關(guān)鍵詞：SBS | 改性膠粉瀝青 | 車轍 | 水穩(wěn)定性

我國每年都會產(chǎn)生巨量廢舊輪胎，僅2016年我國廢舊輪胎產(chǎn)生量就高達(dá)3億條，而回收率僅為50%左右，造成了巨大的資源浪費。將廢棄橡膠用于道路鋪筑，不失為處理廢棄輪胎的一個良策[1]。TerminalBlend(以下簡稱TB)膠粉瀝青主要由30目或者更細(xì)的橡膠顆粒在瀝青中發(fā)生脫硫反應(yīng)并較快地分解、融合制備，制備的改性瀝青正常環(huán)境下在儲油罐中無需攪拌即可保持均勻分散。TB膠粉瀝青具有存儲時間長而不離析、顆粒分布均勻、級配適用范圍廣、單位時間瀝青混合料產(chǎn)量高等優(yōu)點。研究表明，TB膠粉瀝青的耐久性能及抗基層反射裂縫能力強，但高溫性能及水穩(wěn)定性相對較差[2]。在我國高溫多雨地區(qū)的道路上使用易發(fā)生車轍與水損害。而SBS是丁二烯與苯乙烯的共聚物，是一種國內(nèi)外廣泛使用的瀝青改性劑，它特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)使得瀝青具有很好的彈性恢復(fù)和低溫抗裂性能。為了提高膠粉瀝青混合料的高低溫性能，筆者采用SBS對TB膠粉瀝青進(jìn)行復(fù)合改性，并探究了經(jīng)SBS改性后的TB膠粉瀝青及其混合料相關(guān)路用性能。

試驗材料及性能

母液瀝青

母液瀝青為TB膠粉瀝青，由Esso公司采用70號重交通石油瀝青內(nèi)摻20%膠粉生產(chǎn)制備。該膠粉瀝青的延度(5℃)、針入度(25℃)、軟化點分別為18.8cm、126.8(0.1mm)、50℃[3]。

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青的制備

采用濕法制備SBS復(fù)合改性膠粉瀝青。將791-H線型SBS加入母液瀝青中，在185℃的條件下，用高速剪切乳化機剪切30min左右，然后用強制攪拌機攪拌30min，制得SBS復(fù)合改性膠粉瀝青試樣。

混合料級配及油石比確定

混合料采用AC-13型。混合料集料采用玄武巖，根據(jù)先前工程案例經(jīng)驗，確定該次試驗混合料的級配見表1，采用馬歇爾方法確定混合料的zui佳油石比為5.4%。

性能要求

依據(jù)JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(以下簡稱規(guī)范)，改性類瀝青及瀝青混合料的有關(guān)技術(shù)要求見表2～4。

該研究擬將SBS復(fù)合改性膠粉瀝青混合料用于夏炎熱冬冷濕潤區(qū)(1-3-1)及潮濕區(qū)(1-3-2)，下文中混合料性能以此區(qū)對應(yīng)的技術(shù)要求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對。

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青及其混合料的性能

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青的黏滯性

對不同SBS摻量(0%～8%)的復(fù)合改性膠粉瀝青進(jìn)行針入度(25℃)試驗，結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，母液瀝青的針入度隨SBS摻量的增多呈明顯下降趨勢。未摻SBS時，母液瀝青的針入度為126.8，加入SBS后，母液瀝青的針入度大幅度下降。在摻入3%SBS時，針入度達(dá)到74.7(0.1mm)，滿足規(guī)范中I-C類SBS改性瀝青技術(shù)性能要求。當(dāng)SBS摻量超過3%時，母液瀝青的針入度隨SBS摻量增加而減小的幅度降低，說明隨SBS摻量的增加其對瀝青針入度的改善效果降低。

由此可知，母液瀝青中摻入SBS后，瀝青的黏滯性隨SBS摻量的增加而增加。當(dāng)SBS摻量大于3%時，隨SBS摻量的增加瀝青黏滯性的增幅減緩。

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青的高溫性能

軟化點直接與路面高溫流動變形相關(guān)聯(lián)，是反映瀝青高溫性能的指標(biāo)之一[4]。對不同SBS摻量的復(fù)合改性膠粉瀝青進(jìn)行軟化點試驗，結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，母液瀝青中摻入SBS后，瀝青的軟化點隨SBS摻量的增加總體上呈上升趨勢。未摻SBS時，母液瀝青的軟化點為49.5℃，SBS摻量為3%時，軟化點達(dá)到62.5℃，符合規(guī)范中zui嚴(yán)格的Ⅰ-D類SBS改性瀝青技術(shù)性能要求(不小于60℃)。當(dāng)SBS摻量大于3%時，瀝青軟化點增加幅度隨SBS摻量增加明顯降低。由上可知，當(dāng)母液瀝青中摻入SBS后，瀝青的高溫性能隨SBS摻量的增加而明顯增強。當(dāng)SBS摻量大于3%時，瀝青高溫性能的增幅隨SBS摻量的增加趨于平穩(wěn)。

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青的低溫性能

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青延度試驗結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出，母液瀝青中摻入SBS后，瀝青的延度隨SBS摻量的改變而有明顯改變，總體呈上升趨勢，即SBS復(fù)合改性膠粉瀝青的低溫性能有明顯提升。

未摻SBS時母液瀝青的延度為18.8cm，摻入SBS后，瀝青延度有較明顯提高。當(dāng)SBS摻量為3%時，延度達(dá)到39.8cm，符合規(guī)范中I-C類SBS改性瀝青技術(shù)性能要求(不小于30cm)。當(dāng)SBS摻量大于3%時，瀝青延度隨SBS摻量增加變化不大。

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青混合料的高溫抗車轍性能

對不同摻量的SBS復(fù)合改性膠粉瀝青混合料進(jìn)行了車轍試驗，結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，在摻入SBS之前，母液瀝青混合料的動穩(wěn)定度只有470次/mm，遠(yuǎn)低于規(guī)范中的技術(shù)要求。摻入3%SBS的復(fù)合改性膠粉瀝青混合料的動穩(wěn)定度雖然未達(dá)到2400次/mm，但與母液瀝青混合料相比，也提高了5.1倍。當(dāng)摻入4%SBS后，復(fù)合改性膠粉瀝青混合料的動穩(wěn)定度達(dá)到5000次/mm以上，遠(yuǎn)超過規(guī)范中≥2400次/mm的要求，比母液瀝青混合料提高了10.46倍。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，摻入4%SBS的混合料動穩(wěn)定度遠(yuǎn)高于摻入3%SBS混合料的動穩(wěn)定度，前者是后者的4.55倍。

綜上可知，摻加SBS后，復(fù)合改性膠粉瀝青混合料的高溫性能達(dá)到了一個較高的水平，改善效果十分明顯。相對而言，摻加4%的SBS對提高母液瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性效果更加顯著。

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青混合料的水穩(wěn)定性能

對不同SBS摻量的復(fù)合改性膠粉瀝青混合料分別進(jìn)行凍融劈裂試驗，結(jié)果如圖5所示。摻入3%或4%的SBS后，混合料凍融前劈裂強度分別提高了78%和81%，凍融后劈裂強度分別提高了113%和122%。說明摻入SBS后，瀝青混合料強度大幅提高，但SBS摻量超過3%后變化幅度不大。摻入SBS后，瀝青混合料的凍融劈裂強度比TSR總體呈上升趨勢。母液瀝青混合料TSR為0.764，低于規(guī)范中不小于0.85的要求。加入超過3%的SBS后，瀝青混合料的TSR值上升至0.9以上，達(dá)到了較高水平。表明摻入SBS后，瀝青混合料的水穩(wěn)定性有所提高。但SBS摻量從3%提高到4%時，TSR僅僅從0.915提升到0.939，說明SBS摻量達(dá)到3%以后，瀝青混合料的水穩(wěn)定性提高效果微小。

結(jié)論

SBS復(fù)合改性膠粉瀝青在SBS摻量為3%～4%時，黏滯性、高溫性能及低溫性能有較大提升，并且隨摻量增da繼續(xù)改善，但性能提高逐漸變緩。SBS摻量為4%時的瀝青混合料高溫性能和水穩(wěn)定性要明顯優(yōu)于摻量為3%的瀝青混合料。綜合考慮夏炎熱冬冷濕潤區(qū)(1-3-1)及潮濕區(qū)(1-3-2)混合料路用性能的要求及經(jīng)濟因素，SBS推jian摻量為3.5%～4%。

參考文獻(xiàn)：

[1]文順.廢膠粉改性瀝青技術(shù)研究[J].市政技術(shù),2011,29(1)134-136.

[2]熊偉,王宏,TB與SBS 復(fù)合改性瀝青及其混合料性能研究[J].公路工程,2016,41(5):249-255.

[3]張健,王巍.PE改性膠粉瀝青混合料性能研究[J].市政技術(shù),2015.33(5):185-187.

[4]徐波,鄒曉勇,顧一春.法賽對 SBS 改性瀝青高低溫性能的影響[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014.35(5):57-60.

全文完 發(fā)布于《市政技術(shù)》2018年第6期。作者簡介：張健，男，工程師，碩士，主要從事道橋工程設(shè)計和研究工作。

我司部分文章來源于網(wǎng)絡(luò)，未能與原作者取得聯(lián)系，如涉及版權(quán)問題請與我們聯(lián)系，我們會及時處理刪除

設(shè)備名稱：B059M 全自動瀝青針入度儀 (SMARTIP)

型      號：B059M

制  造 商：意大利Matest公司

意大利Matest-SMARTIP 是一種用于測定瀝青樣品針入度的自動設(shè)備，能夠避免操作人員失誤造成的誤差，并獲得高重復(fù)性的結(jié)果。全自動瀝青針入度儀是一款采用新技術(shù)、集成微處理器控制和用戶界面友好的智能瀝青針入度試驗儀。SMARTIP 還有一個可以用于測量導(dǎo)電樣品的B059M-01型號，該型號可測試的材料范圍更廣。

產(chǎn)品特點：

? 只需按下 START 按鈕即可進(jìn)行全自動測試：接近、接觸、貫入

? 自動識別標(biāo)準(zhǔn)針接觸點和定位，能避免任何操作人員失誤，并提供高重復(fù)性的測試結(jié)果

? 電磁釋放系統(tǒng)

? 開始貫入前自動歸零

? 通過具有 0.01mm分辨率的高科技非接觸式位移傳感器進(jìn)行針入度測量，范圍 0~50 mm

? 7 英寸觸摸屏，界面簡潔明了

? 實時顯示貫入 / 時間曲線、平均結(jié)果和測試溫度

設(shè)備名稱：B070M 全自動數(shù)字瀝青軟化點儀 (環(huán)球法) SOFTMATIC

型      號：B070M

制  造 商：意大利Matest公司

這款數(shù)字化微處理器控制的全自動瀝青軟化點儀由意大利Matest以全新科技進(jìn)行設(shè)計并制造，用于自動測定的瀝青的軟化點。試驗結(jié)束后，微處理器將自動準(zhǔn)確的計算出軟化點數(shù)值。試驗同樣可適用于從瀝青混合料中回收的瀝青膠結(jié)料，如經(jīng)過抽提或 RTFO 和 PAV 預(yù)老化的瀝青。

配有0至160rpm 電子速度調(diào)節(jié)功能的磁力攪拌器，確保在測試期間燒杯中液體的溫度均勻。冷卻系統(tǒng)可以快速冷卻試件，每天可以進(jìn)行更多測試。觸摸屏圖形界面，用戶可以輕松設(shè)置參數(shù)并執(zhí)行測試。高分辨率彩色顯示屏，800x480像素，擁有電腦的所有功能，用于管理和分析數(shù)據(jù)、顯示測試結(jié)果和圖表。

產(chǎn)品特點：

? 整個試驗過程實時顯示溫度（°C）- 時間（秒）曲線

? 7 英寸800x480分辨率的LCD彩色觸摸屏

? 數(shù)據(jù)儲存（U 盤和內(nèi)置SD卡），且可通過電腦編輯數(shù)據(jù)

? 多語言選項

? 友好的用戶菜單可控制所有試驗過程

? 高品質(zhì)組件：激光傳感器、電磁攪拌器、陶瓷玻璃加熱板

? 全自動控制

了解更多產(chǎn)品信息，獲取產(chǎn)品資料，歡迎垂詢TIPTOP卓致力天

服務(wù)熱線 | 400-633-0508    郵箱：tiptop@tiptoptest.com