw material; analysis of the effects 中图分类号：TF526+.3 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 针对我国国土面积大，地域广，气候差异大的特点，为了提高路面的使用性能，延长使用寿命，沥青路面的技术应用水平和研究水平也达到了很高的层次。其中采用聚合物对沥青进行改性技术的应用，给沥青路面的发展带来了很大的效益改善。目前用于道路沥青改性最为普遍、效果较为显著的改性剂是热塑性弹性体 SBS（Styrene-Butadiene- Styrene)
5、。虽然 SBS 改性沥青是现在道路路用性能比较好的产品，但是在一些使用过程中并没有达到预期的效果。通过对 SBS 改性沥青的原材料性质试验分析，结果发现并不是所有的沥青都能与 SBS 很好的相容，在应用 SBS 改性沥青时应该了解和熟悉它的性质，否则会影响使用效果。因此，为了科学生产和使用改性沥青，保证工程质量及沥青路面使用的耐久性，分析原材料的组分对 SBS 改性沥青的影响是必要的。 2 SBS 改性沥青的特点 SBS 改性沥青兼有橡胶和塑料的特性，并且具有自身的结构特点，所以它对沥青性能的改善效果优于其他聚合物。SBS 主要有以下特点2： 3（1）耐高温、抗低温能力强，可以适用于温差较大的
6、地区； （2）弹性和韧性好，有效防止路面车辙病害； （3）具有良好的应变性能，提高路面的抗疲劳的能力； （4）提高路面的水稳定性和抗滑能力。 由于改性沥青是一个复杂的体系,在选择使用时会受到改性剂类型、掺量,基质沥青标号、油源等影响。这些因素的选择差异，对改性的效果也是不同的。 3 不同组分对 SBS 性能的影响 3.1 基质沥青 基质沥青是 SBS 改性沥青的基础,基质沥青的标号是表征沥青低温性能的重要参数,基质沥青的性质会影响到 SBS 改性沥青的效果，其低温性能受到基质沥青标号大小、油源的不同和改性剂的结构、掺量的多少的共同影响。通过大量的实验研究发现影响效果较大的是基质沥青的标号。基质
7、沥青的标号是在选择基质沥青时是需要重要考虑的问题，因为它影响改性沥青的相容性和改性沥青的性质。标号的大小直接影响着基质沥青的低温性能的好坏3。现选用 ESSO70#沥青和 90#沥青，并且添加相同剂量的 SBS 改性剂，对不同标号的基质沥青改性后的技术性质做比较。试验结果见表 1 所示。 表 1 不同标号基质沥青的改性效果对比 4通过试验结果可以看出： 1)沥青标号对改性效果有一定的影响， 90#沥青改性后延度及软化点的提升幅度比 70# 沥青改性后的提升幅度要高，表明沥青标号越高，对沥青的改性效果越明显4。 2)在实际的工程运行中，建议基质沥青可以根据实际情况尽量选用大标号的沥青，可以让 S
8、BS 充分发挥高分子聚合物的功效，达到改善沥青高温和低温的性能5。 3.2 SBS 类型和剂量 在实际工程中，SBS 改性沥青的性能差别很大，主要由于 SBS 类型和掺量的不同。改性剂类型和掺量的选择是项技术性要求很强的工作，在选择时要符合我国现行公路沥青路面施工技术规范 (JTJ040-2004)和公路改性沥青路面施工技术规范(JTJO36-98)中根据气候特征及使用功能对 SBS 改性沥青的技术要求标准。在确定时要考虑当地气候条件的差别、荷载的不同、运输、储存、施工现场的条件等方面，让使用了SBS 改性沥青的高速公路沥青路面使用性能达到预期的效果。 SBS 改性剂的选择与自身的结构和分子量
9、的大小有关。SBS 在沥青中能组成空间三维网状结构，主要有线型结构和星型结构两种。为了研究其对改性效果的影响，现采用同一生产厂家的 ESSO90#沥青，用不同的SBS 类型和剂量对改性沥青指标进行研究4。试验采用掺加相同剂量对不同类型的 SBS 和采用相同类型的 SBS 掺加不同剂量来分析其改性效果。其试验结果见表 2 和表 3 所示。 表 2 不同类型 SBS 改性效果对比 5表 3 不同掺量 SBS 改性效果对比 通过试验结果分析： 1)相同的 SBS 掺量下，星型 SBS 的增稠改性效果比线型 SBS 效果要明显。星型 SBS 的改性效果虽然好，但是在实践应用加工时，线型要比星型加工容易
10、的多。同时不仅使沥青高温稳定性大幅提高，而且低温性能也同时得到改善。能承受夏季酷暑和冬季严寒，具有良好的弹性，使其变形后的自恢复性及裂缝的自愈性得到极大的提高。在实际工程中，要根据当地的气候条件、车辆荷载和技术条件来选择改性剂。 2)相同剂量的同一 SBS 改性剂掺加到不同的基质沥青中，改性效果不相同，选择 SBS 时要考虑与基质沥青的配伍关系。 3)同一类型的 SBS，因生产厂家不同，对同一种沥青的改性效果也不一样。 4)随着 SBS 掺加量的增加，改性剂效果也随之增大，三大技术指标也在发生变化，改性沥青的软化点升高、针入度减小、粘度增大。但是SBS 掺加量不是无限制的，当 SBS 的加入剂
11、量增加到 4%以上时，改性沥青的性能指标变化幅度变小。因此，SBS 掺量将直接决定改性沥青的性能，特别是长期使用性能。在生产实践中需要根据需要的改性效果来选择适当的剂量，避免造成不必要的浪费6。 63.3 助剂 助剂是影响 SBS 改性沥青指标的重要参数。目前助剂的品种越来越多，适用范围也在不断的拓宽。 助剂在道路材料的使用中最常用的是稳定剂。由于 SBS 与沥青中的沥青质的特性不同，产生互不相容的现象。在贮存或者热运输过程中，SBS 可能会缩小面积，有自动凝结的倾向，凝结后的 SBS 会产生离析分层，破坏改性沥青的体系稳定。为了改善相容性来保证沥青体系的稳定，需掺加稳定剂。添加稳定剂的主要是
12、从改性角度体现物理向化学改性的转变，保证了在贮存时的稳定性，同时提高产品的路用性能7。为了研究掺加稳定剂后对改性沥青的影响，现采用 ESSO90#作为基质沥青，加入 4%的SBS 改性剂后，再掺入不同的稳定剂进行研究。 表 4 掺入不同稳定剂量的改性沥青的效果比较 通过改性效果分析: 1)随着稳定剂量的增加，针入度逐渐在减小且变化趋于平缓、延度也在减小、软化点在增大。使沥青与 SBS 改性剂的交联程度变强，形成网状结构，提高了 SBS 与沥青之间的相容性。 2)对于不同的基质沥青的改性，添加稳定剂的比例以及工艺技术也是不相同的。掺加不同的助剂、不同的掺量对 SBS 改性沥青的影响效果差异较大,
13、应根据工程的实际情况,选择合适的助剂和掺量。掺量过小，稳定效果不明显；掺量过大，降低改性沥青的变形能力。 74 结语 试验结果表明，原材料的选择影响着 SBS 改性沥青的改性效果。特别是基质沥青、SBS 类型和剂量、助剂等。其主要结论是: 1) SBS 改性沥青的性质与基质沥青有关，在制备合格的改性沥青成品时，必须首先解决改性剂和基质沥青的相容性，考虑到基质沥青的标号和组分。标号太小，会影响低温性能的改善；标号太大，高温性能可能会难以满足。 2）SBS 类型的选择应该根据实际生产需要选用合适的。其受到类型、掺量、生产厂家、生产牌号等不同的影响，改性效果就不同。SBS 剂量的掺加，在实际生产中根
14、据需要量掺加，不能为了节约成本，掺量达不到设计的要求；也不能追求高指标时，生产过多，造成浪费。 3）助剂的添加有助于获得性能好、存储稳定的 SBS 改性沥青。但在SBS 改性沥青中，稳定剂的掺量不能过多或过少，最好达到最佳掺量，充分发挥稳定剂的稳定效果。 原材料的种类很多，不同的参数和不同的微观结构都影响着 SBS 改性沥青的技术指标，需要大量的试验研究找出更多的影响因素。 参考文献： 1 道路建筑材料（第三版）M.北京:人民交通出版社，2002 2 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能M.北京:人民交通出版社，2001 83 杨林江，李井轩.SBS 改性沥青的生产与应用M.北京：人民交通出版社，
15、2001 4 宋群国，高榕，孙己龙.原材料对 SBS 改性沥青性能的影响分析.公路交通科技，2011,10 5 吴文浩. SBS 改性沥青关键技术参数对混合料路用性能的影响研究D.西安：长安大学，2011 6 YUAN jian-an(原建安)，ZHAO Ke（赵可）.Effect of modifier quantity on the properties of modified asphalt(改性剂剂量与改性沥青性质)J.Petroleum asphalt(石油沥青)，2000,13（4）10-14. 7刘登武. 原材料参数对 SBS 改性沥青指标的影响及 SBS 剂量针入度法测试技术研究D.西安：长安大学，2011 作者简介：谷彩红，女，硕士研究生，主要从事道路与铁道工程方向。
