SBS橡膠粉復合改性瀝青的制備工藝與性能研究

焦華麗

林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司（401121）

0 引言

瀝青是道路工程的基體材料，其性能的優(yōu)良對瀝青路面的路用性能具有決定性作用。 目前，隨著交通荷載的日益增加，單純使用基質(zhì)瀝青已經(jīng)不能有效延緩路面病害的產(chǎn)生。 因此，改性瀝青成為道路基體材料的第二次革命。

在眾多改性劑中，SBS 和橡膠粉是最常用的改性劑，但是兩者均存在一定的缺陷。 SBS 橡膠粉復合改性瀝青可以將兩者的優(yōu)點結合起來，不僅降低SBS 改性瀝青的成本，有效利用廢舊橡膠粉，而且進一步了提高改性瀝青的使用性能。 目前，多數(shù)學者已經(jīng)開展對SBS 橡膠粉復合改性瀝青各方面的研究。 向麗[1]對SBS 橡膠粉復合改性瀝青制備過程的工藝參數(shù)及瀝青與改性劑的作用機理開展研究；于麗梅[2]研究SBS 橡膠粉復合改性瀝青的穩(wěn)定性；劉貞鵬[3]分析SBS 橡膠粉復合改性瀝青的三大指標、高溫流變性能等性能。 但是尚且缺乏對SBS 橡膠粉復合改性瀝青制備工藝、性能評估到使用效果的綜合描述，文章詳細介紹了SBS 橡膠粉復合改性瀝青的改性機理、制備工藝及流變特性，為后續(xù)優(yōu)化其制備工藝及性能提升提供一定的參考。

1 SBS 橡膠粉復合改性瀝青的改性機理

SBS 橡膠粉復合改性瀝青的改性機理主要包括SBS 和橡膠粉與基質(zhì)瀝青的相容過程。 其中，摻入SBS 后，SBS 吸收瀝青中的輕質(zhì)油分發(fā)生溶脹分散在瀝青的連續(xù)相中，從而提高瀝青的性能。 橡膠粉摻入基質(zhì)瀝青后，兩者的作用機理相對復雜，主要包括物理共混及溶脹降解等。 兩種外摻劑摻入后，形成膠粉、SBS、瀝青共混的連接結構，SBS 的摻入一定程度上降低了橡膠改性瀝青的離析程度，顯著提高復合改性瀝青的性能。

2 SBS 橡膠粉復合改性瀝青的制備工藝

2.1 溶脹

溶脹過程是在較低轉速下使得改性劑在基質(zhì)瀝青中高度粉碎并充分分散，在此過程中改性劑會吸收瀝青中的輕質(zhì)油分而發(fā)生溶脹。

2.2 剪切

溶脹完成后，對外摻劑進行高速剪切，使得改性劑充分細化，穩(wěn)定地分布在基質(zhì)瀝青中。

2.3 發(fā)育

經(jīng)過剪切加工后低速攪拌一段時間，使得改性劑與瀝青形成一層連接膜， 連接膜形成網(wǎng)狀結構，以提高SBS 橡膠粉復合改性瀝青的儲存穩(wěn)定性及力學性能。

SBS 橡膠粉復合改性瀝青的制備過程中，首先，向基質(zhì)瀝青中加入SBS 改性劑，低速攪拌0.5 h，溫度為170 ℃；其次，高速剪切0.5 h，溫度為180℃；然后低速發(fā)育0.5 h，溫度為170 ℃；接著加入橡膠粉，低速攪拌0.5 h，溫度為180 ℃；進而高速剪切1 h，溫度為190 ℃，最后低速發(fā)育1 h，溫度為 180℃。

3 SBS 橡膠粉復合改性瀝青的流變特性

通過向麗的研究，SBS 橡膠粉復合改性瀝青的復數(shù)模量G* 及抗車轍因子G*/sinδ 隨著溫度的增加而降低，其相位角遠小于基質(zhì)瀝青。 在針入度相近的情況下，SBS 橡膠粉復合改性瀝青的Gδ 及G*/sinδ 均優(yōu)于單一的SBS 改性瀝青或者橡膠瀝青。 譚華[4]研究表明：SBS 改性劑與橡膠粉溶脹后，顯著提高橡膠瀝青的抗車轍性能。

4 結語

通過對SBS 橡膠粉復合改性瀝青改性機理、制備工藝及改善效果的綜述，改性劑共混可以明顯提高改性瀝青的性能，但是復合改性瀝青的儲存穩(wěn)定性仍然需要進一步解決。 此外，SBS 橡膠粉復合改性瀝青應用于混合料的生產(chǎn)工藝及施工工藝仍需要進一步優(yōu)化。