SBS改性沥青路用性能的研究
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改性沥青在新疆地区道路的应用研究
作者简介 ： 李林萍 （９ ８ ，女 ，河南人 。讲 师 ，硕士 ，从事道 １６ 一） 路工程与道路 建筑 材料研 究及道 路工 程管理 。Ｅｍａ ： － ｉ ｌ
１ ８ ６ ０ ０＠ １ ６ ｔ ｎ 。 １ ９ ９ ８ ｐ ２ ． ｏ ｉ
（ Ｅ 、无规 丙 乙烯 （ Ｐ ） Ｐ） Ａ Ｐ 、丁苯 胶 乳 （ Ｂ 、苯 Ｓ Ｒ） 乙烯 一丁二烯 一 乙烯嵌段 共聚物 （ Ｂ ）及 环氧树 苯 ＳＳ
脂等。Ｓ Ｓ改性沥青 由于高 温下不软化 ，低 温下不发 Ｂ 脆 ，使用温度范 围宽 ，力学性能 良好 ，成 为新疆地 区
首选 的改性沥青 。
中图分类号 ：Ｕ １． １ ３ ４ ６ ２６ ．
０ 引 言
文献标志码 ：Ａ
一
文章编号 ：１０ ８ ２ （００ ０ ０ １ ０ ０３— ８ ５ ２ １ ）４— ０２— ３ 般 用 于 沥 青 改 性 的 聚 合 物 主 要 有 聚 乙 烯
沥青路面 以其优越的路用性能 ，在世界 范围 内推 广使用 。在高等级公路 中 ，它作为一种无接缝 的连续 式路面 ，以其足够的力 学强度 ，对行车荷载 有 良好承
路面约 占 ７ ５％ 。
ＳＳ（ Ｂ 热塑性丁苯 橡 胶 ）是 热 塑性 橡胶 的一种 ， 它是苯 乙烯和 聚丁二烯组成 的双嵌 段共 聚物。在 Ｓ Ｓ Ｂ
的嵌段物 中，聚苯乙烯和聚丁二烯 聚集 在一起 ，形成 许多约束成分 的物理交联区域 ，因其 中嵌 段是柔软 的 聚丁二烯链 段 ，这就形 成 了网状结构 。实质上 ，Ｓ Ｓ Ｂ
１ Ｓ Ｓ简 介 Ｂ
受力 ，行车平稳 、无扬尘 、振动小 的特点在 现代 高等 级公路建设 中占有很大的份额 。据资料显示 ：美 国的 高速公路约 ９ ３％为沥青 路 面 ，１ ３本高速公 路 中沥青 路面约 占 ９ ４％ ，在世界范围内约有 ８ ０％的路面为沥
对SBS改性沥青的性能研究
对 Ｓ Ｓ改性沥青的性能研 究 Ｂ
Ｐｅ ｆ ｍ ａ ｃ ｕ ｉ ＢＳ ｏ ｆｅ ｐｈａ ｔ ｒ ｏｒ ｎ ｅ Ｓｔ ｄｙ Ｏ ｌＳ Ｍ ｄｉ ｄ Ａｓ ｉ ｌ
吴 凯 旋 Ｗ ｕＫａｘ ａ ｉｕ ｎ
（ 广州 市市 政工程 维修 处 ， 州 ５ ０ ０ ） 广 １０ ０
关键 词： Ｂ Ｓ Ｓ改性 沥青 ； 入度 ； 化 点； 针 软 延度 ； 变特性 流
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ：Ｓ３ ｄｆｅ ｐ ａ ｔ ｅ ｄｅ ｐ ｎ ｔａ ｉｎ； ｏ ｅ ｎ ｏｎｔｄｕ ｔｉｙ ｒ ｅ ｌｇｃ ｌｂ ｈ ｖｏ ｙ ｒ ｓ ＩＳ ｍｏ ｉ ｄａ ｈ ｌ；ｎ ｅ ｌ ｅ ｅｒｔ ｉ ｓ ｏ ｓ ｆ ｎｉｇ ｐ ｉ ； ｃｉ ｔ； ｈ ｏｏ ｉａ ｅ ａ ｉｒ ｔ ｌ
（ ａｇｈ ｕＭｕ ｉｉａ Ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｉｔ ａ ｃ ｏ ， ａ ｇｈｕ５ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｇｕｎ ｚｏ ｎｃｐ ｌ ｏｓｒ ｔ Ｍａ ｅ ｎ ｅＲｏｍ Ｇｕ ｎ ｚｏ ０ ０，ｈｎ ｕ ｎ ｎｎ １
摘 要 ： Ｓ Ｓ改性 沥青进行 不 同温度及 不 同贯入 时 间下的针入 度试 验 ， 对 Ｂ 以此来评 价 沥青 的流 变特性 及路 用性 能 ； 析 了 Ｓ Ｓ 性沥青 的软 分 Ｂ改 化 点 随着混合 过程 的 变化 而 出现 的复 杂变化 ， 过 不同温度 和速 率条件 下 的延 度试验 来 分析 改性 沥青的 流变特性 。 并通
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：ＳＢＳ ｍｏ ｉ ｅ ｓ ｈ ｌ ａ ｉ ｅｅ ｔｔｍｐ ｒ ｔｒ ｓａ ｄ ｕｎ ｅ ｉ ｅｅ ｔｐ ｎｅｒ ｔｏ ｉ ｆｔｅ ｐ ｎ ｔａｉｎ ｔｓ ｒ ｘ ｅ ｉｎ ｅ ｎ ｏｄ ｒｔ ｄｆ ｄ ａ ｐ ａｔ ｔｄｆ ｒ ｎ ｅ ｅａｕ ｅ ｎ ｄ ｒ ｄｆ ｒ ｎ ｅ ｔａｉｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｍｅ ｏ ｈ ｅ ｅｒｔｏ ｅｔａ ｅ ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｄ ｉ ｒ ｅ ｏ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｈ ｏｏ ｉａ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆａ ｐｈ ｌ ｎｄ ｏ ｄ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ．Ｓ ｆｅ ｉｇ ｐ ｉｔ ｆ Ｓ ｄｆｅ ａｐｈ ｌ ｌ ｈ ｎ ｅ ａ ｈｅ ｍｉｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｔｅ ｖ ｌａｅ ｔｅ ｔ ｅ ｌｇｃ ｌ ｒｐ ｒｉｓ ｏ ｓ ａｔ ａ ｒａ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｏｔｎｎ ｏｎ ｏ ＢＳ ｍｏ ｉ ｄ ｓ ａｔｗｉｌｃ ａ ｇ ｓ ｔ ｘｎ ｒｃ ｓ ｈ ｉ
SBR与SBS复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究
SBR 与SBS 复合改性沥青制备及其混合料路用性能研究摘要：本文研究了SBR（丁苯橡胶）与SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）复合改性沥青制备方法和其混合料的路用性能。
以SBR 与SBS 的质量比为1：1，通过熔融混合法制备了SBR/SBS 复合改性沥青，研究了SBS 添加量对复合沥青性质的影响。
在此基础上，制备了不同添加量SBR/SBS 复合改性沥青的混合料，并测试了其抗拉强度、剪切应力、渗水性等路用性能。
通过实验研究发现，随着SBS 添加量的增加，复合沥青的黏度、软化点和负荷剪切模量均有所增加；而渗透性和弹性恢复率则有所降低。
在添加20% SBS 的情况下，SBR/SBS 复合沥青的各项性能最优，混合料也具有较好的路用性能，其抗拉强度、剪切应力和渗水性均有所提高。
本研究结果表明，采用SBR 与SBS 相结合的复合改性方法是可行的，可以显著提高沥青的性能和混合料的路用性能。
因此，SBR/SBS 复合沥青有望作为一种新型材料在路面建设中得到广泛应用。
关键词：SBR/SBS 复合改性沥青；路用性能；混合料IntroductionAsphalt is widely used in road construction due to its excellent performance in providing a smooth and durable road surface. However, traditional asphalt has some shortcomings such as low elasticity, low temperature cracking resistance, and poor waterproofing property. Therefore, improving the performance of asphalt has become a research hotspot in the field of road construction.Many studies have shown that the addition of polymers can improve the performance of asphalt effectively. Among them, styrene- butadiene rubber (SBR) and styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS) are two commonly used polymers in asphalt modification. SBR can improve the elasticity and low-temperature resistance of asphalt, whileSBS can enhance the high-temperature stability and waterproofing property of asphalt. Therefore, combining SBR and SBS to modify asphalt is expected to achieve a comprehensive improvement in its performance.In this study, SBR/SBS composite modified asphalt was prepared by melt blending method, and the effect of SBS content on the properties of composite asphalt was investigated. Furthermore, the performance of different SBR/SBS composite modified asphalt mixtures was tested to evaluate their road usage efficiency.ExperimentalMaterials:Asphalt: A pen grade 60/70 asphalt was used as the base material.SBR: A commercial grade SBR with a styrene content of 23% was used.SBS: A commercial grade SBS with a styrene content of 30% was used.Preparation of SBR/SBS composite modified asphalt:SBR and SBS were characterized by their respective melting points to ensure that they were fully melted before being added to the asphalt. Then, SBR and SBS were added to the asphalt at a SBR/SBS mass ratio of 1:1. The mixture was stirred at 170°C for 3 hours until a uniform composite modified asphalt was obtained. The SBS content was adjusted to 10%, 15%, and 20% of the total amount of SBR/SBS to prepare three different composite modified asphalt samples.Performance testing of SBR/SBS composite modified asphalt mixture:The SBR/SBS composite modified asphalt mixture was prepared according to the Marshall method. The mixture was compacted and molded into cylindrical samples with a diameter of 63.5mm and a height of 63.5mm. The samples were then tested for their tensile strength, shear stress, and water permeability according to the relevant standards.Results and discussionEffect of SBS content on composite modified asphalt:The rheological properties of SBR/SBS composite modified asphalt with different SBS contents were analyzed through dynamic shearrheometer tests. The results showed that the addition of SBS could increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt. With the increase of SBS content, the improvement of these properties becomes more pronounced. Based on this, the optimal SBS content was determined to be 20%.Effect of SBS content on composite modified asphalt mixture:The mechanical properties of the SBR/SBS composite modified asphalt mixture were tested for different SBS contents. The results showed that increasing the SBS content could increase the tensile strength and shear stress of the mixture. However, the water permeability and elastic recovery rate of the mixture decreased with the increase of SBS content. When the SBS content was 20%, the composite modified asphalt mixture had the best road usage performance.ConclusionThe SBR/SBS composite modified asphalt prepared by melt blending method has the potential to significantly improve the performance of asphalt. The addition of SBS can increase the viscosity, softening point, and negative load shear modulus of the composite modified asphalt, while reducing its permeability and elastic recovery rate. With the optimal SBS content of 20%, the SBR/SBS composite modified asphalt mixture obtained exhibited good mechanical properties including improved tensile strength, shear stress, and water permeability.The use of SBR/SBS composite modified asphalt has great potential in road construction, and further research should be conducted to explore its application prospects in this field.。
环氧沥青和SBS改性沥青混合料的路用性能研究
环氧沥青和SBS改性沥青混合料的路用性能研究作者：***来源：《粘接》2024年第03期摘要：对比分析了环氧沥青混合料试件（A）和SBS改性沥青混合料试件（B）的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和水稳定性，并进行了动态模量的测试。
结果表明，试件（A）的动稳定度要明显小于试件（B），但是都满足高温抗车撤试验的动稳定度要求（≥3 000次/min），试件（B）的动稳定度相较试件（A）约提高50.44%。
试件（A）的硬脆程度较试件（B）更高，低温抗裂性能要低于试件（B），但是2组试件的低温抗裂性都满足规范要求。
试件（A）和试件（B）的TSR都满足沥青混合料试件对TSR的要求（≥80%），且前者具有更好的水稳定性。
无论是试件（A）还是试件（B），其动态模量都会随着温度升高而呈现逐渐降低的趋势，但在相同温度和频率下，前者的动态模量都要高于后者。
关键词：环氧沥青；SBS；动态模量；路用性能中图分类号：TQ323.5;U414文献标志码：A文章编号：1001-5922（2024）03-0093-04Study on pavement performance of epoxy asphalt and SBS modified asphalt mixtureLIU Yanzhao（Beijing Urban Construction Road and Bridge Construction Group Co.，Ltd.，Beijing 250000，China）Abstract：The high temperature rutting resistance，low temperature cracking resistance and water stability of epoxy asphalt mixture（A）and SBS modified asphalt mixture（B）were compared and analyzed，and the dynamic modulus was tested.The results showed that the dynamic stability of the epoxy asphalt mixture was significantly lower than that of the SBS modified asphalt mixture，but both of them met the dynamic stability requirements of the high temperature anti withdrawal test （≥3 000）.The dynamic stability of the SBS modified asphalt mixture （B） was about 50.44% higher than that of the epoxy asphalt mixture （A）.The hardness and brittleness of epoxy asphalt mixture was higher than that of SBS modified asphalt mixture，the low temperature crack resistance was lower than that of SBS modified asphalt mixture，but the low temperature crack resistance of both groups of specimens met the requirements of the specification.The TSR of both epoxy asphalt mixture and SBS modified asphalt mixture met the requirements of TSR （≥80%），and the former had better water stability.The dynamic modulus of both specimen （A） and specimen （B） decreased gradually with the increase of temperature，but the dynamic modulus of the former was higher than that of the latter at the same temperature and frequencyKey words：epoxy asphalt;SBS;dynamic modulus;pavement performance環氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得的混合物，由于其延展性和收缩性与钢材相似，实际应用在路面中可与钢板发生协同作用而较少发生失效事故，具有强度高、耐蚀性好以及抗疲劳性能优越等特性［1］。
SBS复合改性沥青的改性机理及路用性能研究(1)
Analysis method to improve the stability of the polymer modified asphalt and segregation principle, then focus on the stabilizer and modifier content on composite modified asphalt penetration, ductility, softening point and viscosity index were studied, composite modified asphalt the best SBS and granulate dosage choice theory and data support.
stability, viscosity
IV
目录
第一章 绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1 研究背景及意义 ...........................................................................................................1 1.2 国内外研究现状 ...........................................................................................................2 1.3 主要研究内容 ...............................................................................................................5
SBS改性沥青机理研究
SBS改性沥青机理研究一、本文概述随着交通事业的飞速发展，道路建设和维护对于沥青材料的要求越来越高。
SBS改性沥青作为一种性能优异的道路材料，已经在全球范围内得到了广泛的应用。
本文旨在深入研究SBS改性沥青的机理，以期为提高道路使用寿命、降低维护成本提供理论支持。
本文将概述SBS改性沥青的基本概念、发展历程及其在道路工程中的应用现状。
随后，文章将详细探讨SBS改性沥青的改性机理，包括SBS的分子结构、改性过程中的物理化学变化以及改性沥青的性能提升等方面。
本文还将通过实验研究，分析SBS改性沥青在不同条件下的性能表现，并对比传统沥青与SBS改性沥青的性能差异。
本文将对SBS改性沥青的应用前景进行展望，并提出针对性的建议，以期推动SBS改性沥青在道路工程中的进一步应用与发展。
通过本文的研究，将为道路工程领域提供更为全面、深入的SBS改性沥青机理认识，为相关领域的科研和实践工作提供有益的参考。
二、SBS改性沥青的制备与表征SBS改性沥青的制备是研究其改性机理的关键步骤。
制备过程中，首先选择高质量的基质沥青和SBS橡胶作为原料，保证产品的基本性能。
接着，通过特定的加工工艺，如熔融共混法，将SBS橡胶均匀分散在基质沥青中，形成稳定的SBS改性沥青。
在这个过程中，SBS橡胶的分子链会与基质沥青中的组分发生相互作用，如吸附、溶解和扩散，从而实现改性效果。
为了表征SBS改性沥青的性能，我们采用了一系列实验方法。
通过粘度测试，可以了解SBS改性沥青的流动性和施工性能。
动态剪切流变实验（DSR）可以评估SBS改性沥青的高温抗车辙性能。
我们还通过弯曲梁流变实验（BBR）来评价其低温抗裂性能。
这些实验结果可以为SBS改性沥青的应用提供重要依据。
除了以上基本性能测试，我们还对SBS改性沥青的微观结构进行了表征。
通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察，可以直观地了解SBS橡胶在基质沥青中的分散状态以及其与基质沥青的相互作用情况。
天然沥青复合SBS改性沥青的性能研究
适 当的调合 ，可 以生产 出常规 性能指标 基本符合 Ｊ Ｔ Ｇ Ｆ ４ ０ －２ ０ ０ ４《 公路 沥青路 面施工技术规
范》 聚合物改性沥青 Ｉ — Ｄ规格产品 。 关键词 ：天然沥青 Ｓ Ｂ Ｓ 复合 改性沥青
随着 中国经 济的高速 发展和环境 的不 断恶 化 ，高速公路交通量急剧增加 ，行驶车辆的重载 化趋势等因素加重了车辆轴载对路面的破坏，加 之近年来的气候变化较大 ，使沥青路面经受严峻
表 ３ 不同天然沥青掺量的 Ｓ Ｂ Ｓ改性 沥青的性质
第 １ 期
杜妮 ，等 ．天然沥青复合 Ｓ Ｂ Ｓ改性沥青的性能研究
１ ７
２ ． １ 天然沥青掺量对复合改性沥青 软化点 的影响
２ ． ３ 天然 沥青 掺量 对 Ｓ Ｂ Ｓ改性 沥青 延度 的影响
软化点表征沥青材料的高温性能 ，软化点越 高 ，沥青的耐高温性能越好 。天然沥青复合 Ｓ Ｂ Ｓ
２ ０ １ ４年 ２月
石 油 沥 青
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ａ Ｓ Ｐ Ｈ Ａ Ｌ Ｔ
第２ ８卷第 １ 期
天 然 沥青 复合 Ｓ Ｂ Ｓ改 性沥 青 的性 能研 究
杜妮 ，程健
（ 武汉工程大学绿 色化工过程省部共建教育部 重点 实验室 ，武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ３ ）
青以其与基质沥青 良好的配伍性和生产便利性 日
延度 （ １ Ｏ℃）／ ｅ ｍ
延度 （ １ ５℃）／ ｅ ｍ
黏度 （ ６ ｏ℃）／ （ Ｐ ａ・ ８ ） Ｔ Ｆ Ｏ Ｔ后残留物
益受到人们的关注。加工成粉末状的天然沥青作
为改性剂，因本身极易与石油沥青相溶 ，属于沥 青基对沥青基的掺配 ，可与沥青充分地融合 ，加 工改性沥青时只需在一定温度下直接搅拌 即可 ， 大大简化了工艺 ，降低 了投资，成品改性沥青十
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文章编号:0451-0712(2005)01-0151-05 中图分类号:U414.750.1 文献标识码:ASBS改性沥青路用性能的研究王奕鹏1,杜洪波2(1.辽宁省交通勘测设计院 沈阳市 110005;2.青岛城建集团有限公司 青岛市 266032)摘 要:通过对辽宁省常用的两种A H-90号重交通道路石油沥青掺加岳化SBS改性剂生产的改性沥青进行室内试验,比较SBS改性沥青及其混合料的路用性能,分析改性沥青性能与基质沥青指标之间的关系,并在规范的基础上,根据室内试验的结果有针对性地提出了改性沥青及其混合料路用性能的具体控制指标。
关键词:SBS改性沥青;基质沥青;路用性能;沥青混合料 近几年来,随着我国高速公路建设事业的迅猛发展,交通及气候条件对高速公路路面使用性能的要求也越来越高。
一方面高速公路行驶车辆的重载、超载现象严重,并且渠化交通加重了车辆轴载对路面的破坏;另一方面,我国多数地区四季温差变化很大,沥青混凝土路面经受着气候条件变化的考验。
为了防止沥青混凝土路面的早期破坏,提高路面的高低温性能和耐久性,必须对道路工程建设材料及施工工艺加以改进,而沥青的性能是决定路面质量和使用寿命的关键因素。
实践证明,随着交通量和交通轴载的逐渐增加,采用外掺剂改善普通沥青的路用性能势在必行,而在众多的改性沥青中,SBS改性沥青已经逐渐成为最常用的改性沥青品种。
本文结合我们所进行的室内试验,对SBS改性沥青的路用性能作简单的探讨。
1 SBS改性沥青的室内试验1.1 室内试验所采用的材料改性剂选择岳阳石化生产的道改2号星型改性剂。
基质沥青选择辽宁省生产的两种优质AH-90号重交通道路石油沥青,基质沥青的技术性能指标试验结果如表1。
表1 基质沥青试验结果试验项目单位1号沥青2号沥青针入度(25℃,100g,5s)15℃25℃30℃0.1mm27.333.882.091.0130.5161.0针入度指数PI-0.86-0.75当量软化点℃47.045.7当量脆点℃-14.8-17.2延度(5cm/m in,15℃)cm>150>150软化点(环球法)℃48.944.3闪点(C OC)℃>230>230含蜡量(蒸馏法)% 1.84 1.76密度(15℃)g/cm3 1.029 1.014运动粘度(135℃)Pa・s0.267溶解度(三氯乙烯)%99.9299.94薄膜加热试验(163℃,5h)质量变化针入度比延度(15℃)%+0.05+0.23%64.970.9cm>150>150收稿日期:2004-10-28 公路 2005年1月 第1期 HIG HWA Y Jan.2005 N o.1 从基质沥青的试验结果可以看出:(1)2号沥青的针入度结果比较正常,而1号沥青的针入度偏低,其25℃的针入度比2号沥青低10个单位左右,标号界于70号与90号之间,因此1号沥青高温稳定性相对较好;(2)从当量脆点来看,2号沥青比1号沥青低,因此2号沥青低温性能相对较好;(3)从软化点和当量软化点试验结果看,1号沥青较2号沥青要高,说明1号沥青高温性能较好。
1.2 室内改性沥青的加工方法室内试验采用日本进口小型高速剪切机加工改性沥青,具体方法是将基质沥青加热至160℃～170℃左右,将改性剂投入至容器中,先低速搅拌15min(2000 r/min),然后在170℃～180℃条件下高速搅拌45 m in(8000～10000r/min),即可得到SBS改性沥青。
1.3 改性沥青的室内试验改性沥青的室内试验主要是将基质沥青掺加不同剂量的SBS改性剂掺配生产SBS改性沥青,然后对其各项路用性能指标进行检测,主要的试验内容包括针入度、软化点、针入度指数、弹性恢复、低温延度以及旋转薄膜烘箱加热试验等,并对改性沥青的旋转粘度进行了测定,具体试验结果见表2。
表2 改性沥青试验结果试验项目单位试验结果1号基质沥青+岳化道改2号(外掺)2号基质沥青+岳化道改2号(外掺) 3% 3.5%4% 4.5%5%3% 3.5%4% 4.5%5%针入度100g,5s 30℃25℃15℃0.1mm99.696.193.891.784.7117.5114.4103.995.393.863.463.061.861.359.273.171.569.064.357.824.925.323.124.623.326.625.624.324.022.9相关系数 1.000 1.0000.999 1.0000.998 1.000 1.0000.9980.999 1.000当量软化点T800℃52.553.652.554.455.449.249.350.552.652.9当量脆点T1.2℃-17.8-19.2-16.5-19.3-19.2-16.2-15.6-15.9-17.4-16.4针入度指数PI-0.030.21-0.140.290.38-0.50-0.56-0.41-0.06-0.12延度(5cm/min,5℃)cm30.938.338.849.852.538.743.965.355.452.6软化点(环球法)℃59.961.666.780.784.751.554.065.067.070.5弹性恢复%88.891.791.495.396.481.785.694.896.597.8运动粘度135℃150℃180℃Pa・s-- 2.260 2.370 2.525-0.6720.7120.7850.788--0.6900.8210.912-0.3170.3940.3080.439--0.1650.3500.370-0.0810.1050.1350.1701.4 室内试验主要结论改性沥青的技术指标反映了沥青的改性效果以及改性沥青的路用性能,不同的基质沥青改性后其技术性能的变化也不相同。
从改性沥青的试验结果可以看出:(1)改性剂在3%～5%的范围内,随着改性剂剂量的增加,改性沥青各方面的性能呈现逐渐增长的趋势,表现在软化点和当量软化点逐渐增高,针入度指数PI和5℃延度增大,当量脆点降低,弹性恢复增大,135℃运动粘度提高;(2)高温稳定性方面,1号改性沥青要优于2号改性沥青,表现在软化点和当量软化点较高;(3)1号改性沥青的温度敏感性低于2号改性沥青,主要表现在1号改性沥青的针入度指数PI值较大;(4)低温性能方面,5℃延度一般来说反映了改性沥青的低温变形能力,2号改性沥青的5℃延度高于1号改性沥青的结果;(5)施工性能方面,从同一标号基质沥青生产的改性沥青的120℃、135℃、150℃的运动粘度来看,1号改性沥青要比2号改性沥青高,从施工的角度看, 1号改性沥青需要的拌和温度与碾压温度要比2号改性沥青要高一些,达到同一粘度时1号改性沥青的温度应提高15～20℃。
从180℃的运动粘度来看,两种改性沥青的粘度基本相当,因此改性沥青的加工温度基本相同;(6)改性沥青的性能与基质沥青的性能有很大关系,如果基质沥青的针入度小、软化点高、加工之后的改性沥青也表现出软化点高、粘度大等特点,高温性能较好。
而针入度大的基质沥青生产的改性沥青的低温性能相对要好一些,同时改性沥青的性能指标应该与基质沥青的组分有很大关系,但是本次试验没有专门对这一方面进行验证。
—152— 公 路 2005年 第1期 1.5 辽宁省改性沥青的技术性能指标根据室内试验结果,充分考虑现场改性的特点,确定辽宁省在建几条高速公路的表面层和中面层改性沥青的改性剂剂量分别采用内掺5%和4%,同时提出了现场加工SBS改性沥青的技术性能指标控制标准,见表3,通过施工实践的验证,我们认为这些指标是合理的,可以保证改性沥青现场加工的质量。
表3 辽宁省SBS改性沥青技术指标要求技术指标表面层SBS改性沥青中面层SBS改性沥青针入度(25℃,100g,5s)/0.1mm≥50≥60针入度指数PI≥-0.2≥-0.6延度(5℃,5cm/m in)/cm≥45≥35软化点T R&B/℃≥70≥60运动粘度135℃/Pa・s≤3≤3闪点(COC)/℃≥230≥230溶解度(三氯乙稀)/%≥99≥99离析,软化点差/℃≤2.5≤2.5弹性恢复25℃/%≥85≥752 改性沥青混合料的室内试验2.1 室内试验所采用的级配室内试验采用沥青混凝土抗滑表层AK-13A 型和AK-16A型两种级配进行比较,采用规范中值级配,按照最佳油石比配制沥青混合料。
2.2 室内混合料试验所采用的材料改性沥青仍然采用上述两种基质沥青掺加岳阳石化道改2号星型SBS改性剂生产改性沥青,抗滑表层混合料粗集料采用玄武岩石料;细集料采用天然砂和石灰岩石屑,填料采用石灰石经过磨细加工而成的矿粉。
2.3沥青混合料的马歇尔试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中的要求进行沥青混合料的马歇尔试验,抗滑表层混合料的试验结果见表4。
表4 沥青混凝土抗滑表层马歇尔试验结果改性沥青类型稳定度/kN流值/0.01cm空隙率/%饱和度/%AK-13A AK-16A AK-13A AK-16A AK-13A AK-16A AK-13A AK-16A1号基质沥青+5.0%岳化11.010.932.027.3 4.0 4.573.971.4 2号基质沥青+5.0%岳化8.98.543.544.0 4.0 3.974.076.3 从马歇尔试验结果可以看出,采用改性沥青之后,沥青混凝土抗滑表层的稳定度有明显提高。
2.4 沥青混合料的水稳定性沥青混合料在浸水条件下,由于沥青与石料的粘附性降低导致沥青混合料的物理力学性能降低的程度称作沥青混合料的水稳性。
沥青混合料的水稳性不好容易导致沥青混凝土面层产生严重车辙、局部松散和坑槽等现象。
室内试验用浸水马歇尔残留稳定度试验和真空饱水冻融劈裂残留强度试验来评价沥青混合料的水稳性,试验结果见表5。
表5 沥青混合料水稳定性试验结果改性沥青类型残留稳定度/%冻融劈裂残留强度/%AK-13A型AK-16A型AK-13A型AK-16A型1号基质沥青+5.0%岳化91.493.692.691.72号基质沥青+5.0%岳化92.494.595.397.8 从水稳定性试验结果可以看出:采用改性沥青之后,沥青混合料的水稳定性显著增强,残留稳定度和冻融劈裂残留强度均可以达到90%以上,而普通沥青混合料的冻融劈裂残留强度只能达到70%～80%。
2.5 沥青混合料的高温性能沥青混合料是一种粘弹性材料,其强度和模量都随温度升高而急剧下降。
随着沥青混合料高温稳定性研究的不断深入,多数国家认为用传统的马歇尔方法预估混合料高温性能是不充分的,为此,采用车辙试验来评价沥青混合料的高温性能,沥青混凝土的车辙试验结果见表6。