乌鞘岭地区高速公路SBS改性沥青配方研究

张正瑞 王 旭 刘德仁

摘 要：本试验主要研究SBS改性剂、稳定剂、相容剂对乌鞘岭地区高速公路SBS改性沥青的影响。查阅该地区沥青路面资料，初步确定在相容剂掺量为1.5%，稳定剂掺量为1.5‰的前提下，改变SBS改性剂掺量，通过对沥青软化点、针入度、延度进行试验，来确定最佳SBS改性剂掺量为3.8%。在SBS改性剂掺量为3.8%，稳定剂掺量为1.5‰的前提下，改变相容剂掺量，通过对沥青软化点、针入度、延度、离析软化点差进行试验，确定相容剂掺量为1.5%。在SBS改性剂掺量为3.8%，相容剂掺量为1.5%的前提下，改变稳定剂掺量，通过沥青软化点、针入度、延度、离析软化点差试验，确定稳定剂掺量为2‰。最终确定该地区高速公路SBS改性沥青的配方为SBS改性剂掺量为3.8%、相容剂掺量为1.5%、稳定剂掺量为2‰。

关键词：道路工程；改性沥青；SBS改性剂；稳定剂；相容剂

在乌鞘岭地区修建高速公路，沥青配方成为该地区沥青路面工程主要攻克的技术难题之一，解决这一难题的主要工作是进行沥青配方的配比性研究。该地区处于温带大陆性气候，冬季气温低，夏季温度不高，昼夜温差大，这对沥青路面影响较大。因此，研究区域性地理环境条件下沥青的改性配方可对该地区修建沥青路面工程提供重要的依据，尤其在西北高海拔地区高速公路中SBS改性沥青的配方更加值得研究和探讨。

1 工程背景

文章研究的SBS改性沥青配方的应用位于我过西北高海拔乌鞘岭地区地区，属于半干旱区向干旱区过渡的分界线，夏季气温不高，冬季寒冷，最高海拔3562米，年均气温-2.2℃。我国虽然修建了大量高速公路，但西北高海拔寒冷地区的高速公路工程数量不多，对该地区沥青路面工程的研究也极少，没有好的经验可借鉴。文章以该地区高速公路路面工程为依托，主要研究该地区沥青路面中SBS改性沥青配伍性，以此来指导该路面工程的施工。

2 SBS改性沥青试验研究

2.1 SBS改性沥青

SBS改性沥青的改性效果受到改性剂剂量、添加剂剂量、基质沥青等多种因素的影响。不仅不同型号的SBS改性剂对同一种基质沥青的改性效果不同，而且采用同一種型号的SBS改性剂对不同基质沥青的改性效果也不同。因此，对SBS配伍性的研究就显得尤为重要。

SBS聚合物与基质沥青都为多项混合体，SBS微粒能吸收沥青中的饱和酚和芳香酚而溶胀，会使沥青中各部分间的比例关系向着有利于提高沥青性能的方向移动，从而表现出较好的改性效果。此时，SBS和沥青间具有较好的相容性，使沥青具有优良的性能。

本试验采用镇海AH90基质沥青，岳阳791SBS改性剂，山东大山3号稳定剂，山东大山相容剂为试验原料，通过试验来确定该配方。制备的改性沥青各项指标必须满足规范要求，主要指90#基质沥青改性后的有关参数，规范如表1所示。

2.2 SBS改性剂掺量及改性效果

查阅该地区沥青路面资料，初步确定在相容剂掺量为1.5%，稳定剂掺量为1.5‰的前提下，分别取改性剂掺量为3.5%、3.8%、4.0%、4.2%，按照规范经行试验。实验结果如图1所示。

由图1a可知SBS掺量为3.8%至4.0%软化点改变较快，当掺量超过4.0%时，软化点差别不大，这是因为SBS在沥青中形成了较完善的网络状结构。改性沥青的性能主要取决于分散的SBS数量以及网络状结构的完善程度。有图1c可知，在不同参量的SBS下，针入度的变化量不大。由图1b可知，随SBS掺量的增大，5℃时的延度先减小后增大，呈凹曲线变化趋势，基质沥青在5℃的延度下降十分显著，相比加入SBS改性剂后，SBS在改性沥青中形成网络状结构，具有很好的变形适应能力。综上可得：确定SBS改性剂的掺量为3.8%。

2.3 相容剂掺量对沥青稳定性影响

在SBS改性剂掺量为3.8%，稳定剂掺量为1.5‰的前提下，分别取相容剂掺量为0%、1%、1.5%、2%参照有关规范进行试验，试验结果如图2所示。

当相容剂为0%时，沥青发生聚集离析，当相容剂为1%至1.5%时曲线较缓，便变化不大。随相容剂掺量的增加，5℃时的延度也在增加，但软化点在减小，由以上四幅图可确定相容剂的掺量为1.5%。

2.4 稳定剂掺量及改性效果

在SBS改性剂掺量为3.8%，相容剂掺量为1.5%的前提下，分别取稳定剂掺量为0‰、1‰、1.5‰、2‰参照规范进行试验。试验结果如图3所示。

图3表明，稳定剂必须达到一定量后才能稳定的改性沥青当稳定剂掺量为0‰时，发生离析，试样不稳定。当稳定剂掺量大于1.5‰时，没有发生离析，试样稳定。稳定剂掺量对三大指标的影响如图3所示，得到稳定剂的掺量对延度和针入度影响不大，对软化点有一定的影响，这是因为稳定剂含有一定量的硫磺，硫磺对基质沥青有一定的改性作用，增强了改性沥青的高温稳定性。综上考虑，稳定剂掺量取2‰。

3 结束语

通过本次模型试验研究，得到如下结论：

（1）随SBS掺量的增大，5℃时的延度先减小后增大，呈凹曲线变化趋势，基质沥青在5℃时的延度下降十分显著，相比加入SBS改性剂后，SBS在改性沥青中形成网络状结构，具有很好的变形适应能力。（2）随相容剂掺量的增加，5℃时的延度也在增加，但软化点在减小，离析软化点差也在减小。（3）当稳定剂掺量为0‰时，发生离析，当稳定剂掺量大于1.5‰时，没有发生离析，对延度和针入度影响不大，对软化点有一定的影响，这是因为稳定剂含有一定量的硫磺，硫磺对基质沥青有一定的改性作用，增强了改性沥青的高温稳定性。（4）乌鞘岭地区高速公路SBS改性沥青的配方为：SBS改性剂掺量为3.8%、相容剂掺量为1.5%、稳定剂掺量为2‰。

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作者简介：张正瑞（1985-），男，甘肃兰州人，硕士。