SBS改性沥青的流变特性

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浅析沥青流变性及其影响因素

在高速公路建设如火如荼的今天，沥青路面里程与日俱增，沥青在高速公路的路面使用性能、服务寿命中起着举足轻重的作用。

沥青是一种粘弹性物质，具有一定的流变性质，尤其是在高温季节，加之行车荷载的作用，沥青的流变性对沥青路面的性能具有重大影响。

抗流变性能差的沥青路面将很容易形成车辙、推移等病害，严重缩短高速公路的使用寿命。

2沥青及改性沥青的流变性2.1沥青流变性沥青具有强烈依赖温度的流变性能，其流变性受沥青各个组分（饱和分、芳香分、胶质、沥青质）之间物理一化学相互作用的制约。

饱和分主要由正构烷烃、异构烷烃和环烷烃组成，其平均相对分子质量在500〜800之间，芳香分主要是一些带环烷和长链烷基的芳香烃，平均相对分子质量在800〜1000之间，胶质也称极性芳烃，平均相对分子质量在1300〜1800之间，沥青质是沥青胶体体系的核心，平均相对分子质量在数千到一万之间，是高度缩合的芳香烃。

沥青中高分子量的成分比重越大，则流变性越差。

2.2改性沥青流变性SBS改性沥青是目前国内外应用最广泛的聚合物改性沥青，由于能同时改善沥青的高低温性能且价格便宜，因此在道路改性沥青中占有很大的份额。

但SBS 改性沥青在流变性质方面存在非常复杂的变化，其粘度和软化点的变化幅度较大，这种现象在其它改性沥青（如PE、EVA、SBR改性沥青）中很少见。

对其中一些现象国外已有所报道，但并未作深入研究，由此导致了许多不同的观点，阻碍了对SBS改性沥青的深入研究和正确评价。

改性沥青的流变性具有两个显著特点，一是变化复杂，二是影响因素众多。

（1）SBS改性沥青流变性质的复杂变化SBS改性沥青的流变性质易受到各种因素的影响，如基质沥青、改性剂种类、改性剂掺量（为改性剂质量与沥青质量之比）、SBS的性质、改性沥青制作的混合时间、温度及存贮过程等，并且这些因素对改性沥青的软化点会产生20〜30C的影响，而这些因素对其它聚合物改性沥青软化点的影响则要小得多，基本在5C以下，一般不超过10C。

对SBS改性沥青的性能研究

程
对ＳＳ改性沥青的性能研究Ｂ
ＰｅｆｍａｃｕｉＢＳｏｆｅｐｈａｔｒｏｒｎｅＳｔｄｙＯｌＳＭｄｉｄＡｓｉｌ
吴凯旋ＷｕＫａｘａｉｕｎ
（广州市市政工程维修处，州５００）广１００
关键词：ＢＳＳ改性沥青；入度；化点；针软延度；变特性流
Ｋｅｗｏｄ：Ｓ３ｄｆｅｐａｔｅｄｅｐｎｔａｉｎ；ｏｅｎｏｎｔｄｕｔｉｙｒｅｌｇｃｌｂｈｖｏｙｒｓＩＳｍｏｉｄａｈｌ；ｎｅｌｅｅｒｔｉｓｏｓｆｎｉｇｐｉ；ｃｉｔ；ｈｏｏｉａｅａｉｒｔｌ
（ａｇｈｕＭｕｉｉａＣｎｔｃｉｉｔａｃｏ，ａｇｈｕ５００ＣｉａＧｕｎｚｏｎｃｐｌｏｓｒｔＭａｅｎｅＲｏｍＧｕｎｚｏ００，ｈｎｕｎｎｎ１
摘要：ＳＳ改性沥青进行不同温度及不同贯入时间下的针入度试验，对Ｂ以此来评价沥青的流变特性及路用性能；析了ＳＳ性沥青的软分Ｂ改化点随着混合过程的变化而出现的复杂变化，过不同温度和速率条件下的延度试验来分析改性沥青的流变特性。并通
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＳＢＳｍｏｉｅｓｈｌａｉｅｅｔｔｍｐｒｔｒｓａｄｕｎｅｉｅｅｔｐｎｅｒｔｏｉｆｔｅｐｎｔａｉｎｔｓｒｘｅｉｎｅｎｏｄｒｔｄｆｄａｐａｔｔｄｆｒｎｅｅａｕｅｎｄｒｄｆｒｎｅｔａｉｎｔｉｉｆｍｅｏｈｅｅｒｔｏｅｔａｅｅｐｒｅｃｄｉｒｅｏｅａｕｔｈｈｏｏｉａｐｏｅｔｅｆａｐｈｌｎｄｏｄｐｒｏｍａｃ．ＳｆｅｉｇｐｉｔｆＳｄｆｅａｐｈｌｌｈｎｅａｈｅｍｉｉｇｐｏｅｓｔｅｖｌａｅｔｅｔｅｌｇｃｌｒｐｒｉｓｏｓａｔａｒａｅｆｒｎｅｏｔｎｎｏｎｏＢＳｍｏｉｄｓａｔｗｉｌｃａｇｓｔｘｎｒｃｓｈｉ

SBS-SBR胶乳复合改性乳化沥青流变性能

SBS-SBR胶乳复合改性乳化沥青流变性能畅润田【摘要】将改性剂SBS与SBR胶乳同时用于乳化沥青改性,充分发挥SBR胶乳与乳化沥青较好的相溶性和其对沥青低温、抗水损性能具有良好的改性效果,有效解决SBS改性沥青黏度较大乳化困难和低掺量时路用性能不佳的问题.首先从改性乳化沥青储存稳定性和蒸发残留物常规指标出发,得出不同掺量改性剂对乳化沥青的复合改性效果变化规律,之后通过样品在流变性能随温度和频率的变化趋势对其效果进行验证,并得到改性效果较好的改性方案.试验结果显示,在SBS掺量2％的基础上,添加3％的SBR胶乳可以大幅改善乳化沥青蒸馏残留物的弹性性能和高低温性能.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P44-47)【关键词】乳化沥青;SBS;SBR;复合改性;流变行为【作者】畅润田【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U414.750 引言随着我国早期建设道路陆续进行维修养护阶段，具有可以常温施工、节约能源、减少环境污染等优点的乳化沥青逐渐成为道路材料和技术应用、研究与发展的主流方向[1-2]。

但是沥青本身的技术指标无法满足路面使用性能要求，聚合物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）能够显著提高沥青的高温抗车辙、低温抗开裂性、抗老化以及改善沥青路面的耐疲劳性能，是目前筑路使用最广泛的聚合物改性剂[3-4]。

SBS聚合物可以在沥青内部发生交联，使体系的黏弹特征发生明显变化[5-6]，对乳化设备、乳化条件和储存条件都要求较高，若掺量太低，则不能满足沥青路面的性能要求。

SBR胶乳与乳化沥青相溶性较好，操作便捷，且SBR胶乳生产工艺简单，但其改性效果略差。

在此，将改性剂SBS与SBR胶乳同时用于乳化沥青改性，充分发挥SBR胶乳与乳化沥青较好的相溶性和其对沥青低温、抗水损性能良好的改性效果[7]，因而将两者同时用于乳化沥青改性，不仅有效解决SBS改性沥青乳化困难的问题，SBS和SBR胶乳对乳化沥青改性效果具有协同增效作用，使乳化沥青各方面性能均有较为显著的提升。

SBS改性沥青机理研究

SBS改性沥青机理研究一、本文概述随着交通事业的飞速发展，道路建设和维护对于沥青材料的要求越来越高。

SBS改性沥青作为一种性能优异的道路材料，已经在全球范围内得到了广泛的应用。

本文旨在深入研究SBS改性沥青的机理，以期为提高道路使用寿命、降低维护成本提供理论支持。

本文将概述SBS改性沥青的基本概念、发展历程及其在道路工程中的应用现状。

随后，文章将详细探讨SBS改性沥青的改性机理，包括SBS的分子结构、改性过程中的物理化学变化以及改性沥青的性能提升等方面。

本文还将通过实验研究，分析SBS改性沥青在不同条件下的性能表现，并对比传统沥青与SBS改性沥青的性能差异。

本文将对SBS改性沥青的应用前景进行展望，并提出针对性的建议，以期推动SBS改性沥青在道路工程中的进一步应用与发展。

通过本文的研究，将为道路工程领域提供更为全面、深入的SBS改性沥青机理认识，为相关领域的科研和实践工作提供有益的参考。

二、SBS改性沥青的制备与表征SBS改性沥青的制备是研究其改性机理的关键步骤。

制备过程中，首先选择高质量的基质沥青和SBS橡胶作为原料，保证产品的基本性能。

接着，通过特定的加工工艺，如熔融共混法，将SBS橡胶均匀分散在基质沥青中，形成稳定的SBS改性沥青。

在这个过程中，SBS橡胶的分子链会与基质沥青中的组分发生相互作用，如吸附、溶解和扩散，从而实现改性效果。

为了表征SBS改性沥青的性能，我们采用了一系列实验方法。

通过粘度测试，可以了解SBS改性沥青的流动性和施工性能。

动态剪切流变实验（DSR）可以评估SBS改性沥青的高温抗车辙性能。

我们还通过弯曲梁流变实验（BBR）来评价其低温抗裂性能。

这些实验结果可以为SBS改性沥青的应用提供重要依据。

除了以上基本性能测试，我们还对SBS改性沥青的微观结构进行了表征。

通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察，可以直观地了解SBS橡胶在基质沥青中的分散状态以及其与基质沥青的相互作用情况。

SBS改性道路沥青的性能概述 2014

SBS 改性道路沥青的性能概述于进军王燕飞(北京燕化石油化工股份有限公司合成橡胶事业部,102503)综述了聚合物改性沥青的发展情况及路用性能,并从流变性的角度介绍了S BS 改性沥青的性能,同时提出了SBS 改性沥青应用过程中存在的主要问题热储稳定性。

关键词: S BS 聚合物改性沥青流变性热储稳定性粘弹性作者简介于进军工程师,1992年毕业于大连理工大学化工学院。

随着交通量的迅速增加,车辆大型化、渠道化、超载严重,沥青混凝土路面面临严峻考验。

使用普通沥青铺设的路面易产生严重车辙、开裂、坑槽等早期破坏。

路面使用某些聚合物改性沥青进行薄层罩面后,可大大延长养护周期,降低养护费用。

高等级公路的路面尤其需要使用聚合物改性沥青,延长路面使用寿命,减少养护罩面次数,保证公路畅通。

1 沥青及改性沥青的路用性能1.1 沥青路面应具有的性能为使气候和交通量对沥青路面破坏的影响降低到最低限度,沥青路面应具有如下性能[1]:(1)高温抗车辙性能,即抵抗流动变形的能力。

沥青路面的车辙变形、拥包等主要发生在夏季高温情况下,是一种混合料各种成分位置的变化,这时沥青的粘度较低,粘结集料抵抗变形的能力有限。

(2)低温抗裂性能,即抵抗低温收缩裂缝的能力。

沥青路面的温缩裂缝表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏,然后再导致集料的破裂。

主要取决于沥青混合料的低温拉伸变形性能。

(3)水稳定性,即抵抗沥青混合料受水的浸蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力。

沥青混合料的水损害是由于沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致剥离。

(4)耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复载荷(包括交通和温度载荷)作用下破坏的能力。

(5)抗老化性能,即抵抗沥青混合料受气候影响发脆逐渐丧失粘结力等各种良好性能的能力。

(6)表面服务功能,包括低噪音及潮湿情况下的抗湿滑性能、防止雨天溅水及在车后产生水雾等性能,这些性能直接影响交通安全及环境保护。

SBS改性沥青的流变特性

• 通常普通纯沥青的复数剪切模量随温度增大而逐渐趋近于零的变化速度比SBS改性沥青要快得多；
• SBS改性沥青的复数剪切模量与试验温度在半对数坐标上是线性相关的。
SBS改性沥青的复数剪切模量与温度的关系
• SBS改性沥青的复数剪切模量大小与其高温性能等级有关；
• 在相同温度下，SBS改性沥青的高温性能等级越高，复数剪切模量越大，也就是说，曲线在图中的位置越高；
剪切复数模量
10000
1000
MKL
100
MLL
10
MPJ
MQP
1
0.1 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 88 94 温度
纯沥青和SBS改性沥青的复数剪切模量与温度的关系曲线
剪切复数模量
10000
KL
1000
MKL
100
LL MLL
10
PJ
MPJ
1
QP
MQP
SBS改性沥青复数剪切模量的弹性分量（贮存模量）与温度的关系曲线
贮存模量
10000
1000
100
MKL
10
MLL MPJ
1
MQP
0.1
0.01 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 88 温度
纯沥青和SBS改性沥青复数剪切模量的弹性分量（贮存模量）与温度的关系曲线
为线性粘弹性材料
沥青胶结料的流变特性
• 沥青胶结料的流变特性可用复数劲度模量与相位角来表征；
沥青胶结料的复数模量
• 在以某一角频率为ω 的交变应力（或应变）作用下，作为响应的交变应变（或应力）具有相同的振动频率；

SBS改性沥青的流变特性研究

SBS 改性沥青的流变特性研究摘要：SBS 改性沥青具有良好的高温稳定性、耐老化性和耐久性，因此在路面工程中得到了广泛应用。

本文通过对SBS 改性沥青的流变特性进行研究，探讨其在路面工程中的应用及其相应的改善措施。

关键词：SBS 改性沥青, 流变特性, 耐老化性, 耐久性一、引言路面工程是城市建设中不可或缺的一环，而沥青材料是路面工程中最常用的材料之一。

随着交通运输事业的发展，越来越多的车辆在路面行驶，路面的强度和稳定性成为了越来越重要的问题。

为了解决这一问题，SBS（乙烯-丁苯-苯乙烯）改性沥青应运而生。

SBS 改性沥青具有良好的高温稳定性、耐老化性和耐久性等特点，因此在路面工程中得到了广泛应用。

本文主要探讨SBS 改性沥青的流变特性及其在路面工程中的应用。

二、SBS 改性沥青的流变特性2.1流变性能测试方法常见的沥青流变性能测试方法有粘度测试、剪切测试、弯曲测试和拉伸测试等。

其中，粘度测试是最简单、最常见的测试方法，可以反映材料的粘度和流动性；而剪切测试、弯曲测试和拉伸测试则可以反映材料的强度和延展性。

2.2流变特性的参数沥青的流变特性可以通过多种参数来描述。

对于粘性材料来说，最常见的参数包括黏度、剪切应力和剪切应变等；对于弹性材料来说，常用的参数包括弹性模量、剪切模量和泊松比等。

此外，动态剪切应力和复合模量等参数也经常被用来描述沥青的流变特性。

2.3SBS 改性沥青的流变特性相比传统的沥青材料，SBS 改性沥青具有更好的强度和稳定性。

研究表明，SBS 改性沥青的弹性模量和刚度要比传统沥青材料高出很多，而其剪切应力和剪切应变也相应减小。

此外，SBS 改性沥青还具有较高的耐剪切性和抗老化性，使其在路面工程中使用更加广泛。

三、SBS 改性沥青在路面工程中的应用3.1沥青混合料中SBS 改性沥青的应用SBS 改性沥青可以与其他原材料混合使用，用于制作沥青混合料。

在混合料中加入SBS 改性沥青可以有效提高混合料的强度和稳定性，减少路面龟裂和破碎等现象，从而在一定程度上延长路面的使用寿命。

浅析改性沥青混凝土流变性能的影响因素

浅析改性沥青混凝土流变性能的影响因素所谓的SBS改性沥青，就是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。

目前，我国大部分公路都应用了SBS改性沥青混凝土，因此，对SBS改性沥青混凝土流变性能影响因素进行试验研究对沥青路面的施工使用尤为重要。

本文就SBS改性沥青混凝土流变性能影响因素进行了试验研究，以期能为有关方面的需要提供参考。

1 实验部分1.1 主要仪器与原材料（1）主要仪器。

SYD-2806E全自动沥青软化点试验器、SYD-4508F沥青延伸度试验器、SYD-2801F针入度试验器、SYD-0601沥青旋转薄膜烘箱；GeminiIIAOS高级动态剪切流变仪。

（2）原材料基质。

沥青（Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7）的主要物理性能和化学组分见表1；SBS（YH791线型，燕化4303星型）；稳定剂（国创自主研发）；多聚磷酸（简称PPA，含量大于84%）。

1.2 SBS改性瀝青的制备将基质沥青加热到170～190℃，在搅拌中按计量加入SBS和稳定剂，保温溶胀20min。

在170～190℃下将SBS改性沥青高速剪切分散，然后于相同温度下搅拌发育制得改性沥青。

若需添加PPA改性时，在基质沥青中加入计量的PPA，再进行上述SBS的改性。

1.3 沥青性能评价沥青软化点、针入度、延度、老化延度、离析的物理性能检测指标：参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》标准试验方法进行。

采用Brookfield旋转粘度仪检测改性沥青的高温流动性。

采用动态剪切流变仪（DSR）来测量沥青的高温流变性能，此法主要对旋转薄膜烘箱老化试验后沥青在58，64，70，76，82℃系列温度下的DSR性能指标进行测试。

G*/sinδ为车辙因子（某温度车辙因子不小于2.2h，为沥青满足该温度的PG等级），可用来描述沥青的抗车辙能力，其值越大，高温流动变形越小，抗车辙能力越强。

SBS改性沥青热老化过程的流变性能研究

SBS改性沥青热老化过程的流变性能研究作者：磨巧梅孙宗丹杨洋来源：《西部交通科技》2020年第09期摘要：為研究SBS改性沥青短期老化和长期老化过程中的流变性能，文章采用动态剪切流变试验，研究了老化过程中沥青流变参数的变化规律。

结果表明：SBS改性沥青与基质沥青在老化过程中复数模量增加，相位角减小，损失模量与车辙因子增加，说明在老化作用下沥青弹性成分升高，沥青变硬变脆，疲劳性能降低，但增强了沥青高温抗变形能力;SBS改性沥青相对于基质沥青改变幅度要小，表明SBS改性剂可以抑制沥青老化进程，对沥青的低温抗裂性和高温抵抗车辙能力起到积极作用。

关键词：改性沥青;老化;相位角;损失模量;车辙因子0 引言道路沥青作为最主要的路面材料，其中SBS改性沥青在路面层使用的比例高达35%，因此针对SBS改性沥青的研究是非常必要的。

沥青在其长期的服役过程中，受到温度、氧气、紫外线、水分子及人为等因素的影响会导致其性能衰退，大大缩短其使用寿命[1-3]。

因此研究沥青在老化过程中的流变性能，对掌握路面老化机理，预测路面的寿命周期，掌握路面变形规律具有重要意义。

通过旋转薄膜试验（RTFOT）能够模拟沥青短期老化过程，通过压力老化试验（PAV）能够模拟长期老化过程，目前已有一定研究，但针对SBS改性沥青与基质沥青在流变参数、疲劳特性、抗变形能力上的对比研究涉及很少[4-5]。

基于此，本文采取温度扫描试验对比了SBS改性沥青流变性能随老化作用时间变化的规律。

1 试验材料与方法1.1 试验材料本试验为研究SBS改性剂对老化过程中沥青流变性能的影响，特选用国产70号道路基质沥青做对比试验。

两种沥青性能指标按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（T0604-2011）规定操作，如下页表1、表2所示。

1.2 试验方案本试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》采取旋转薄膜加热试验（RTFOT）模拟沥青短期老化过程，按照《Superpave沥青胶结料规范》采用压力老化试验（PAV）模拟沥青长期老化过程。

SBS改性生物沥青结合料高温流变特性

SBS改性生物沥青结合料高温流变特性高俊锋;汪海年;尤占平;雷勇【摘要】目的分析以木屑为原材料获取的生物质重油与基质沥青混溶制备的改性生物沥青的高温流变特性,寻求可替代石油沥青的再生材料.方法采用布氏黏度仪(RV)和动态剪切流变仪(DSR),探究不同生物质重油掺量、不同温度下,SBS改性生物沥青的黏度、车辙因子、相位角和复数模量的变化情况,分析SBS改性生物沥青S110的拌和与压实温度的确定问题.通过重复蠕变恢复试验(RCRT),研究应力水平、作用次数对蠕变劲度的黏性成分和累积应变的影响.结果生物质重油掺量不大于10％时,随着生物质重油掺量的增加,生物沥青的高温性能有所降低;掺量大于10％时,老化作用使得其高温性能增加.生物质重油的加入使得改性生物沥青的黏度有一定程度的下降,且在生物质重油掺量不大于10％时,其黏度较基质沥青的黏度有所提高,对其黏附性有一定的改善作用.应力水平对生物沥青的黏性性能影响较小,但对其累积应变的影响显著.结论通过试验得到了改性生物沥青结合料高温流变特性的变化规律,为进一步研究与工程实践提供了数据支持.【期刊名称】《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】10页(P293-302)【关键词】改性沥青;生物质重油;结合料;流变特性;室内试验【作者】高俊锋;汪海年;尤占平;雷勇【作者单位】长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064;密歇根理工大学土木工程与环境学院,美国霍顿49931;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064【正文语种】中文【中图分类】TU535;U414随着我国沥青路面建设的不断发展和沥青路面维修养护的大幅增加，沥青材料的消耗持续上升，而石油资源的逐年减少也制约了沥青材料的生产.同时，生物质能源可再生、分布广且储量大[1]，将生物质能源经过加工提炼，最终可以获得生物质重油[2-5].将生物质重油加入到石油沥青中进行混溶，或者向生物质重油中加入一定的外掺剂，从而制备成改性生物沥青，以达到能够改性或者替代石油沥青的目的，成为了目前道路领域研究的聚焦点.Fini等[6-9]研究了由猪粪提炼出的生物质重油与石油沥青混溶之后生物沥青的性能.Mills-Beale等[10]对由猪粪提炼出的生物质重油与石油沥青混溶制备而成的生物沥青的短期老化前后性能进行了研究.Onochie等[11]在猪粪便生物改性沥青中掺入纳米黏土和纳米二氧化硅制备成复合改性沥青，并进行了高温黏度与动态剪切频率扫描实验.Raouf等[12]分析了温度对由橡木木屑最终制得的生物沥青的黏度的影响.Yang等[13]测试了由柳杉木屑提炼制备的生物沥青的高温黏度与流变特性.汪海年、高俊锋等[14-16]采用DSR 和RV对生物沥青的复数剪切模量、相位角、车辙因子和黏度等进行了研究；利用针入度、软化点、延度等基本性能试验优选了生物沥青结合料，并通过车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和低温黏结性能试验考察了生物质重油变化对生物沥青混合料路用性能的影响.何敏等[17]采用软化点、针入度和延度等试验，研究了改性生物沥青的常规性能.然而，国内对改性生物沥青的高温流变研究较少.基于此，笔者研究了SBS改性生物沥青的制备与高温流变特性，分析了不同条件(生物质重油掺量、温度)下SBS改性生物沥青的试验结果，得到了SBS改性生物沥青高温性能随生物质重油掺量和温度变化的变化规律以及应力水平、作用次数等对生物沥青重复蠕变性能的影响状况，为改性生物沥青的进一步研究提供了基础.1 试验概况1.1 材料1.1.1 基质沥青基质沥青为茂名50号沥青，技术性能见表1.表1 50号沥青技术指标与技术要求Table 1 Technical indicators and requirements of base asphalt 50 penetration grade项目针入度(25℃)/0.1 mm软化点/℃延度(10℃)/cmRTFOT试验(163 ℃,85 min)质量变化/%残留针入度比(25 ℃)/%延度(10 ℃)/cm50#基质沥青5349.519.5-0.28668.46.3技术要求40～60≥49≥15≤±0.8≥63≥41.1.2 生物质重油研究所用生物质重油的原料为木屑，常温下呈黑褐色膏状，颜色和形态与石油沥青基本一致，其理化特性和元素组成见表2.表2 木屑产生的生物质重油理化特性和元素组成Table 2 Physicochemical properties and elemental compositions of bio-oil from sawdust元素质量分数/%w(C)w(H)w(O)w(N)密度/(g·cm-3)pH54～565.5～7.235～450～0.21.12.6 1.1.3 SBS(聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)研究所采用的SBS为湖南岳化1301-1线型.1.2 改性生物沥青的制备生物质重油与石油沥青能够很好地相容[14].因此研究采用低速搅拌与高速剪切相结合的方法制备SBS改性生物沥青，装置如图1所示.图1 SBS改性生物沥青的制备Fig.1 The preparation of SBS modified bio-asphalt具体制备方法如下：首先将基质沥青加热至180 ℃；向其中加入1%的SBS，在该温度下以500 r/min的搅拌速率搅拌5 min；然后用高速剪切乳化机剪切10 min，使SBS予以溶胀；以内掺法分别加入5%、10%、15%和20%的生物质重油，保持温度为140～145 ℃，剪切20 min，剪切速率均为3 000 r/min，制备而成生物沥青，并分别命名为S105、S110、S115和S120；同时，向基质沥青中加入1%的SBS，制备成沥青，命名为S100.制备而成的SBS改性生物沥青的基本技术指标见表3.表3 SBS改性生物沥青的技术指标Table 3 Indices of SBS modified bio-binder 沥青试样针入度(25 ℃)/0.1 mm软化点/℃延度(10 ℃)/cm50#53.049.519.5S10050.051.020.6S10551.149.623.3S11055.449.5 24.0S11557.849.424.4S12060.548.325.11.3 试验方案1.3.1 常规剪切流变试验采用动态剪切流变仪(DSR)对制备而成的SBS改性生物沥青和基质沥青进行常规动态剪切流变试验[18](见图2)，分别测得其复数模量G*、相位角δ和车辙因子G*/sinδ.试验温度为52～82 ℃，每6 ℃为一个温度间隔.图2 动态剪切流变仪Fig.2 Dynamic shear rheometer (DSR)1.3.2 布氏旋转黏度试验采用布氏黏度仪(RV)来测定改性生物沥青的旋转黏度(见图3).其中，试验转子为27号，转速分别为10 r/min、20 r/min和50 r/min，试验温度分别为90 ℃、135 ℃和175 ℃.图3 布氏旋转黏度计Fig.3 Brookfield rotational viscometer (RV)1.3.3 重复蠕变恢复试验结合已有研究，采用动态剪切流变仪(DSR)对SBS改性沥青S110、基质沥青50#和S100沥青进行重复蠕变恢复试验(RCRT).该试验以加载1s、卸载9s作为一个循环，对沥青进行100次这样的重复循环，然后用Burgers流变模型对第50次和51次所得试验结果进行拟合，根据拟合参数计算得到蠕变柔量的黏性成分Jv，选取蠕变劲度的黏性成分Gv=1/Jv作为评价沥青结合料高温的指标，其值越大，沥青的抗车辙能力越好[19].结合我国大部分区域夏季路面温度达50～70 ℃的实际状况，研究采用应力控制模式，选取应力水平为50 Pa和100 Pa，试验温度取为60 ℃.研究采用Burgers四元件模型作为试验材料流变模型，对其进行公式变换，得到蠕变柔量J(t)的计算方程：(1)蠕变柔量J(t)主要由三部分组成：弹性部分Je(t)、延迟弹性部分Jde(t)和黏性部分Jv(t).将Gv=1/Jv作为蠕变劲度的黏性成分，将变换后的方程予以拟合得到各参数和Jv(t)，从而计算蠕变劲度的黏性成分Gv，以此来评价沥青高温特性的指标.2 结果与讨论2.1 基于DSR的常规剪切流变特性2.1.1 复数模量G*不同条件下SBS改性生物沥青复数模量的变化如图4所示.可以得出：①RTFOT 前后，50#、S100、S105、S110、S115、S120的复数模量均随着温度的增加而逐渐降低，且在64 ℃以后下降逐渐变缓，表明随着温度的增加，其抵抗车辙能力逐渐降低，在64 ℃以后降低逐渐变缓.②RTFOT前，同一温度下，S100的复数模量最大，其次是50#和S105，而S110、S115和S120的复数模量大体相当；表明SBS的加入，增加了50#沥青抵抗车辙变形的能力，而在此基础上掺入5%的生物质重油，其抗车辙能力有所降低；且生物质重油掺量增加至10%，其抗车辙能力进一步下降；但掺量增加到20%，复数模量基本保持不变，表明在掺量为10%以后，掺量对复数模量的影响较小.③RTFOT后，同一温度下，S120的复数模量最大，其次是S110和S115，接着为S105、S100、50#；这表明RTFOT后，掺量为20%的生物沥青变得相对较硬，这是由生物沥青的老化所造成.图4 不同试验温度下SBS改性生物沥青复数模量的变化Fig.4 The variation of complex modulus on SBS modified bio-binder under different temperatures2.1.2 相位角δ不同条件下SBS改性生物沥青相位角的变化如图5所示.由图5(a)可以得出：①S110、S115的相位角随着温度的增加而逐渐增加，表明其黏性成分随着温度的增加而逐渐增多；而50#、S100、S105、S120的相位角则在64 ℃时达到最大，表明其黏性成分在64 ℃时达到最大.②与其他掺量的沥青相比，在同样的温度下，S100的相位角最小，表明SBS的加入，增加了沥青的弹性成分.由图5(b)可以得出：①RTFOT后，随着温度的增加，50#、S100、S105、S110、S115和S120的相位角呈增加趋势，表明随着温度的增加，沥青的黏性成分逐渐增加；②同一温度下，各沥青的相位角排序为δ(50#)>δ(S100)=δ(S105)>δ(S110)=δ(S115)>δ(S120)；表明在RTFOT后，50#沥青仍具有较大的黏性成分，而掺入5%生物质重油的生物沥青与仅掺入1%SBS的沥青的相位角的变化较为一致；生物质重油掺量为10%和15%的生物沥青的相位角较为一致；随着生物质重油掺量的增加，老化后相位角变化程度增大，这与质量变化呈现规律一致.③生物质重油掺量为20%的生物沥青，其相位角最小，表明其黏性成分最少，这是因为掺入较大掺量生物质重油的生物沥青，经过RTFOT后，发生了较大程度的老化.图5 不同试验温度下SBS改性生物沥青相位角的变化Fig.5 The variation of phase angle on SBS modified bio-binder under different temperatures2.1.3 车辙因子G*/sinδ不同条件下SBS改性生物沥青车辙因子的变化如图6所示.由图可以得出：①RTFOT前后，50#、S100、S105、S110、S115、S120的车辙因子均随着温度的增加而逐渐降低，且在64 ℃以后下降逐渐变缓，表明随着温度的增加，其抵抗车辙能力逐渐降低，在64 ℃以后降低逐渐变缓.②RTFOT前，同一温度下，S100的车辙因子最大，其次是50#和S105，而S110、S115和S120的车辙因子大体相当；表明SBS的加入，增加了50#沥青抵抗车辙变形的能力，5%和10%生物质重油的加入，降低了其抗车辙性能；但掺量增加到20%，车辙因子基本保持不变，表明在掺量为10%以后，掺量对车辙因子的影响较小.③RTFOT后，同一温度下，各沥青车辙因子的大小顺序依次为G*/sinδ(S120)>G*/sinδ(S115)≈G*/sinδ(S110)>G*/sinδ(S105)>G*/sinδ(50#)，表明RTFOT后，随着生物质重油的增加，生物沥青的抗车辙能力逐渐增加，而S120和S115变得更为脆硬，这是由其老化程度较大所造成.图6 不同试验温度下SBS改性生物沥青车辙因子的变化Fig.6 The variation of rutting factor on SBS modified bio-binder under different temperatures为了进一步分析试验温度对SBS改性生物沥青S110车辙因子的影响，对其进行单因素方差分析，结果见表4.由表可知，短期老化前后SBS改性生物沥青的显著性水平均低于0.05，表明试验温度能够显著影响生物沥青S110的高温车辙因子.老化后F值大于老化前，因此试验温度对老化后SBS改性生物沥青的车辙因子的影响较对老化前的大.表4 试验温度对SBS改性生物沥青车辙因子的单因素方差分析Table 4 Factor analysis of variance of rutting factor on SBS modified bio-binder under different temperatures项目短期老化前ANOVA短期老化后ANOVA平方和df 均方FSig.平方和df均方FSig.组间307.029561.40649 115.9380.00224 829.37654 965.875114 574.9410.000组内0.015120.001——0.520120.043——总数307.04417———24 829.89617———2.2 基于RV的黏度特性2.2.1 试验温度、生物质重油掺量和转速对黏度的影响黏度是反映沥青高温流变特性的重要指标，生物质重油掺量、试验温度和转速都是影响生物沥青的重要因素.不同试验温度不同转速下SBS改性生物沥青布氏旋转黏度的变化曲线如图7所示.图7 不同试验温度不同转速下SBS改性生物沥青布氏旋转黏度的变化Fig.7 The variation of viscosity under different temperatures and different rotational speed由图7可以看出，在不同的温度条件下，基质沥青和生物沥青的黏度都随着转速(或剪切速率)的增加不断下降，说明在所测温度范围内，基质沥青和生物沥青都表现出非牛顿流体的特性，呈现出伪塑性，即剪切变稀特性.由图7(a)可以看出，在温度为90 ℃时，同一转速条件下，各沥青黏度从大到小依次为S100、S105、S110、50#、S115、S120.表明SBS的加入，增加了基质沥青的黏度；且随着生物质重油的增加，SBS改性生物沥青的黏度呈现出下降趋势.当转速为50 r/min时，不同沥青类型，转速的变化相对较小，这是由转速增大，沥青产生剪切变稀所引起.由图7(b)、(c)可以看出，在温度为135 ℃和175 ℃时，同一转速条件下，各沥青黏度大小随着生物质重油掺量的变化所呈现出的规律与温度为90 ℃时较为相似.但在转速为10 r/min和20 r/min时，沥青的黏度变化均较温度为90 ℃时的幅度小.这是由于温度较高的情况下，沥青的流动性相对较好，变异性较温度为90 ℃时小.而对于生物质重油掺量为20%时的生物沥青S120，当转速为50 r/min时，其黏度较同等转速和温度条件下生物沥青S115有所增加，这是由温度过高，生物质重油本身成分复杂，产生一定程度的老化所引起.此外，在温度为90 ℃、135 ℃或175 ℃时，同一转速条件下，当生物质重油掺量不大于10%时，SBS改性生物沥青的黏度均较基质沥青有所增加.这对于改善基质沥青的黏附性有较大贡献.2.2.2 根据黏度确定拌和与压实温度范围根据已有研究，绘制生物沥青S110的黏温曲线，并确定生物沥青S110的拌和与压实温度.将135 ℃和175 ℃条件下对应的表观黏度绘制于图8中.图8 由生物沥青S110的黏温曲线确定拌和与压实温度Fig.8 Ascertaining of mixing and compaction temperature on bio-binder S110 based on the viscosity-temperature curve选取基质沥青黏度范围为0.15～0.19 Pa·s所对应的温度作为拌和温度；黏度范围为0.25 ～0.31 Pa·s所对应的温度为压实成型温度.研究采用黏温曲线的方法确定出的拌和与压实温度区域如图8所示，分别为179～183 ℃和170 ℃～175 ℃.该拌和与压实温度较50#基质沥青高，这是由于温度过高，SBS改性生物沥青发生了老化，其黏度增大，产生了伪现象.2.3 重复蠕变恢复试验2.3.1 应力对重复蠕变恢复试验的影响为了探究应力对沥青蠕变恢复试验的影响，选取SBS改性沥青S110、基质沥青50#和S100沥青，且选取第一个加载周期的1s阶段的蠕变响应进行分析，结果如图9所示，不同的曲线代表不同的应力和蠕变柔量.图9 沥青在60 ℃时的应变和柔量Fig.9 Strain and creep compliance at 60 ℃由图9可以看出：①当应力不同时，随着时间的增加，基质沥青50#、沥青S100和生物沥青S110的应变和蠕变柔量均呈线性增加，表明沥青呈现出线性黏性流体的特性.同时说明在1s的时间范围内，沥青已经进入黏性流动的状态.②同一沥青在同一时间时，随着应力的增加，沥青的应变有所增加.③对于同一沥青，不同应力状态下，其蠕变柔量变化很小，其曲线甚至重合，这也说明应力水平对蠕变柔量的影响基本上可以忽略，而材料呈现出线性黏弹性的必要条件就是应力与蠕变柔量无关.因此，基质沥青50#、沥青S100和生物沥青S110可视为线性黏弹性材料.2.3.2 加载次数对生物沥青重复蠕变恢复试验的影响为了分析不同加载次数和100次荷载周期对试验的影响，笔者对不同应力作用下第1次、30次、50次、80次和100次蠕变恢复后沥青的累积应变进行统计，结果见图10.由图10可以看出：①对于同一种沥青，随着应力作用次数的增加，其累积应变随之增加，且应力增大时，累积应变也因之增加.②掺入SBS后，同一次数、同一应力下，沥青S100的累积应变比基质沥青要小，而生物沥青S110的累积应变介于二者之间.这表明SBS的加入，使得沥青的弹性成分增加，而生物质重油的加入，使得S100的黏性成分有所增加.③应力大小对累积应变的影响很大，即沥青的变形与应力大小有着重要的关系.因此，研究不同应力大小对累积应变的影响有助于选择与实际交通荷载相一致的应力水平，以更好用于实践.图10 不同应力作用下累积应变与作用次数的关系>Fig.10 Relationships between cumulative strain and action times under different stresses2.3.3 蠕变劲度黏性成分Gv与累积应变以重复蠕变恢复试验得到的沥青蠕变劲度的黏性成分Gv与第100次累积应变来评价沥青的高温性能.各种沥青不同应力水平下蠕变劲度黏性成分Gv与累积应变见表5.表5 各种沥青不同应力水平下的蠕变劲度的黏性成分与累积应变Table 5 Viscous component of creep stiffness and cumulative strain of asphalt under different stress levels沥青试样应力/Pa黏性成分Gv累积应变50#50384.6612.958100381.1026.105S10050561.967.816100556.9215.535S1 1050484.799.800100481.6919.153由表5可以看出：①同一沥青在不同应力水平下，黏性成分Gv的值变化不大，累积应变的变化较大，表明不同的应力水平对各沥青的黏性性能的影响较小，但对累积应变的影响显著；②在同一应力水平下，生物沥青S110的黏性成分Gv和累积应变都介于基质沥青和沥青S100之间.这表明，与基质沥青相比，在较低应力水平下，生物沥青S110的高温抗车辙性能有所增加.3 结论(1)随着生物质重油掺量的增加，原样SBS改性生物沥青复数模量和车辙因子呈降低趋势，相位角呈增大趋势；短期老化后的SBS改性生物沥青复数模量增加，相位角降低，而掺量不大于10%时，车辙因子有所降低.生物质重油掺量不大于10%时，随着生物质重油掺量的增加，生物沥青的高温性能有所降低；掺量大于10%时，老化作用使得其高温性能增加.(2)生物沥青的黏度随着转速的增加，表现出非牛顿流体的特性，呈现出剪切变稀的现象.随着生物质重油掺量的增加，SBS改性生物沥青的黏度呈降低趋势，且在生物质重油掺量不大于10%时，其黏度均较基质沥青的黏度有所提高，对其黏附性有一定的改善作用.(3)根据黏温曲线确定出的SBS改性生物沥青S110拌和、压实温度与基质沥青相比，产生了伪现象，这是由生物沥青存在一定程度的老化引起.(4)应力水平对生物沥青的黏性性能的影响较小，对累积应变的影响显著.参考文献[1] 张雪辉，陈海生，豆斌林，等.生物油制备、性质与应用的研究进展[J].化工进展，2011，30(11):2404-2416.(ZHANG Xuehui，CHEN Haisheng，DOU Binlin，et al.Research rogress in production，property and industrial application of bio-oil[J].Chemical industry and engineering progress,2011，30(11):2404-2416.)[2] 董良杰,刘艳阳,李玉柱，等.生物质快速热裂解制取生物油的试验研究[J].吉林农业大学学报，2008,30(4):610-616.(DONG Liangjie,LIU Yanyang,LI Yuzhu,et al.Experiment study on biomass fast pyrolysis for producing bio-oil[J].Journal of Jilin agricultural university，2008,30(4):610-616.)[3] MOHAN D,PITTMAN C U,STEELE O H.Pyrolysis of wood/biomass forbio-oil:a critical review[J].Energy 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TB+SBS复合改性沥青的流变性能研究

总第３０２期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３０２　２０２０第５期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．５Ｏｃｔ．２０２０ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１７５７０．２０２０．０５．０３０收稿日期：２０２００４０８ＴＢ＋ＳＢＳ复合改性沥青的流变性能研究李　旭　郭仪南　龚修平（成都交通投资集团有限公司　成都　６１００４１）摘　要　文中研究掺入不同剂量的硫磺、ＳＢＳ改性剂对ＴＢ沥青复合改性的影响。

通过离析试验、多重应力蠕变回复试验、低温小梁蠕变试验，研究材料的流变性能。

结果表明，ＴＢ沥青、ＳＢＳ聚合物、硫磺之间的交互作用，改善了ＴＢ沥青的高温流变性质、弹性性质，特别在临界硫磺用量下，流变性质发生显著变化；３％的ＳＢＳ改性剂可以较好地保留ＴＢ沥青的低温性能；基于实验结果，推荐埃索基质沥青＋１５％胶粉＋３％ＳＢＳ改性剂＋０．２％或０．３％硫磺的配比。

关键词　道路材料　溶解性胶粉改性沥青　复合改性　流变性能　反应机理中图分类号　Ｕ４１４．７＋５胶粉改性沥青（ｔｅｒｍｉｎａｌｂｌｅｎｄ，ＴＢ沥青）是一种改良后的橡胶沥青，在国内外尚没有统一的名称［１］。

鉴于该类胶粉沥青在三氯乙烯中的溶解度可以达到９９％以上，因此，本研究中统一将其定义为“溶解性胶粉改性沥青”。

目前，对溶解性胶粉改性沥青的性能评价主要分为试验路评价、加速加载试验、混合料室内试验，且多集中于美国。

国内针对溶解性胶粉改性沥青的性能研究不多。

黄明［２］将ＴＢ沥青与橡胶沥青、ＳＢＳ改性沥青的疲劳与高温性能进行对比研究，认为ＴＢ沥青混合料具有优异的抗疲劳性能，但是高温性能较差。

Ｗａｎｇ和Ｌｉ等［３４］亦发现ＴＢ沥青低温和抗疲劳性能优异，但高温性能不足。

为进一步提高ＴＢ沥青的性能，国内外常用做法是向ＴＢ沥青中加入改性剂进行复合改性。

秦慧［５］将岩沥青与ＴＢ胶粉复合沥青性能复合，发现仅掺加青川岩沥青会降低ＴＢ沥青的低温性能，掺加青川岩沥青与ＳＢＳ改性剂则显著提高了ＴＢ沥青及其混合料的高温性能，同时在一定程度上保留ＴＢ胶粉改性沥青低温性能突出的特点。

SBS改性沥青性能研究

在道路路工程中用于沥青改性的大多数为合成橡胶，包括丁苯橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丙烯酸丁二烯等。热塑性橡胶包括丁基一聚乙烯／苯乙烯～聚乙烯、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｉｃｆａｔｉｏｎ
为广泛的改性剂。
１．３助剂
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｅｓｒＳＢＳ，ｄｉｆｆｅｅｎｒｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆＳＢＳａｎｄ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＳＢＳ
中图分类号：Ｕ４１６．２１文献标识码：Ａ
表１韩国ＳＫ一９Ｏ基质沥青主要技术指标
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＳＢＳｍｏｄｉｉｅｆｄａｓｐｈａｌｔ
ＳＢＳ改性沥青需要提高低温下的抗裂性能，所
２ＳＢＳ改性机理
ＳＢＳ加入到沥青基质中后，在沥青基质中饱和分
以对基质沥青的１５ ℃延度要求较高，除此之外，基
质沥青中蜡含量高低直接影响改性沥青的感温性能，因此，蜡含量也是选择基质沥青所要考虑的技术标准。选用韩国ＳＫ一９０基质沥青，主要技术指标

SBS改性沥青流变性能影响因素探析

Ｑ４Ｑ５Ｑ６Ｑ７７０号Ａ级指标
表１不同基质沥青的物理性能及化学组成
Ｑ１Ｑ２Ｑ３
软化点／ ℃
１Ｏ℃延度／ｅａｒ
粘度（６０℃）／（Ｐａ・ｓ）
ＲＴ后ｌＯ℃延度／ｃｍＲＴ后针入度比（２５℃ ）／
２０１３年第６期
１．２ＳＢＳ改性沥青的制备将基质沥青加热到１７０～１９０℃ ，在搅拌中按计量加入ＳＢＳ和稳定剂，保温溶胀２０ｍｉｎ。在１７０～１９０℃下将ＳＢＳ改性沥青高速剪切分散，然
项ｇｌ
针入度（２５℃ ）／ｏ．１ｍｍ
稳定性主要取决于基质沥青的组分，基于此，本文探索的是基质沥青对ＳＢＳ改性沥青流变性能的依存关系。此外ＳＢＳ改性沥青的流变性能的影响因素有稳定剂、增容剂、ＳＢＳ、各种添加剂的计量等【３］。因此，通过研究沥青种类、ＳＢＳ掺量与ＰＰＡ掺量对ＳＢＳ改性沥青ＤＳＲ值的不同影响来探讨这些因素对沥青的作用成因。
ＣＪ
蜡含量／沥青质／
四组分霎
胶质／原样ＤＳＲ（６４℃）／ｋＰａＲＴ后ＤＳＲ（６４℃ ）／ｋＰａ
收稿日期：２０１３ — ０７～２３
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范春华等：ＳＢＳ改性沥青流变性能影响因素探析

SBS改性沥青流变性质与显微结构的关系

收稿日期:2002-07-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(59778049)作者简介:黄卫东(1970-),男,四川安岳人,讲师,工学博士.E -mail:hw d@mail.tongj SBS 改性沥青流变性质与显微结构的关系黄卫东,孙立军,游宏(同济大学道路与交通工程教育部重点试验室,上海 200092)摘要:列举了SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青各种复杂的流变现象,通过荧光显微照相技术获得聚合物相在沥青中的结构与形态,对其微观结构进行分析,归纳出影响SBS 改性沥青流变性质的几个重要因素.结合流变学理论提出了聚合物改性沥青流变性质与显微结构关系的流变方程,应用这一理论对文中所列举的流变现象进行了理论解释.关键词:改性沥青;流变性质;显微结构;Kr ieg e -Doughert y 方程中图分类号:U 416.217 文献标识码:A 文章编号:0253-374X(2003)08-0916-05Relationship Between Rheological Properties andMicrostructure of SBS Modified AsphaltH UAN G Wei -dong ,S UN Li -j un ,YO U H ong(Key Lab oratory of Road and T raffic Engineering of the M i nistry of Ed ucation ,T ongji U ni versity,Shanghai 200092,China)Abstract :The complicated rheological properties of SBS modified asphalt w ere listed.Then the m icrostructure of polymer phase in asphalt is obtaind by fluorescence optical microscopy.By analyzing the microstructure,sev -eral important factors that affect the rheological properties of SBS modified asphalt are concluded.Finally,ac -cording to rheology theory and the analysis,new equation that used to explain the relationship betw een rheo -logical properties and microstructure of SBS modified asphalt is set.The theory can be successfully used to ex -plain the listed com plicated rheological properties of SBS modified asphalt.Key words :modified asphalt;rheological property;microstructure;Kriege -Dougherty equationSBS 改性沥青是目前国内外应用最广泛的聚合物改性沥青,由于能同时改善沥青的高低温性能且价格便宜,因此在道路改性沥青中占有很大的份额.但SBS 改性沥青在流变性质方面存在非常复杂的变化,其粘度或软化点的变化幅度非常大,这种现象在其它改性沥青(如PE(聚乙烯)、EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)、SBR(丁苯橡胶)改性沥青)中均未出现.对其中一些现象国外已有所报道,但并未作深入研究[1],由此导致了许多不同的观点,阻碍了对SBS 改性沥青的深入研究和正确评价.本文首先列举了SBS 改性沥青在流变性质方面与众不同的特点,然后通过对其微观结构进行分析,归纳出影响SBS 改性沥青流变性质的几个重要因素,最后结合流变学理论提出了聚合物改性沥青流变性质与显微结构关系的本构方程,并用这一理论对前面所列举的流变现象进行了解释.1 S BS 改性沥青流变性质的复杂变化SBS 改性沥青的流变性质易受到各种因素的影响,如改性剂掺量(为改性剂质量与沥青质量之比)、SBS 的性质、改性沥青的混合时间、温度及存贮过程等,并且这些因素对改性沥青的软化点产生20~30e第31卷第8期2003年8月同济大学学报JOU RNAL OF T ONGJI UNIVERSIT Y Vol.31No.8 Aug.2003的影响,而这些因素对其它聚合物改性沥青软化点的影响则要小得多,一船不超过10e ,基本在5e 以下.SBS 改性沥青的软化点复杂的变化主要有以下现象:(1)改性沥青的软化点提高程度随SBS 掺量增加呈现加速上升的趋势,如图1所示.从图中可以看出,掺量从3%增加到5%时,软化点的上升比较平稳,基本呈线性关系;掺量从5%增加到6%时,软化点上升较快,从6%增加到7%时上升最快.(2)不同种类的SBS 对沥青的流变性质的改变相差很大.将线型SBS 与星型SBS 在完全相同的条件下制成改性沥青(掺量为5%),则线型SBS 改性沥青的软化点为59e ,而星型SBS 改性沥青的软化点高达95e .(3)同一种改性沥青在不同时间显现出完全不同的流变性质,这包括:经过不同的混合时间后其流变性质变化相差很大,如将5%的SBS 掺入沥青中后,其软化点随混合时间t 的变化如图2所示.从图中可以看出,改性沥青随着混合时间的增加,软化点也从48e 升到最高95e ,但混合时间继续增加时,软化点又会降低到66.5e.图1 SBS 掺量对软化点温度H 的影响Fig.1 Relationship between SBS concentrationand softeningpoint 图2 软化点温度H 随混合时间t 的变化Fig.2 Relationship betw een softening point and mixing time将改性沥青在163e 下存贮,软化点同样会出现变化,且变化幅度同样很大,将图1中的改性沥青在88.5e 时的样品在163e 下存贮48h,软化点会降低到69e .正是由于这一特点,SBS 改性沥青进行薄膜烘箱老化试验后的软化点不是像常规沥青升高,而是出现了明显的下降,从91e 下降到65e .2 影响SBS 改性沥青流变性质的主要因素从上面所述3个例子可以看到,SBS 改性沥青的流变性质变化幅度剧烈,与其它聚合物改性沥青(如PE 、EVA 、SBR 改性沥青)有很大不同.一般认为,聚合物加入沥青后会改变沥青流变性质的原因,是因为聚合物的流变性质传递到了沥青上,而使沥青的性能得到了改善.但要清楚地解释流变性质是怎样被改善的,哪些因素对聚合物改性沥青的流变性质有影响,如何影响以及影响程度怎样,迄今在国际上还未见有相应的理论和模型来解释和预测.从理论上说,结构决定了物质的力学性能,因此聚合物相在改性沥青中的形态与结构将对改性沥青的流变性质起决定作用.为此通过荧光显微照相技术[2]获得聚合物相在改性沥青中的形态与结构,并同时测试改性沥青的流变性质,将流变性质与聚合物相在改性沥青中的形态结构进行比较,并结合经典流变学理论进行分析,发现以下因素对改性沥青流变性的改变起决定作用。

四臂星型 SBS 改性煤沥青的流变学研究

四臂星型 SBS 改性煤沥青的流变学研究甘颖;邢宏龙;张艳红;李欣【摘要】以四臂星型 SBS 聚合物为改性剂，三氟化硼-乙醚络合物为催化剂，对煤沥青进行化学改性，制得改性沥青。

利用热重分析、流变仪等测试技术对其流变性能和热性能进行了分析。

结果表明，四臂星型 SBS 的加入，提高了煤沥青的热稳定性，有效地降低了沥青的温度敏感性；改性沥青体系没有明显的相分离现象。

%The modified coal tar was prepared,using the method of chemical modification,by adding four arm star-shaped SBS as a modifier and clathrate boron trifluoride-ether as a catalyst. The samples were an-alyzed by TG and rheological instrument. The results show that four arm star-shaped SBS can improve the thermal stability of coal tar,reduce effectively the temperature sensitivity. The system of modified coal tar have no obvious phase separation phenomenon.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】4页(P1580-1583)【关键词】煤沥青;化学改性;四臂星型 SBS;流变性能【作者】甘颖;邢宏龙;张艳红;李欣【作者单位】安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TQ074煤焦油沥青(简称煤沥青)是煤焦油加工过程中分离出来的产品，具有稳定的性能。

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青高温流变特性的有关问题探讨

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图２沥青胶结料的粘弹特性
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删函’ｒ１．采用动态剪切流变仪研究ＳＢＳ改性沥青高温流变特性的有关问题探讨
２．４
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ｇａｗ沥青胶结料性能等级规范
美旧在￣震碍ｊ砌惫鲫切流变仪对沥青结合料的流变特ｒ｛：进，Ｊ・“泛的研究中发现，用动态剪切流变仪测定的＇！：Ｊ力青纪台料流变特性指标，能够很好地表｝ｌｉ：沥青结合料的流变特性。因此．在最终编制沥青结合料的技术规范时，采纳了用动态剪切流变仪测定洳爵结合料流变特性指标的研究成果，并规定ｊ’标准试验寸法。通过近十年的推广应用．这‘以动态剪切流变指标为主的技术规范
石油沥青ＰＥＴＲＯＩ，ＥＵＭＡＳＩ，ＨＡＬｒ
第１７卷增＿
∥。彰ｒ’４
／．３
采用动态剪切流变仪研究ＳＢＳ改性沥青高温流变特性的有关问题探讨
周进ＪＩＩ
重突交通科研设计院（重庆６３改性沥青，可以方便地测定ＳＢＳ改性沥青的复数剪切模量和相位角，计算出拈性和弹性分量．井可用各种相关参数拉征ＳＢＳ改性沥青的流变特性．通过分析，对于与采用动态剪切流变仪研究ＳＢＳ改一｜生沥青流变特性有共的几个问遥进行７计论。
美国在年期间开展了著名的公路战略研究计划shrp在其中的沥青研究项目中采用了包括核磁共振液相色谱气相色谱离子交换色谱红外光谱差示扫描断层扫描激光显微与荧光分析等手段试图从分子级上研究沥青的组成研究沥青的化学性质与物理性质之间的关系寻求沥青的化学物理性质与沥青混合料及沥青路面使用性能的关系并根据研究成果在沥青技术规范初稿中提出了几个化学指标但由于未能达到实用的程度最终的沥青技术规范中仅保留了流变指标
图１复数剪切模量（ｆ；’）与相位角（ａ）的汁箅

梯度改性剂掺量下SBS改性沥青动态流变力学的变化研究

苯乙烯共聚物）是一种具有相态分离结构的感温性高分子材料，具有 ± ８０ ℃的玻璃化转变温度，当应用
温度介于一８０ ℃ ～８０ ℃之间时，ＳＢＳ改性剂表现为
特性，文章采用动态剪切流变试验，探讨ＳＢＳ改性剂
一３３一
度下，车辙因子越大，沥青抵抗变形的能力也越大，高温稳定性能也就越好。相位角８是作用在胶结料
５２ ℃、５８￣Ｃ、６４ｃＣ、ｌ７０￣Ｃ、７６￣Ｃ、８２￣Ｃ时的动态力学参数Ｇ‘ 、８、Ｇ／ｓｉｎ￥，见表３。
北方交通文章编号：１６７３－６０５２（２０１６）１１－００３２－０４ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ：ｃｎｋｉ．ｂＯｔ．２０１６．１１．００９
２０１６年
第１１期
路面在高温下车辙形成的主要原因之一；常温条件
参考普通沥青胶结料的动态剪切流变试验，论
文在ｌＯｒａｄ／ｓ的角速度下测定ＳＢＳ改性沥青的相位
下，ＳＢＳ改性沥青是一种较典型的粘弹性结合体，其
动态流变力学随着仪器加载时间和温度的变化而变
表３不同改性剂掺量下的胶结料动态力学参数
上的应力和由此产生的应变间的时间滞后，是不可
恢复的变形量与可恢复的变形量的相对指标。对于
纯弹性体，在外荷载的作用下，将产生相应的变形，此时相位角５为０。；而对于完全粘性体，相位角８

SBS改性浅色沥青胶结料的流变性能

SBS改性浅色沥青胶结料的流变性能赵亮;查如俊;陈琪;张晓露;沈本贤;凌昊【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(044)001【摘要】采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合改性C9树脂和高含量芳烃减压馏分油获得了浅色沥青胶结料,对比考察了国内外同类产品和70#基质沥青族组成和流变性能.研究结果表明:EVA和SBS 可明显改善浅色沥青胶结料的针入度、软化点和延度;添加SBS后浅色沥青胶结料的动力黏度变大,损耗因子的变化幅度变小,温度敏感性能有较大改善.动态剪切和应力流变测试结果表明,加入SBS后浅色沥青胶结料复合模量略有改善,损耗因子在50℃附近出现明显拐点,抗车辙性能有较大改善.蠕变性能分析结果表明,SBS改性浅色沥青胶结料的形变和恢复率可达70#基质沥青水平,胶结料形变恢复率明显提高.%Colored asphalt concrete pavement is conducive to traffic guidance,and can also prevent and control road traffic accidents in an effective way.Recently,colored asphalt concrete pavement is used for preventing " heat island" phenomenon in many cities because dark asphalt pavements have strong absorption of sunlight.Colored binder is the main component of colored asphalt concrete.In this paper,a light-colored binder was prepared and modified by adding EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) and SBS (styrene butadiene styrene block polymer) into the mixture of a C9 resin and a vacuum gasoil.The vacuum gasoline had a high aromatic content in order to dissolve C9 resin to form a base light-coloredoil of the binder.EVA and SBS were employed to improve the rheological properties of the binder since the two polymers were wildly used in the modification of conventional asphalt.The rheological properties of the prepared light-colored binder,several commercial binders and a 70# asphalt were determined and compared.Results show that the introduction of EVA and SBS can significantly improve the properties of the light-colored binder,including penetration,softening point and ductility.The addition of SBS in the binder leads to a remarkable increase in viscosity of the light-colored binder,and properties of dissipation factor and viscosity temperature sensitivity of the prepared binder are also improved.Dynamic shear and stress tests show that the composite modulus of the light-colored binder is slightly improved.The loss factor of the binder presents a yielding point around 50 ℃,which means its temperature sensitivity at high temperature was improved by the addition of SBS.Moreover,the rutting resistance ability of the SBS modified light-colored binder is enhanced.The deformation recovery rate of the SBS modified light-colored binder can reach the Chinese national standard level of 70 # asphalt,which indicates that the croop property of the light-colored binder is satisfied.【总页数】7页(P21-27)【作者】赵亮;查如俊;陈琪;张晓露;沈本贤;凌昊【作者单位】华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ536.9【相关文献】1.TLA/SBS复合改性沥青胶结料的抗老化性能 [J], 王伟2.两种温拌剂对SBS改性沥青胶结料高低温性能的影响研究 [J], 彭刚;姚城熙;徐波;于新3.SBS与PPA复合改性沥青胶结料性能研究 [J], 崔荣华4.PPA与SBS复合改性沥青胶结料性能研究 [J], 吴耀东5.SBS改性沥青胶结料性能评价指标研究 [J], 姚鸿儒;王强;周晓龙;蔡明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。