高粘高弹改性沥青的开发与应用

刘晓莉

摘要：提高沥青黏度、增强沥青弹性恢复能力无疑将有助于强化沥青对集料的粘结、减少沥青混合料塑性变形，进而提高沥青混合料的高温稳定性、耐疲劳性能和水稳定性等路用性能。因此，以SBS改性沥青为代表的改性沥青已在我国高速建设中得到广泛应用。但对于某些特殊工程，如重载交通道路、桥隧道路以及机场道面，需要采用具有高粘度、高弹性恢复的特殊改性沥青。因此，本研究主要针对此问题，根据项目指标技术要求，25℃针入度60-80，60℃动力粘度大于2万Pa.s、软化点≥75℃，5℃延度≥70厘米。采用辽河石化纯低凝原油沥青为原料，添加一定量的SBS、SBR及其他助溶剂进行改性，制得满足客户要求适用于桥面用的高粘高弹改性沥青。

关键词： 高粘高弹沥青;SBS改性剂;SBR改性剂;动力粘度

本研究突破原有的思维模式，选择添加剂，加入沥青中改变其组分性能，使沥青质、胶质的含量提高，从而使沥青酸、沥青酸酐的含量增多，可以与沥青产生较好的吸附作用，同时这种物质的加入，使沥青与集料作用后形成的沥青膜较厚，沥青膜的强度也较大，提高了抗水损坏和交通荷載的能力。减少了SBS改性剂的添加量，所得改性沥青60℃动力粘度较高，具有良好的韧性和粘韧性;同时产品的135℃粘度较低，具有良好的施工和易性;沥青混合料模量大，有良好的高温抗车辙性能，以及优异的抗低温开裂性能。其特点为：1、弹性恢复率比较大。2、抗车辙性能优良。3、低温抗裂性能。4、疲劳耐久性。

本研究采用复合改性方法，改善沥青中组分性能，减少了SBS改性剂的添加量，所得改性沥青产品具有软化点高、5℃延度好的特点，提高石料与沥青的粘附性;相容剂采用的是辽河石化自产的产品，改善SBS与沥青的相容性，提高沥青低温抗开裂性能。与国内外同类技术对比分析，本研发用于桥面等防反射工程的的高粘高弹改性沥青，弹性好、延度长，低温保存更久，有很好的耐久耐老化性，具有优异的性价比，可用来满足兼具防水功能的路面，沥青体系组成稳定，对石料的粘接力大，提高抗车辙性能，要远远高于目前市场上销售的改性沥青，可应用于一级公路、国道、省道以及其它道路的铺设。

1 原材料

基本材料

基质沥青选择辽河石化AH—90，其主要技术指标见表1，增溶剂选择辽河石化公司生产的抽出油;稳定剂为北京海泽龙科技有限公司自主研发的品牌。

SBS改性剂和SBR改性剂

SBS是苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物，外观呈白色爆米花壮，质轻多孔，它兼有橡胶和塑料两种性能，常温下具有橡胶的弹性，高温下能像热塑料般熔融流动成为可塑性材料，因而又称热塑弹性体，其主要技术指标见表2。根据聚苯乙烯和聚丁二烯所含比例的不同和分子结构的差异，可分为线型结构和星型结构。SBR改性剂是在丁苯橡胶的基础上接枝苯乙烯单体，它除了具有SBR显著沥青的高低温性能特点外，还可以提高沥青的粘度。

2 高粘高弹改性沥青试样制备

本试验制备样品的工艺过程分为两步，基质沥青制备和高粘高弹改性沥青的制备。

基质沥青的制备：将沥青与芳烃油按一定比例混合，采用调和工艺，将沥青与芳烃油均匀混合在一起，形成稳定的胶体体系。

试验用高速剪切分散乳化机制备高粘高弹改性沥青，剪切速度5000～7000 r//min。加工高粘高弹改性沥青时，先将沥青升温到180℃，再加入适量的改性剂，机械搅拌后，在185℃～190℃范围内连续剪切50min左右，剪切过程中观察试样均匀性，然后加入适量的添加剂，搅拌一定时间后即制成成品高粘高弹改性沥青。

3 结果与讨论

不同方案高粘高弹改性沥青性质对比见表3

方案1：星型、线型SBS复配及其他添加剂制备高粘高弹改性沥青;

方案2：线型SBS、其他添加剂制备高粘高弹改性沥青;

方案3：星型SBS、其他添加剂制备高粘高弹改性沥青;

由表3可以看出，方案3老化后延度（5℃）指标靠下限，方案2老化后延度指标不合格，方案3的布氏粘度较高，施工合易性差。方案1的各项指标较好，60℃动力粘度可达39208Pa.S，弹性恢复达到98%，并兼顾良好的高低温性能和粘韧性。本产品应用在沈阳某桥面工程，产品的质量和技术服务受到供方高度认可。考虑到日益严峻极端气候条件和重载交通，高粘高弹改性沥青的需求量会逐年增加，日后将不断优化高粘高粘改性沥青的工艺方案，提高产品的性价比，增强市场竞争能力。