SBS改性劑對基質(zhì)瀝青性能的影響

王愛新訥經(jīng)緯

（1.烏蘭察布市公路勘察設(shè)計院，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000；2.內(nèi)蒙古高等級公路建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

SBS改性劑對基質(zhì)瀝青性能的影響

王愛新1訥經(jīng)緯2

（1.烏蘭察布市公路勘察設(shè)計院，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000；2.內(nèi)蒙古高等級公路建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051）

本文研究在基質(zhì)瀝青中加入SBS改性劑后，觀察SBS對瀝青性能的影響，通過試驗發(fā)現(xiàn)，加入SBS后，瀝青的針入度和延度降低而其軟化點和粘度均有一定的提高。

道路工程；瀝青；SBS；性能

隨著瀝青路面的發(fā)展，人們對瀝青的性能提出了更高的要求，目前多在瀝青中摻加各種改性劑以提高瀝青的性能。將SBS改性瀝青術(shù)引入到路面中，可以提高瀝青路面的路用性能，滿足交通的需要。瀝青路面的各項路用性能是通過路面材料構(gòu)成的微觀和細觀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，當(dāng)SBS加入瀝青中，由于其表面的原子活性較強，所以容易提升瀝青的性能。目前國內(nèi)對SBS改性瀝青的研究尚不充分，本文在分析時，采用SBS對瀝青改性，以使得瀝青粘度提高，性能增加。

1 原材料及試驗準(zhǔn)備

1.1 原材料

本文采用的是70號基質(zhì)瀝青，其技術(shù)性能指標(biāo)分別如下：25℃的針入度為72（0.1mm）、軟化點為44℃、15℃的延度為103cm，粘度為230Pa.s，其性能指標(biāo)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

試驗時的SBS作為瀝青的穩(wěn)定劑，其結(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)、分子量為230 000～280 000。

1.2 改性瀝青制備

試驗時將SBS穩(wěn)定劑充分地磨細后摻入基質(zhì)瀝青剪切拌合，采用溫度控制措施對改性瀝青制備的溫度嚴(yán)格控制，但要保證瀝青不會老化，且瀝青與納米材料可以充分混融，使得制備的改性瀝青能夠混融均勻。制備完后，對改性瀝青的性能指標(biāo)進行測試分析。

2 性能試驗

本文對由SBS穩(wěn)定劑制備的改性瀝青進行試驗，分析改性材料對瀝青的針入度、延度、軟化點及粘度的影響，試驗結(jié)果如下。

2.1 針入度試驗

在我國現(xiàn)行的瀝青分級和評價體系下，針入度可以用來表征瀝青的軟硬程度和稠度分級，同時也可以反映瀝青的抗剪切能力。本次試驗時，通過調(diào)整SBS材料的用量，分析改性瀝青的性能變化。試驗時選取的SBS用量為0%、6%和8%。試驗時試樣的高度應(yīng)該高于預(yù)計的針入度深度的10mm，并調(diào)整室溫，使溫度的變化幅度不超過正負0.1℃。

瀝青的針入度與瀝青和路面的性能具有一定的聯(lián)系，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)針入度降低到20（0.1mm）以下時，路面可能會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的路面開裂，而隨著針入度的提高，其抗裂的能力會逐漸增加。

試驗時，采用的標(biāo)準(zhǔn)針入度試驗，通過試驗對應(yīng)SBS用量為0%、6%和8%時，瀝青的針入度分別為72（0.1mm）、55 （0.1mm）和42（0.1mm）。由結(jié)果可知，當(dāng)SBS用量增大時，其對應(yīng)的改性瀝青針入度呈現(xiàn)降低趨勢，當(dāng)SBS用量由0%增加到6%時，瀝青的針入度減小了17，當(dāng)SBS用量由6%增加到8%，瀝青的針入度減小了7，表面隨著SBS用量的增多，針入度降低趨勢較為平緩。這也反映了當(dāng)SBS加入后，會使瀝青變硬，但這種變硬的趨勢會隨著用量的增多而減緩。

2.2 延度試驗

延度可以作為瀝青性能的低溫性能指標(biāo)，一般而言，瀝青的延度越大，其低溫的延展性越好，而延度越好，其低溫下的變形就會降低。同時，瀝青的低溫延度與瀝青路面的性能具有較好的關(guān)系，能夠很好地反映瀝青路面的低溫抗裂性能。在SBS加入瀝青后，其低溫的拉斷形式發(fā)生了明顯變化，與普通瀝青的裂縫形成明顯不同，斷裂使撕拉形破壞，如果SBS不能與瀝青充分混融，而是存在小顆粒，那么在低溫時，拉斷的時候會在瀝青與SBS的界面上產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中。因此，雖然目前很多學(xué)者認(rèn)為采用延度很難對瀝青的低溫性能表征，但在目前缺少有效評價指標(biāo)的情況下，延度仍可以很好地反映瀝青低溫性能。

本文采用延度試驗對不同SBS用量下的瀝青低溫性能進行評價。試驗時，采用的溫度為15℃，經(jīng)過試驗，對應(yīng)SBS用量為0%、6%和8%時，瀝青的延度分別為103cm、77cm、65cm，表明基質(zhì)瀝青加入SBS改性劑后，其低溫性能有所降低，但隨著SBS用量的增多，其低溫性能的降低幅度也逐漸減小。

2.3 軟化點試驗

瀝青的軟化點指標(biāo)也是評價瀝青性能的重要性能指標(biāo)，其可以表征瀝青的溫度敏感性，試驗時，其模擬的是瀝青試件受熱軟化的下垂溫度。一般認(rèn)為，瀝青路面發(fā)生車轍的溫度范圍與軟化點溫度值較為接近，當(dāng)路面的溫度高于軟化點時，瀝青的粘結(jié)性會降低，其與集料的粘附性能下降，導(dǎo)致瀝青路面車轍的出現(xiàn)。瀝青的軟化點是一個等效溫度，即表示瀝青在溫度升高時，等效的剪切應(yīng)力和剪切變形能反映其對溫度的敏感性。

本文試驗時，采用軟化點試驗對SBS影響瀝青性能進行分析，試驗加熱時如果試件并未軟化，可采用甘油的替換水浴加熱，最終得到瀝青的軟化點。

通過試驗，對應(yīng)SBS用量為0%、6%和8%時，瀝青的軟化點分別對應(yīng)的是44℃、77.8℃、82℃。從試驗結(jié)果可知，整體上，隨著SBS用量的增多，瀝青的軟化點呈現(xiàn)出增大的趨勢，且其增大趨勢逐漸增強，表明加入SBS后，瀝青與SBS發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，使得瀝青的軟化點有所提升，其高溫穩(wěn)定性能也有所增加。

2.4 粘度試驗

粘度從本質(zhì)上是瀝青分子之間的內(nèi)摩擦力，粘度較大的瀝青，分子之間不容易發(fā)生滑動，瀝青與集料結(jié)合后不容易產(chǎn)生滑動，其對集料的粘結(jié)性能增強，在外力作用下，瀝青與集料仍能保證較高的粘結(jié)性能，高溫環(huán)境下，其具有較好的抵抗高溫剪切性能。一般而言，瀝青的粘度隨著溫度的增加而降低，這也是在高溫季節(jié)，瀝青路面容易產(chǎn)生車轍的原因。因此可采用粘度指標(biāo)對瀝青的抗高溫性能來評價。本文試驗時，采用的60℃運動粘度來對瀝青的粘度指標(biāo)進行分析。

通過試驗可知，對應(yīng)SBS用量為0%、6%和8%時，瀝青的粘度分別對應(yīng)的是230Pa.s、20 630Pa.s、26 720Pa.s，表明SBS的加入對瀝青粘度的提高是顯而易見的，也反映出SBS加入后會對瀝青的高溫性能具有明顯的提高作用。在SBS用量從0%提高到6%時，瀝青的粘度提高了約100倍，而當(dāng)SBS用量從6%提高到8%時，瀝青的粘度提高幅度也有30%。說明加入SBS后，瀝青的粘度性能有了很大的提升。

3 結(jié)論

本文研究了SBS改性瀝青的性能變化，試驗時采用溫度控制進行剪切試驗來拌合SBS改性劑和基質(zhì)瀝青，使得SBS能夠在基質(zhì)瀝青中得到充分的混融，通過SBS的吸脹作用，提高其對瀝青的吸附和吸收能力，使瀝青與SBS形成較為穩(wěn)定的體系。通過試驗，本文得出以下結(jié)論：當(dāng)SBS用量增大時，其對應(yīng)的改性瀝青針入度呈現(xiàn)降低趨勢，反映了當(dāng)SBS加入后，會使得瀝青變硬；基質(zhì)瀝青加入SBS改性劑后，其低溫性能有所降低，但隨著SBS用量的增多，其低溫性能的降低幅度也逐漸減小；加入SBS后，瀝青的軟化點有所提升，其高溫穩(wěn)定性能也有所增加；SBS的加入對瀝青粘度的提高是顯而易見的，也反映出SBS加入后會對瀝青的高溫性能具有明顯的提高作用。

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TE626

A

1003-5168(2014)04-0066-02