SBS改性剂对基质沥青性能的影响

王爱新讷经纬

（1.乌兰察布市公路勘察设计院，内蒙古乌兰察布 012000；2.内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010051）

SBS改性剂对基质沥青性能的影响

王爱新1讷经纬2

（1.乌兰察布市公路勘察设计院，内蒙古乌兰察布 012000；2.内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010051）

本文研究在基质沥青中加入SBS改性剂后，观察SBS对沥青性能的影响，通过试验发现，加入SBS后，沥青的针入度和延度降低而其软化点和粘度均有一定的提高。

道路工程；沥青；SBS；性能

随着沥青路面的发展，人们对沥青的性能提出了更高的要求，目前多在沥青中掺加各种改性剂以提高沥青的性能。将SBS改性沥青术引入到路面中，可以提高沥青路面的路用性能，满足交通的需要。沥青路面的各项路用性能是通过路面材料构成的微观和细观结构实现的，当SBS加入沥青中，由于其表面的原子活性较强，所以容易提升沥青的性能。目前国内对SBS改性沥青的研究尚不充分，本文在分析时，采用SBS对沥青改性，以使得沥青粘度提高，性能增加。

1 原材料及试验准备

1.1 原材料

本文采用的是70号基质沥青，其技术性能指标分别如下：25℃的针入度为72（0.1mm）、软化点为44℃、15℃的延度为103cm，粘度为230Pa.s，其性能指标满足现行规范要求。

试验时的SBS作为沥青的稳定剂，其结构为星型结构、分子量为230 000～280 000。

1.2 改性沥青制备

试验时将SBS稳定剂充分地磨细后掺入基质沥青剪切拌合，采用温度控制措施对改性沥青制备的温度严格控制，但要保证沥青不会老化，且沥青与纳米材料可以充分混融，使得制备的改性沥青能够混融均匀。制备完后，对改性沥青的性能指标进行测试分析。

2 性能试验

本文对由SBS稳定剂制备的改性沥青进行试验，分析改性材料对沥青的针入度、延度、软化点及粘度的影响，试验结果如下。

2.1 针入度试验

在我国现行的沥青分级和评价体系下，针入度可以用来表征沥青的软硬程度和稠度分级，同时也可以反映沥青的抗剪切能力。本次试验时，通过调整SBS材料的用量，分析改性沥青的性能变化。试验时选取的SBS用量为0%、6%和8%。试验时试样的高度应该高于预计的针入度深度的10mm，并调整室温，使温度的变化幅度不超过正负0.1℃。

沥青的针入度与沥青和路面的性能具有一定的联系，研究发现，当针入度降低到20（0.1mm）以下时，路面可能会产生较为严重的路面开裂，而随着针入度的提高，其抗裂的能力会逐渐增加。

试验时，采用的标准针入度试验，通过试验对应SBS用量为0%、6%和8%时，沥青的针入度分别为72（0.1mm）、55 （0.1mm）和42（0.1mm）。由结果可知，当SBS用量增大时，其对应的改性沥青针入度呈现降低趋势，当SBS用量由0%增加到6%时，沥青的针入度减小了17，当SBS用量由6%增加到8%，沥青的针入度减小了7，表面随着SBS用量的增多，针入度降低趋势较为平缓。这也反映了当SBS加入后，会使沥青变硬，但这种变硬的趋势会随着用量的增多而减缓。

2.2 延度试验

延度可以作为沥青性能的低温性能指标，一般而言，沥青的延度越大，其低温的延展性越好，而延度越好，其低温下的变形就会降低。同时，沥青的低温延度与沥青路面的性能具有较好的关系，能够很好地反映沥青路面的低温抗裂性能。在SBS加入沥青后，其低温的拉断形式发生了明显变化，与普通沥青的裂缝形成明显不同，断裂使撕拉形破坏，如果SBS不能与沥青充分混融，而是存在小颗粒，那么在低温时，拉断的时候会在沥青与SBS的界面上产生很大的应力集中。因此，虽然目前很多学者认为采用延度很难对沥青的低温性能表征，但在目前缺少有效评价指标的情况下，延度仍可以很好地反映沥青低温性能。

本文采用延度试验对不同SBS用量下的沥青低温性能进行评价。试验时，采用的温度为15℃，经过试验，对应SBS用量为0%、6%和8%时，沥青的延度分别为103cm、77cm、65cm，表明基质沥青加入SBS改性剂后，其低温性能有所降低，但随着SBS用量的增多，其低温性能的降低幅度也逐渐减小。

2.3 软化点试验

沥青的软化点指标也是评价沥青性能的重要性能指标，其可以表征沥青的温度敏感性，试验时，其模拟的是沥青试件受热软化的下垂温度。一般认为，沥青路面发生车辙的温度范围与软化点温度值较为接近，当路面的温度高于软化点时，沥青的粘结性会降低，其与集料的粘附性能下降，导致沥青路面车辙的出现。沥青的软化点是一个等效温度，即表示沥青在温度升高时，等效的剪切应力和剪切变形能反映其对温度的敏感性。

本文试验时，采用软化点试验对SBS影响沥青性能进行分析，试验加热时如果试件并未软化，可采用甘油的替换水浴加热，最终得到沥青的软化点。

通过试验，对应SBS用量为0%、6%和8%时，沥青的软化点分别对应的是44℃、77.8℃、82℃。从试验结果可知，整体上，随着SBS用量的增多，沥青的软化点呈现出增大的趋势，且其增大趋势逐渐增强，表明加入SBS后，沥青与SBS发生了化学反应和物理反应，使得沥青的软化点有所提升，其高温稳定性能也有所增加。

2.4 粘度试验

粘度从本质上是沥青分子之间的内摩擦力，粘度较大的沥青，分子之间不容易发生滑动，沥青与集料结合后不容易产生滑动，其对集料的粘结性能增强，在外力作用下，沥青与集料仍能保证较高的粘结性能，高温环境下，其具有较好的抵抗高温剪切性能。一般而言，沥青的粘度随着温度的增加而降低，这也是在高温季节，沥青路面容易产生车辙的原因。因此可采用粘度指标对沥青的抗高温性能来评价。本文试验时，采用的60℃运动粘度来对沥青的粘度指标进行分析。

通过试验可知，对应SBS用量为0%、6%和8%时，沥青的粘度分别对应的是230Pa.s、20 630Pa.s、26 720Pa.s，表明SBS的加入对沥青粘度的提高是显而易见的，也反映出SBS加入后会对沥青的高温性能具有明显的提高作用。在SBS用量从0%提高到6%时，沥青的粘度提高了约100倍，而当SBS用量从6%提高到8%时，沥青的粘度提高幅度也有30%。说明加入SBS后，沥青的粘度性能有了很大的提升。

3 结论

本文研究了SBS改性沥青的性能变化，试验时采用温度控制进行剪切试验来拌合SBS改性剂和基质沥青，使得SBS能够在基质沥青中得到充分的混融，通过SBS的吸胀作用，提高其对沥青的吸附和吸收能力，使沥青与SBS形成较为稳定的体系。通过试验，本文得出以下结论：当SBS用量增大时，其对应的改性沥青针入度呈现降低趋势，反映了当SBS加入后，会使得沥青变硬；基质沥青加入SBS改性剂后，其低温性能有所降低，但随着SBS用量的增多，其低温性能的降低幅度也逐渐减小；加入SBS后，沥青的软化点有所提升，其高温稳定性能也有所增加；SBS的加入对沥青粘度的提高是显而易见的，也反映出SBS加入后会对沥青的高温性能具有明显的提高作用。

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TE626

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1003-5168(2014)04-0066-02