排水沥青路面高黏改性剂的研究及应用分析

李佳庆

（1.岳阳市公路桥梁基建总公司，湖南 岳阳 414000；2.岳阳县岳路供水有限公司，湖南 岳阳 414000）

1 引言

为了促进我国交通行业的发展，加强区域交通网络的优质化建设，我国对公路路面工程的重视程度在不断提高。在此背景下，为了提高公路路面的排水质量，防止雨水堆积引发一系列的社会问题，在进行道路建设的时候，需要采用具有大空隙特征的沥青作为道路材料，将雨水有效地排入地下，减少人们出行的阻碍。但是在长时间的建设过程中，大空隙沥青路面的变形开裂等问题也逐渐凸显，为此需要利用高黏改性剂来提高大空隙沥青的排水质量。

2 常见的高黏改性剂类型

2.1 热塑性弹性体沥青改性剂

热塑性弹性体沥青改性剂具有高强度、柔韧性较高、弹性较好的特点。同时，还具备橡胶良好的拉伸性以及树脂的环保性等特点。其主要代表产品分别为SBS 改性剂、TPS 改性剂。

2.1.1 SBS 改性剂

SBS 改性剂主要是由玻璃状微区组成，通过与聚丁二烯进行相连，不断融合产生出一种聚苯乙烯的物质熔炼而成。通过对SBS 改性剂整体的研究可知，SBS 改性剂对沥青的改性作用是通过物理手段以及化学手段进行的。物理手段主要是将沥青中的油组织成分通过高温膨胀，分化在沥青当中。而化学手段主要是在基质沥青与SBS 改性剂之间加入其他的添加剂，两者之间形成化学反应，形成较强的离子键，使沥青的整体结构发生化学反应，提升混合料整体的质量性。SBS 改性剂具有良好的弹性以及柔韧性，在进行道路铺设的时候，可以有效地抵抗沥青所产生的高温，提高道路铺设的稳定性，防止因为过高的温度路面出现熔化以及开裂的现象。因此，被广泛地应用在高速公路工程建设中，成为未来我国发展沥青道路所需要的主要产品之一[1]。

2.1.2 TPS 改性剂

TPS 改性剂的主要功能就是加强沥青道路的整体稳定性。得益于现代室内实验的发展，该热塑沥青改性剂最终被研制出来。利用TPS 改性剂的低温性以及流动性，可以加速大空隙沥青之间的内部融合，进而大幅度地提高整体的黏合度。长时间的实践证明，在铺设TPS 改性剂的沥青混合料后，沥青道路的高温承载能力得到提高，能防止因为过高的温度而产生变形，可广泛地应用于各个城乡道路中[2]。

2.2 橡胶沥青改性剂

橡胶沥青改性剂主要是由天然橡胶、丁苯橡胶以及其他橡胶所组成的。该改性剂的使用背景与我国当前废旧轮胎所引起的环境污染有关。为了解决当前我国废气轮胎过多的问题，很多的研究人员通过实验发现，将废弃的轮胎搅碎之后，融入基质沥青当中，可对沥青进行改性。此方法不仅能够有效地提高基质沥青的耐用性以及高温性，还能通过减少废弃轮胎的堆积量，从而减少环境污染，可谓是一举两得。但是从实际的效果来看，废弃轮胎与基质沥青的整体黏合度不够强，很难达到质量标准。为了进一步提高橡胶沥青改性剂的质量，往往需要加入一些其他的改性剂进行融合。通过长时间的实验研究可知，基质沥青的黏合度会随着改性剂质量的提高而增强。随着加入的改性剂越多，黏合度也就随之提高。但是需要注意的是，改性剂的加入需要控制一定的数量，不可无节制地加入改性剂，会导致基质沥青的温度抗性产生极强的负面影响。目前，最为广泛使用的是丁苯橡胶改性剂以及氯丁橡胶改性剂。

2.3 纤维材料改性剂

纤维材料改性剂的主要合成原料就是纤维与树脂。在实际的应用过程中，纤维材料改性剂呈现出群体抱团的形式，其主要的特点就是吸附能力较强、坚硬程度较好以及柔韧性较为优越。另外，由于其合成原料存在树脂，能够减少对环境的污染，有利于环保。但是相对的，由于纤维材料改性剂在实际的使用过程中，呈现抱团扎根的现象，在基质沥青中分布不均匀，很难提高基质沥青的整体质量。为此，要想解决相关黏合度的问题，首要解决的就是纤维材料改性剂分布不均匀的问题。另外，单靠纤维材料改性剂的加入还不足以提高基质沥青的整体黏合度，因此也需要添加一些其他的改性剂进行复合改性。根据相关研究显示，要想提高纤维材料改性剂的整体黏合度，可以使用玄武岩纤维以及硅藻土等纤维材料，这2 种材料的加入可以有效地提高基质沥青的整体黏合度，增强整体的高温性能，进而改善基质沥青的整体性质[3]。

2.4 纳米类材料改性剂

纳米类材料改性剂的使用主要得益于纳米技术的不断发展。随着纳米技术的不断应用，研究人员通过使用更多的纳米材料，进行反复的改性实验，最后在一定的环境条件下，通过对纳米材料改性剂的改良，达到提高基质沥青的整体使用功能的目的。纳米类材料改性剂的制作原理，主要是通过扫描电镜等试验设备，将含有纳米碳纤维的材料与基质沥青进行混合，对基质沥青进行反复改性实验。通过研究表明，加强对复合非线性纳米材料含量的控制，不仅可以有效地提高基质沥青的黏结性，而且还能加强纳米材料改性剂的分散性，使纳米类材料在基质沥青中能够均匀分布。最后需要注意的是，纳米类材料改性剂在坚固性上存在着一定的不足，容易导致路面在长时间的使用过程中出现裂缝。为此需要在基质沥青中，加入纳米二氧化硅，增加其稳定性。另外，相关研究表明，在基质沥青中加入纳米二氧化硅，不仅能够有效提升基质沥青的稳定性，同时能提高基质沥青的耐热性能，防止出现温度过高导致的基质沥青熔化的现象。这主要是因为纳米二氧化硅与丁苯橡胶之间容易形成网状的结构，并且在相互碰撞的过程中，能够使丁苯橡胶出现膨胀的现象，进而提高基质沥青的整体稳定性。另外，有研究人员对纳米材料流动性进行了研究，得到纳米类材料改性剂的黏度与新型材料改性剂之间形成正比关系，也就是说新型材料添加得越多，纳米类材料改性剂的黏合度也就越好，最终改善了基质沥青整体的耐热能力以及抗变形能力，也大大提高了抗老化的能力[4]。

3 高黏改性剂在排水沥青路面上的技术应用

3.1 生产

首先，将沥青集料、苯基乙胺高黏剂以及纤维材料进行充分搅拌，注意搅拌的形式为干拌[5]，搅拌时间为20 s。其次，加入基质沥青，搅拌形式为湿拌，搅拌时间为15 s，然后再加入矿粉搅拌，搅拌的时间为40 s，尽量将整个拌和楼中的搅拌时间控制在75 s 之内，防止在搅拌的过程中，出现机理性能变化，使基质沥青出现质量问题。最后需要注意的是，基质沥青中的集料加热温度控制在200 ℃以下，SBS 改性沥青加热温度控制在180 ℃以下，基质沥青混合料的出厂温度控制在180 ℃左右，基质沥青加热温度不能超过200 ℃，否则会对路面造成一定破坏。

3.2 运输

在基质沥青混合料运输过程中，一般采用的是大吨位翻斗车，利用大吨位翻斗车的超高容量，将基质沥青及时运往施工现场。根据相关的规章制度可知，混合料在出厂运输之前，首要步骤是检查混合料的温度，保证后续建设的黏合度，在温度满足要求之后，利用篷布将混合料全面覆盖。一方面是为了防止混合料温度快速降低，避免混合料的黏合度出现严重不足；另一方面是为了防止在运输的过程中出现撒漏的情况。另外，需要相关的监管人员对排水沥青改性剂的温度进行检查，只有改性剂的温度达到标准温度时，方可进行出厂使用[6]。

3.3 摊铺

摊铺是一项极为复杂且非常重要的施工。首先，在进行沥青摊铺的过程中，为了降低改性剂之间的不稳定性，在整个摊铺过程中，要保证当翻斗车的刮板还没有漏出的时候，下一辆翻斗车就要开始铺撒，最大程度上保证供料的连续性，防止摊铺的过程中出现断层现象，进而影响整个施工的进度。另外，还需要注意的是，在摊铺的过程中，尽量不要过多堆积改性剂，防止改性剂出现变质的情况，造成大量改性剂的浪费，同时也增加了经济的负担。如果在摊铺的过程中出现裂痕，则需要施工人员及时进行修补，在进行撒料的环节中，在铁锹的外围涂上一层油水混合物，防止基质沥青混合料出现黏合的现象，在温度的控制上，尽量将基质沥青混合料控制在180 ℃[7]。

3.4 碾压

碾压过程作为整个排水沥青路面施工的最后一个过程，同样具有十分重要的意义。在碾压的过程中，需要大量使用黏合改性剂，具体过程就是将成型的黏合改性剂，铺撒在基质沥青当中，然后利用2 台12 t 左右的双钢轮压路机进行反复碾压，碾压遍数在4 遍左右，其次，需要2 台30 t 左右的胶轮压路机进行2 遍的防腐碾压，最后使用1 台12 t 的双钢轮压路机进行最后的碾压[8]。

4 高黏改性剂的未来展望

首先，针对大空隙的基质沥青的特点，要想减少外部条件对基质沥青的破坏，提高排水路面的使用性能，就需要加强对高黏改性剂的使用，提高高黏改性剂的抗震性、稳定性、耐久性以及腐蚀性。需要选择多种合适的改性剂进行复合改性，最终才能达到质量要求。其次，针对我国各个地区不同的气候地质条件，相关研究人员也要加强科学创新意识，研发出不同的高黏性改性剂，以此用来解决各个地区的适用性问题。最后，必须加强自身环境保护意识，科研人员应加大研究力度，对废弃材料进行合理使用，通过对资源的节约，一方面能够有效减少沥青排水路面的建设成本，另一方面能有效地提高排水路面的性能。

5 结语

综上所述，本文对常见的高黏度改性剂以及应用技术进行简单介绍，希望可以加深人们对高黏性改性剂的了解。现阶段，在我国众多科研人员的努力下，高黏性改性剂技术不断发展完善，但是在实际使用过程中，很多的改性剂仍需要从国外进行大量的进口，为此广大科研人员需要加倍努力，研制出优秀的高黏改性剂，提高公路路面的排水性能，推动我国“海绵城市”项目的建设。