高粘高彈改性瀝青的開發(fā)與應(yīng)用

劉曉莉

摘要：提高瀝青黏度、增強瀝青彈性恢復(fù)能力無疑將有助于強化瀝青對集料的粘結(jié)、減少瀝青混合料塑性變形，進而提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、耐疲勞性能和水穩(wěn)定性等路用性能。因此，以SBS改性瀝青為代表的改性瀝青已在我國高速建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。但對于某些特殊工程，如重載交通道路、橋隧道路以及機場道面，需要采用具有高粘度、高彈性恢復(fù)的特殊改性瀝青。因此，本研究主要針對此問題，根據(jù)項目指標技術(shù)要求，25℃針入度60-80，60℃動力粘度大于2萬Pa.s、軟化點≥75℃，5℃延度≥70厘米。采用遼河石化純低凝原油瀝青為原料，添加一定量的SBS、SBR及其他助溶劑進行改性，制得滿足客戶要求適用于橋面用的高粘高彈改性瀝青。

關(guān)鍵詞： 高粘高彈瀝青;SBS改性劑;SBR改性劑;動力粘度

本研究突破原有的思維模式，選擇添加劑，加入瀝青中改變其組分性能，使瀝青質(zhì)、膠質(zhì)的含量提高，從而使瀝青酸、瀝青酸酐的含量增多，可以與瀝青產(chǎn)生較好的吸附作用，同時這種物質(zhì)的加入，使瀝青與集料作用后形成的瀝青膜較厚，瀝青膜的強度也較大，提高了抗水損壞和交通荷載的能力。減少了SBS改性劑的添加量，所得改性瀝青60℃動力粘度較高，具有良好的韌性和粘韌性;同時產(chǎn)品的135℃粘度較低，具有良好的施工和易性;瀝青混合料模量大，有良好的高溫抗車轍性能，以及優(yōu)異的抗低溫開裂性能。其特點為：1、彈性恢復(fù)率比較大。2、抗車轍性能優(yōu)良。3、低溫抗裂性能。4、疲勞耐久性。

本研究采用復(fù)合改性方法，改善瀝青中組分性能，減少了SBS改性劑的添加量，所得改性瀝青產(chǎn)品具有軟化點高、5℃延度好的特點，提高石料與瀝青的粘附性;相容劑采用的是遼河石化自產(chǎn)的產(chǎn)品，改善SBS與瀝青的相容性，提高瀝青低溫抗開裂性能。與國內(nèi)外同類技術(shù)對比分析，本研發(fā)用于橋面等防反射工程的的高粘高彈改性瀝青，彈性好、延度長，低溫保存更久，有很好的耐久耐老化性，具有優(yōu)異的性價比，可用來滿足兼具防水功能的路面，瀝青體系組成穩(wěn)定，對石料的粘接力大，提高抗車轍性能，要遠遠高于目前市場上銷售的改性瀝青，可應(yīng)用于一級公路、國道、省道以及其它道路的鋪設(shè)。

1 原材料

基本材料

基質(zhì)瀝青選擇遼河石化AH—90，其主要技術(shù)指標見表1，增溶劑選擇遼河石化公司生產(chǎn)的抽出油;穩(wěn)定劑為北京海澤龍科技有限公司自主研發(fā)的品牌。

SBS改性劑和SBR改性劑

SBS是苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物，外觀呈白色爆米花壯，質(zhì)輕多孔，它兼有橡膠和塑料兩種性能，常溫下具有橡膠的彈性，高溫下能像熱塑料般熔融流動成為可塑性材料，因而又稱熱塑彈性體，其主要技術(shù)指標見表2。根據(jù)聚苯乙烯和聚丁二烯所含比例的不同和分子結(jié)構(gòu)的差異，可分為線型結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)。SBR改性劑是在丁苯橡膠的基礎(chǔ)上接枝苯乙烯單體，它除了具有SBR顯著瀝青的高低溫性能特點外，還可以提高瀝青的粘度。

2 高粘高彈改性瀝青試樣制備

本試驗制備樣品的工藝過程分為兩步，基質(zhì)瀝青制備和高粘高彈改性瀝青的制備。

基質(zhì)瀝青的制備：將瀝青與芳烴油按一定比例混合，采用調(diào)和工藝，將瀝青與芳烴油均勻混合在一起，形成穩(wěn)定的膠體體系。

試驗用高速剪切分散乳化機制備高粘高彈改性瀝青，剪切速度5000～7000 r//min。加工高粘高彈改性瀝青時，先將瀝青升溫到180℃，再加入適量的改性劑，機械攪拌后，在185℃～190℃范圍內(nèi)連續(xù)剪切50min左右，剪切過程中觀察試樣均勻性，然后加入適量的添加劑，攪拌一定時間后即制成成品高粘高彈改性瀝青。

3 結(jié)果與討論

不同方案高粘高彈改性瀝青性質(zhì)對比見表3

方案1：星型、線型SBS復(fù)配及其他添加劑制備高粘高彈改性瀝青;

方案2：線型SBS、其他添加劑制備高粘高彈改性瀝青;

方案3：星型SBS、其他添加劑制備高粘高彈改性瀝青;

由表3可以看出，方案3老化后延度（5℃）指標靠下限，方案2老化后延度指標不合格，方案3的布氏粘度較高，施工合易性差。方案1的各項指標較好，60℃動力粘度可達39208Pa.S，彈性恢復(fù)達到98%，并兼顧良好的高低溫性能和粘韌性。本產(chǎn)品應(yīng)用在沈陽某橋面工程，產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)服務(wù)受到供方高度認可?？紤]到日益嚴峻極端氣候條件和重載交通，高粘高彈改性瀝青的需求量會逐年增加，日后將不斷優(yōu)化高粘高粘改性瀝青的工藝方案，提高產(chǎn)品的性價比，增強市場競爭能力。