SBS改性劑對(duì)瀝青性能的影響

田 艷 華

(山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030000)

SBS改性劑對(duì)瀝青性能的影響

田 艷 華

(山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030000)

以瀝青的高溫和低溫性能為評(píng)價(jià)對(duì)象，針對(duì)相同標(biāo)號(hào)不同油源基質(zhì)瀝青和不同摻量改性劑，分析了改性劑對(duì)不同油源基質(zhì)瀝青性能的影響和改性劑摻量對(duì)改性瀝青性能的影響,結(jié)果表明，同一種改性劑對(duì)不同油源基質(zhì)瀝青的改性效果不同；改性劑摻量對(duì)改性瀝青的性能有重要影響，而且摻量越大，影響越顯著。

基質(zhì)瀝青,SBS改性瀝青，性能

1 基質(zhì)瀝青性能

試驗(yàn)選用埃索70號(hào)、中海70號(hào)、韓國(guó)SK70號(hào)三種基質(zhì)瀝青。瀝青性能指標(biāo)試驗(yàn)方法嚴(yán)格按照J(rèn)TG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程中相應(yīng)規(guī)定操作。

三種基質(zhì)瀝青25 ℃條件下針入度、軟化點(diǎn)、15 ℃條件下延度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 三種基質(zhì)瀝青試驗(yàn)結(jié)果

2 SBS改性劑性能

試驗(yàn)選用中國(guó)岳陽(yáng)石化合成橡膠廠生產(chǎn)的線型SBS YH-791，性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 改性劑試驗(yàn)結(jié)果

3 SBS改性瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo)及分析

3.1 SBS改性瀝青制備方法

試驗(yàn)用SBS改性瀝青為試驗(yàn)室內(nèi)制備。制備過(guò)程為：基質(zhì)瀝青加熱至170 ℃→加入SBS改性劑→人工攪拌15 min→在165 ℃～175 ℃的溫度范圍內(nèi)連續(xù)剪切15 min→170 ℃烘箱中發(fā)育30 min→在165 ℃～175 ℃溫度范圍內(nèi)再剪切15 min→170 ℃烘箱中發(fā)育60 min→SBS改性瀝青制備完成。

3.2 不同油源SBS改性瀝青性能

按照上述SBS改性瀝青制備方法，在埃索70號(hào)、中海70號(hào)、韓國(guó)SK70號(hào)三種基質(zhì)瀝青中均摻入SBS改性劑4%，制備試驗(yàn)用的三種SBS改性瀝青樣品。分別檢測(cè)三種改性瀝青樣品在15 ℃，25 ℃，30 ℃條件下的針入度、軟化點(diǎn)，在5 ℃，15 ℃，25 ℃條件下的延度，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果研究SBS改性劑對(duì)三種基質(zhì)瀝青的改性效果。

3.2.1 針入度

埃索70號(hào)、中海70號(hào)、韓國(guó)SK70號(hào)三種改性瀝青，在15 ℃，25 ℃，30 ℃條件下的針入度結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 三種改性瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果 0.1 mm

表1和表3中數(shù)據(jù)表明，改性后，25 ℃條件下針入度均減小，韓國(guó)SK70號(hào)減小幅度最大，中海70號(hào)次之、埃索70號(hào)最小。這說(shuō)明改性后瀝青稠度增大，抵抗剪切破壞的能力提高。

根據(jù)表3中數(shù)據(jù)和下面公式計(jì)算三種改性瀝青針入度指數(shù)PI、當(dāng)量軟化點(diǎn)T800、當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2、塑性溫度范圍ΔT：

lgP=K+Algpen×T

(1)

其中，T為不同試驗(yàn)溫度；P為相應(yīng)溫度下針入度；K為回歸方程的常數(shù)項(xiàng)；Algpen為回歸方程系數(shù)。

按式(2)計(jì)算針入度指數(shù)為PI：

(2)

按式(3)計(jì)算當(dāng)量軟化點(diǎn)T800:

(3)

按式(4)計(jì)算瀝青的當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2:

(4)

按式(5)計(jì)算瀝青的塑性溫度范圍：

(5)

三種改性瀝青針入度指數(shù)PI、當(dāng)量軟化點(diǎn)T800、當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2、塑性溫度范圍ΔT的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 SBS改性瀝青針入度相關(guān)參數(shù)

表4中數(shù)據(jù)表明，韓國(guó)SK70號(hào)的針入度指數(shù)PI最大，溫度敏感性最小；當(dāng)量軟化點(diǎn)T800最高，高溫穩(wěn)定性最好；當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2最低，低溫抗裂性能最優(yōu)；塑性溫度范圍ΔT最寬，對(duì)溫度的適應(yīng)能力最強(qiáng)。中海70號(hào)的各項(xiàng)性能指標(biāo)次之，埃索70號(hào)最差。

3.2.2 軟化點(diǎn)

試驗(yàn)中，分別對(duì)三種SBS改性瀝青進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 SBS改性瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

表1和表5中數(shù)據(jù)表明，三種基質(zhì)瀝青改性后，軟化點(diǎn)均提高，韓國(guó)SK70號(hào)提高幅度最大，中海70號(hào)次之，埃索70號(hào)最小。

3.2.3 延度

試驗(yàn)中,分別針對(duì)三種SBS改性瀝青在5 ℃,15 ℃,25 ℃條件下的延度進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。

表6 SBS改性瀝青延度試驗(yàn)結(jié)果

表6中數(shù)據(jù)表明，三種基質(zhì)瀝青改性后，韓國(guó)SK70號(hào)延度最大，中海70號(hào)次之，埃索70號(hào)最小。

通過(guò)比較三種改性瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)，可以得出，韓國(guó)SK70號(hào)改性效果最好，中海70號(hào)次之，埃索70號(hào)最差。

3.3 不同摻量SBS改性瀝青性能

選用三種基質(zhì)瀝青中改性效果最好的韓國(guó)SK70號(hào)作為基質(zhì)瀝青，制備摻量分別為3%，4%，5%，6%的改性瀝青，并且分別對(duì)四個(gè)樣品進(jìn)行針入度、軟化點(diǎn)、延度試驗(yàn)，進(jìn)一步研究SBS改性劑摻量與改性瀝青性能之間的關(guān)系。

3.3.1 針入度

在15 ℃，25 ℃，30 ℃條件下，對(duì)四種摻量改性瀝青進(jìn)行針入度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7中數(shù)據(jù)表明，隨著SBS改性劑摻量的增大，15 ℃，25 ℃，30 ℃的針入度均減小，且都呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，SBS改性劑摻量越大，改性瀝青稠度越大，抵抗剪切破壞的能力越強(qiáng)。

表8中數(shù)據(jù)表明，隨著SBS改性劑摻量增大，改性瀝青針入度指數(shù)PI、當(dāng)量軟化點(diǎn)T800、塑性溫度范圍ΔT均增大，說(shuō)明SBS改性劑摻量越大，改性瀝青溫度敏感性、高溫性能、溫度適應(yīng)性均越強(qiáng)；當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2未呈現(xiàn)明顯關(guān)系。

表7 四種摻量SBS改性瀝青針入度試驗(yàn)結(jié)果

表8 四種摻量SBS改性瀝青針入度相關(guān)參數(shù)

3.3.2 軟化點(diǎn)

表9 四種SBS改性瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

表9中數(shù)據(jù)表明，隨著SBS改性劑摻量增大，軟化點(diǎn)逐漸提高。

3.3.3 延度

表10 四種摻量SBS改性瀝青延度試驗(yàn)結(jié)果

表10中數(shù)據(jù)表明，隨著SBS改性劑摻量增大，5 ℃，15 ℃，25 ℃延度逐漸增大。

通過(guò)比較四種摻量改性瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)，可以看出， SBS改性劑摻量越大，改性瀝青高低溫性能越好。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不同油源瀝青改性試驗(yàn)可以看出，同種改性瀝青與不同基質(zhì)瀝青的配伍性不同，改性效果明顯不同。這對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)方在選擇改性劑和基質(zhì)瀝青時(shí)有一定指導(dǎo)意義。通過(guò)不同摻量改性瀝青試驗(yàn)可以看出，改性劑摻量越大，改性瀝青性能越好，但是在工程實(shí)際施工過(guò)程中不是改性劑摻量越大越好，考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素，一般摻量在4%～5%左右較為合理。

[1] JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2] JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

Impact of SBS modified agent upon asphalt performance

TIAN Yan-hua

(ShanxiHighwayEngineeringQualityDetectionCenter,Taiyuan030000,China)

Taking asphalt performance at high and low temperature as the assessing targets, in light of different oil source matrix asphalt and different mixing agent with same standard, the paper analyzes the impact of modifier upon different oil source matrix asphalt and the impact of modified mixing amount upon modified asphalt. Results show that: the modified effect of the same modified agent upon different oil source matrix asphalt is not obvious, modified amount has important impact upon modified asphalt performance, with the increasing of mixing amount, the impact effect is more obvious.

matrix asphalt, SBS modified asphalt, performance

1009-6825(2014)35-0139-02

2014-09-25

田艷華(1984- )，女，工程師

TU535

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