SBS改性沥青解读
改性沥青
一、SBS改性沥青概述SBS改性沥青是在原有基质沥青(AH-70)的基础上，掺加2 5％、3 0％、4 0％的SBS改性剂，改性后的沥青，与原沥青相比，其高温粘度增大，软化点升高。
在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。
在SBS改性沥青生产过程中进行了大量的室内试验，生产后对其技术指标进行了现场实验，实验结果表明，外掺3 0％SBS的改性沥青，软化点、针入度等指标均满足改性沥青规范要求，可用SBS改性沥青做沥青混合料的配合比设计。
二、SBS沥青混合料的配合比设计为了使设计的混合料能够达到实施效果，需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以下要求，希望能够引起注意。
(一)原材料要求1、粗集料1)粗集料应洁净、干燥，无风化、无有害杂质，且具有一定硬度和强度。
2)粗集料应具有良好的颗粒形状，破碎砾石用于高速公路、一级公路时，应采用大砾石破碎，并至少应有两个以上的破碎面。
3)于抗滑表层粗集料应选择硬质岩(中性或基性火成岩)。
2、集料细集料包括人工砂、天然砂。
沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料，细集料应洁净、干燥，无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成，并与改性沥青有良好的粘附性，天然砂由于质量变化大(大部分为中粗砂)，形状较圆滑，与沥青的粘附性差，对沥青混合料影响较大。
对于高速公路、一级公路沥青混合料，天然砂的含量不宜超过20％，可用0—3mm的石屑粉代替天然砂。
3、填充料用于改性沥青混合料面层的填料应洁净、干燥，其质量应符合《公路沥青路面技术规范》规定的技术要求。
1)改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石(石灰岩、岩浆岩)等增水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥，洁净，不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉。
2)采用水泥、消石灰粉做填料时，其用量不宜超过矿料总量的2％。
3)对于沥青表面层混合料不推荐使用在混合料生产排回收粉，当塑性指数小于4且亲水系数小于0 8时，经过试验可以部分的使用，回收粉用量每盘不能超过矿粉总量的四分之一。
试析SBS改性沥青性能影响因素
试析SBS改性沥青性能影响因素1、序言目前，采用聚合物对道路沥青进行改性是提高和改善沥青混合料路用性能的一种重要措施，常用的改性剂有SBS、SBR、PE等。
其中，SBS类改性沥青与原始沥青相比，在稳定性能、内聚附着性能、拉伸能力、弹性性能、温度性能、抗老化性能等方面，均有明显的改进和提高，被广泛应用于路面工程。
在多年的研究实践中，人们发现SBS改性沥青性能受到SBS掺入量、基质沥青、SBS自身性质等多种因素的影响。
本文拟从SBS改性沥青的原材料入手，试图对其主要影响因素做一个综合研究探讨，从而达到指导沥青改性用SBS生产的目的。
2、SBS改性沥青机理沥青的改性主要是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。
SBS是一种高聚合物，易因吸收沥青中的饱和分而发生溶胀，溶胀后的SBS 极性更接近胶质；沥青与SBS挤压部分的相容性也会改变沥青组分的分布，进而影响沥青的相态转变；聚合物粒子对沥青组分的良好吸附和沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀是提高沥青性能、对沥青进行聚合物改性的基础，沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程，这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间结构产生很大动态影响，直接会影响到改性后沥青的性能。
3、影响因素3.1 SBS改性沥青效果与基础沥青的关系研究表明，沥青和SBS的相容性与基质沥青的构成紧密相关关，因此，沥青组成将直接影响改性效果。
沥青中沥青质含量的增加，可以有效的改善改性沥青的应力应变特性，但与此同时，也影响改性剂在沥青中的相容稳定性。
另外，随着沥青中的芳香分增加，高聚物吸收饱和分小分子致其比表面积增加，有助于改性沥青沥青形成相容稳定体系，相反，芳香分的过多，则会明显降低改性沥青的内聚力和软化点。
3.2 SBS掺入量对改性沥青性能的影响SBS的掺入引起了沥青组分的重新分配，其中，饱和分明显减少，胶质、芳香分及沥青质都有不同程度的增加。
改性剂是一种高聚物，在沥青中溶解是一种溶胀过程，饱和分等小分子由于运动较快，会快速渗透进高聚物内部，使其体积膨胀，另外，如果高聚物的分散度较大，比面积增大，饱和分小分子进入几率增大，所以改性后饱和分含量明显减少。
SBS改性沥青防水卷材的知识介绍
注：表中1～6项为强制性项目
SBS改性沥青防水卷材的外观质量应符合以下要求：
（1）成卷卷材应卷紧、卷齐，端面里进外出不得超过10mm。
（2）卷材在4～50°C温度区间内应易于展开，在距卷芯1m长度外不应有长度在10mm以上的裂纹或粘结。
（3）胎基应浸透，不应有未被浸渍的条纹。
（4）卷材表面必须平整，不允许有孔洞、缺边、裂口，矿物粒（片）料粒度应均匀一致并紧密地粘附于卷材表面。
（5）每卷接头处不应超过1个，较短的一段不应少于1000mm。
接头应剪切整齐，并加长150mm。
SBS改性沥青防水卷材生产时应注意控制好以下几点，以保证卷材质量：
（1）控制好SBS的掺量。
在沥青中的SBS必须形成网络结构，才能很好地改变沥青的低温柔性和综合性能，因此SBS的掺量不宜少于12%；
（2）SBS与沥青应混合均匀；
（3）胎体的质量直接影响卷材的强度、延伸和耐久性，应选用具有一定强度和延伸率、耐腐烂能力强的聚酯毡或玻纤毡；
（4）卷材和产过程中应注意控制好卷材的厚度和厚薄均匀程度。
SBS改性沥青SUP详解
SBS改性沥青SUP-13本大修路段沥青路面上面层采用改性沥青SUP－13结构。
Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。
在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我院的试验、研究成果提出如下技术要求。
6.1.1 原材料的技术要求1、改性沥青改性沥青采用SBS改性沥青，其技术要求见表6.1-1。
表6.1-1 SBS改性沥青技术要求2、粗集料粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，粒径大于2.36mm，应采用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制针片状颗粒含量。
粗集料的技术性质应符合表6.1-2的规定。
表6.1-2 粗集料技术要求3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的机制砂，石质与粗集料相同，禁用采料场的下脚料。
其尺寸规格于表6.1-3。
表6.1-3细集料规格要求注：（1）视密度不小于2.6g/cm3；（2）砂当量应不小于60%（宜控制在70%以上）；亚甲兰值不大于25g/kg；（3）小于0.075mm质量百分率宜不大于12.5%；（4）棱角性不小于30s。
4、矿粉采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。
矿粉必须干燥、清洁，技术性质应符合表6.1-4的规定。
拌和机生产中回收的粉料不得用于拌制沥青混合料。
表6.1-4 面层用矿粉的技术要求注：亲水系数宜不大于0.8。
5、抗剥离剂当集料与沥青的粘附性达不到规定要求时，应加入抗剥落剂。
抗剥离剂宜采用非胺类化合物，应选用有较强抗老化性能、与沥青配伍性能良好、符合环保性能的产品。
技术要求包括：密度与沥青相同或接近；PH值宜大于7；常温下为液态，凝固点小于0℃；掺入沥青后（按沥青质量0.4%加入）与集料的粘附性能提高到5级；拌制的沥青混合料在163℃老化5小时后，残留稳定度不小于85%，冻融劈裂强度比不小于80%；液态抗剥离剂应保证贮存两年以上不失效。
SBS-(R)改性沥青工艺及特点
SBS-（R）聚合物复合改性沥青技术特点及生产工艺流程介绍一、聚合物复合改性沥青技术特点聚合物改性沥青是在基质沥青中加入一定量的高分子聚合物材料—即改性剂，通过专用设备—改性沥青设备中的胶体磨加工而得到的一种特殊沥青。
经过改性后的沥青—改性沥青可以弥补普通重交沥青的路用缺陷，大大提高其高、低温和抗老化性能，从而基本消除高温拥包、车辙及低温开裂等现象，大大路面质量，延长道路使用寿命。
聚合物改性剂品种分为多种，在我国目前主要用的是SBS、SBR、EV A、PE这几种。
根据改性剂使用的品种数量又分为单一改性和复合改性。
单一改性就是在改性时只用一种改性剂，现在用的最多的是SBS，复合改性是在改性时同时使用二种或以上的改性剂，目前在我国使用的不太多，但其性能比单一改性要好，成本和加工技术水平要求高。
北京首都机场东跑道就是采用SBS+PE的复合改性，其质量和使用效果非常好，十年来在每年几十万架次大型飞机起降冲击和摩擦下，没有出现任何问题，该技术也获得了国家科技进步成果二等奖。
我们在安楚高速公路上采用的SBS-（R）改性沥青技术，是在世界改性沥青权威、聚合物改性沥青国际专利发明人——奥地利的施托罗姆先生（Mr. Strommer）的指导下，结合我们自己的橡胶技术和多年积累的改性沥青工作经验而独创的一种复合改性沥青技术。
该技术的关键是在沥青中同时加入SBS和SBR，经过改性设备加工好后再加入我们自己研制的专用分散稳定剂，从而使SBS和SBR这二种不同的改性剂能均匀并充分地分布溶解在沥青中，经过发育，改性剂被打碎的分子链将重新连接，形成的不是象一般改性沥青那样形成桥接，而是一种更牢固、更稳定的织构态。
因此复合改性比单一改性的性能指标及路用效果更好。
一般来说，不同品种的改性剂其性能特点和作用是不一样的。
比如，PE的抗高温性能非常突出，而SBR的低温性能是独一无二的，则SBS中和了上二种改性剂的特点，高低温性能都很好，但没有他们突出，但其可加工性最好。
SBS改性沥青简介
SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
特性1.温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力2.有较好的抗车辙能力，其弹性和韧性好3.提高了路面的抗疲劳能力，特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力，可减少路面的永久变形4.粘结能力特别强，能明显改善路面遇水后的抗拉能力，并极大地改善了沥青的水稳定性5.提高了路面的抗滑能力6.增强了路面的承载能力7.减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象8.减少因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下（180℃以上），与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。
橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料，主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。
作用1.提高沥青混合料的耐久性和抗疲劳寿命。
2.改善抵抗路面产生疲劳裂缝和反射裂缝的能力，这是由于高的粘结剂含量、沥青膜厚度和良好的弹性所致。
3.改善高温抗永久变形能力（车辙、拥包）4.改善抗低温裂缝的能力。
5.提高了薄层罩面的耐久性和使用性能，降低了路面成本。
6.降低噪声，改善了行驶舒适性。
特点1.降低了沥青加温的温度，防止沥青的高温老化，防止接近闪点带来的不安全因素。
2.由于施工的和易性改善，明显提高了压实度，这样更增加了抗车辙能力。
3.由于可降低沥青温度，可有效节约拌和成本。
4.橡胶沥青在高温下具有较大的弹性和弹性恢复能力，可以改善路面抗变形能力和抗疲劳开裂的性能；具有较好的高低温性能，降低了沥青对温度的敏感性；同时，橡胶沥青具有粘度高、抗老化、抗氧化能力强等特点；开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功能高、减少雨天行车溅水、改善视野、降低噪音，大大提高路面行车安全和舒适性；橡胶沥青的应用不仅有利于环境保护，节约自然资源，还有利于改善人类的生存环境。
江苏省高速公路沥青路面中面层(SBS改性沥青-AC-20S)解读
江苏省高速公路沥青路面中面层(SBS改性沥青-AC-20S)解读
背景
高速公路是国家经济发展和社会建设的重要载体，也是展示地区发展水平的窗口。
其中，路面是高速公路建设中不可缺少的重要部分。
而沥青路面是目前高速公路路面使用最为广泛的一种材料，其作为路面材料的使用历史已经超过100年。
近年来，为了适应不同的气候环境和车流量，各地开始使用SBS改性沥青来增强路面的性能和耐久性。
SBS改性沥青
SBS改性沥青是指将聚合物SBS（丁苯橡胶-苯乙烯共聚物）与沥青混合使用，从而提高沥青的变形性、延展性和抗老化能力。
SBS是一种高分子材料，它具有良好的粘附性、弹性、耐磨和耐化学腐蚀等特性。
将其加入沥青中，可以增加沥青牢固度和耐磨性，使路面的性能更加出色。
AC-20S
AC-20S是一种常用的SBS改性沥青混合料型号。
具体来说，AC代表沥青混合料的标准型号（Asphaltic Concrete，或称沥青混凝土），20代表其耐高温性能，即其可在20℃以下温度下正常使用，S代表中面层（Surface）。
AC-20S通常用于中面层，其主要特点包括：
•耐高温性能好
•具有良好的延展性和强度
•耐水性能好，不易受水湿环境的影响
•耐冷性能较弱，需在寒冷地区进行保温
江苏省高速公路采用AC-20S作为路面中面层的原因是其耐磨、耐老化、耐高温和增强路面性能的特点，可以提高路面的疲劳寿命和耐久性能。
江苏省高速公路采用SBS改性沥青AC-20S作为路面中面层，可以提高路面的性能和耐久性，适应不同的车流量和气候条件。
随着人们对高速公路技术的不断研究和探索，相信高速公路的路面材料会更加科学、先进和环保。
SBS改性沥青工艺原理解析
• 聚苯乙烯分子链段间的距离增大
聚苯乙烯段
相似 相容
相容剂芳香分苯环
• 降低聚苯乙烯分子链段间的作用力 • 减弱链段间相互运动的摩擦力 • 促使聚苯乙烯链段运动能力增强 • 微区的强度减弱
SBS
• 微区自身的运动加剧 • 促进SBS在沥青中分散更均匀
导致
聚丁二烯段 溶胀 相容剂饱和分
聚丁二烯连续相更加松散,增加SBS的 表面积,SBS和沥青及稳定剂的接触机 会增多。SBS更好地交联。
•
SBS用量
•
相容剂用量
•
稳定剂用量
•
反应温度
1.沥青的组成成分
沥青质
沥青
胶质 饱和分
分子量》1000，极性最强 核心物质----含量越大，软化点越高
针入度小，延性低
分子量》500，极性较强 具有塑性和粘滞性，提高延度 胶溶剂 是沥青质在沥青胶体体系中
的分散剂 分散介质
芳香分
分散介质
2.SBS的构成成分及特性
（相容剂较少）不稳定的改性沥青溶胀、分散、稳 定
（相容剂合适）稳定的改性沥青溶胀、分散、稳定
SBS在沥青中的分散状态
溶胀的SBS和胶质、沥青质混合物在沥青中的分散状态决定了 SBS一沥青混合体系的稳定性。当溶胀的在沥青中呈团絮状分 散时,改性沥青体系不稳定;当溶胀的SBS在沥青中形成发达的 空间网络结构时,改性沥青体系稳定。
更大等
SBS反应稳定过程
由改性沥青稳定机理模型可知,SBS吸收相容剂和沥青中轻组 分而溶胀,在高温剪切作用下被分散到沥青中,在稳定剂作用下形 成交联网状结构,沥青被包裹在网络中,网络结构的稳定性决定了 改性沥青的稳定性。当SBS在沥青中分散均匀,形成稳定的空间 网络结构,不发生絮凝和分层,分散状态不随时间而变化时,改性 沥青就稳定;否则,改性沥青不稳定。
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汇报人：邹莉 专业：物理化学
2
一、石油沥青
是指原油经过减压蒸馏等过程得到的作 为沥青用途的石油产品。多为暗褐色到黑褐 色的固态或半固态粘稠状物质。主要含有烃 类及非烃类衍生物，其性质和组成随原油来 源和生产方法的不同而变化。可溶于苯、二 硫化碳和三氯乙烯等有机溶剂，为稳定的胶 体分散体系。
石油沥青的用途
石油沥青主要应用于道路铺设和建筑工程 上，也广泛应用于水利工程、管道防腐、 电器绝缘和油漆涂料等方面。
思考题
1、说明石油沥青的三大主要性能指标及 其含义。
2、道路石油沥青的要求有哪些？ 3、试简单说明SBS改性沥青是如何生产
出来的？
1
石油沥青的三大性能指标
1、针入度(Penetration)
2）增大了沥青的粘附性和粘韧度，提高 了沥青与沙石料的结合力，改善了沥青 混合料的强度和防水能力，增强了沥青 路面的耐久性。
1
3）降低了沥青的温度敏感性，使沥青的 针入度和软化点下降、弹塑范围扩大， 耐流动变形性能力得到改善，改善沥青 的低温屈挠性和高温抗流动性能。使沥 青路面平坦性能和抗车辙性能得到提高， 使行车速度提高，路面维护减少。
1
SBS改性沥青生产流程
1、主要设备 2、工艺流程 3、SBS改性技术要求
1
1
1
1
Petroleum asphalt
1
1
聚合物 热塑性橡胶(SBS)
改性
改
剂
低温抗裂性
废橡胶粉废塑料
改善粘附性
抗剥离剂：金属皂、消石灰等
性
沥
改善耐老化性
抗老化剂：受阻粉、受阻胺等
青
物理
矿物填料：炭黑、硫磺、石棉等
改性
玻璃纤维格栅、塑料格栅、土工布等
废橡胶粉
调和沥青 沥青工艺
掺加天然沥青（湖沥青、岩沥青、海底沥青 半氧化沥青、泡沫沥青等
1
SBS改性剂
(1) 定义：在规定条件下，使沥青产品的标准试样 延伸至断裂时的最大比度，以cm为单位。（规定 条件：25℃，拉伸速度5cm/min）
(2) 意义：表示在应力作用下的稠性和流动性，也 表示在拉伸到断裂前的伸展能力。延度越大，表 明沥青的延展性越好，越不易出现裂纹。
道路石油沥青的延度一般在80~100cm(15℃) 建筑石油沥青的针延度一般在1.5~3.5cm(25℃)
SBS全名为热塑性丁苯橡胶（苯乙烯-丁 二烯嵌段共聚物）
SBS 高分子链具有串联结构的不同嵌段， 形成类似合金的组织结构，有星形和线 形两种结构。
外观为白色或浅黄色多孔圆条或圆片形 小颗粒。
SBS改性剂的作用
1）改变了沥青流变学性质，提高了粘弹 性和延性，大大增加了路面的抗冲击能 力、抗开裂能力、耐磨耗能力，可延长 沥青路面的使用寿命。
延 度测定仪
石油沥青延度测定仪
1
3、软化点（Soflening Point）
(1) 定义：指石油产品在规定条件下软化到一定稠 度时的温度，以℃为单位。
(2) 意义：表明石油沥青的耐热性能。软化点越高， 沥青的耐热性能越好，高温受热下不会迅速软化， 有较高的粘滞性。可使所铺路面不易受热变形； 但如果太高，会给铺浇施工带来困难。 道路沥青的软化点一般在40~55℃。 建筑沥青的软化点一般在60~95℃。
(1) 定义：在规定条件下，标准针或锥垂直穿入固体 或半固体的深度，以1/10mm为单位。
(2) 意义：表示石油沥青的硬度。针入度越大，表明 沥青越软，稠度越小。 道路石油沥青的针入度一般在40~140(1/10mm) 建筑石油沥青的针入度一般在10~50(1/10mm)
针入度测定仪
针入度测定仪
2、延度（ductility）
改性沥青的作用
聚合物改性沥青可以改善路面性能, 提高路 面质量。不仅可以大幅减少车辙和温缩裂缝, 而且在坑槽、剥落和温度敏感性方面也起到 了良好的作用。
聚合物改性沥青在交通繁忙街道、飞机场跑 道、超载车道和赛车跑道等方面已有大量成 功的应用。
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改性沥青的分类
改善力
高温稳定性
合成橡胶
掺加 学性能 耐疲劳性
软化点测定仪
道路石油沥青
要求： 1）在施工和使用时的温度下具有适当的稠度； 2）与集料有良好的粘附能力和一定的强度； 3）性能衰变缓慢，有良好耐久性和使用寿命； 4）有良好的施工性能和安全性。
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沥青洒布车
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、改性沥青
含义：是指“掺加橡胶、树脂、高分子 聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外 掺剂(又叫改性剂) ；或采取对沥青轻度 氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的 性能得以改善而制成的沥青结合料”。