SBS改性沥青的性能与应用

SBS改性沥青的性能与应用

摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。

关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景

1 前言

随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。

2 SBS改性沥青简介

SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，SBS改性沥青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。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。

SBS改性乳化沥青是以基质110#沥青[2]为基料，以SBS复合粘接剂为改性材料，而后添加乳化剂，在一定工艺流程下，经过掺配、混溶，制备成具有某种特性的改性沥青混合乳液。SBS改性乳化沥青因其良好的粘接性能、抗变形能力和温度稳定性在应用于道路沥青层间处理时取得良好的效果。以SBS改性乳化沥青代替普通沥青作透层、粘层，其防水、粘结、抗剪能力等方面都优于普通沥青，能有效地减少路面损坏，提高路面使用寿命。

3 SBS改性沥青研究现状

3.1 改性沥青研究发展历程

随着道路交通量越来越大，车辆轴载越来越重，对沥青的要求就越来越高，为了提高沥青的性能，我们给沥青中加入各种性能优良，价格适中的改性剂即形成了改性沥青。近50年改性沥青的发展大致经历了四个阶段：

（1）1950-1960年，直接在沥青中掺入橡胶粉或胶乳，拌合搅匀使用；

（2） 1960-1970年，把丁苯合成橡胶以乳胶的形式按比例现场掺配使用；

（3）1971-1988年，除了合成橡胶继续应用外，热塑性树脂得到了广泛的应用；

（4）1988年至今，SBS逐渐成为主导改性材料。

3.2 沥青改性剂的类型

沥青改性剂种类较多，但是不同的改性剂都有其固有的特点，通过研究和应用[3]，改性剂的使用品种和数量也在不断的变化。目前，国内外使用取得成牧并形成规模的主是要是各种聚合物，其他各类应用不多。用于道路改性的聚合物一般分为以下三类：橡胶类、树脂类和热塑性豫胶类。SBS属于热塑性橡胶类中应用最多的—种，SBS质轻多孔，既具有橡胶的弹性性质，又有树指的热塑性性质，因而兼有橡胶和树脂的特性，SBS改性沥青占据了聚合物改性沥青的65％以上。根据苯乙烯和丁二烯所含比例不同和分子结构差异，SBS分为线型结构和星型结构。SBS(星型)的改性效果最好，但在加工性能方面，线形要比星型加工容易得多。SBS的改性效果除了与SBS的结构相关外，还与SBS的分子量相关，分子量越大，改性效果越明显，但加工稍显困难。

3.3 SBS改性沥青的各项性能

3.3.1 SBS改性剂对沥青力学性能影响

SBS橡胶的主要力学性能是黏性和韧性、蠕变性和回弹性。SBS 橡胶沥青的黏韧性或韧性都有很大的改善，说明SBS 橡胶沥青具有更好的抗冲击破坏能力和黏结力。并且随着SBS 橡胶掺量的增加，沥青的回弹性大大提高，经试验，SBS的掺量在1%-6%时回弹性增长幅度较大，掺量大于6%以后，回弹性增长趋于平缓。经试验，低粘度沥青比高粘度沥青制成的改性沥青弹性要好。

3.3.2 SBS改性剂对沥青低温性能的影响

SBS改性沥青的低温性能主要包括低温延伸度、当量脆化点、玻璃化温度。SBS沥青的低温延伸度随着SBS掺量的增大而增大，在3%-5%之间时，增加幅度最大，而超过5%以后增长较为缓慢。随SBS掺量的增加，SBS改性沥青的脆化温度和玻璃化温度都大大降低，说明SBS改性沥青的低温性能大大提高。

3.3.3 SBS改性沥青感温性能

温度对沥青材料的影响至关重要，如果改性沥青混合料能承受温度变化的范围越宽，它就能承受夏季酷暑和冬季严寒，既不会高温软化发生永久变形，又不会在冬天发生开裂。，在SBS改性沥青的基础上，通过对不同辅助改性剂的复合使用进行辅助改性后，其改性沥青的延度和针入度大部分得到升高，提高了改性沥青在低温下的抗龟裂能力。改性沥青感温性能是以三种不同温度(15℃、25℃、30℃)之针入度，求取针入度指数(PI)来表示，PI值越低，温感性越高。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过一0．8。而改性沥青要求的针入度指数PI应在—0．2以上，改性沥青实际测定PI值均大于一0．2以上，说明改性沥青感温性能得到进一步改善。

3.3.4 改性沥青的弹性恢复性能

对于普通沥青来说，当沥青拉伸一定距离剪断后的恢复能力一般均很小，即拉伸长度无法恢复原状。而对于改性沥青，其弹性恢复能力关系到沥青路面受外力作用后变形是否恢复(或接近)原状，是否有效地抵抗外力的作用。当改性沥青弹性恢复均达到92％以上，远超过我国JTJ036—98规定的技术指标要求[5]，基质沥青掺加SBS改性剂后，弹性恢复性能达到了最好效果。

4 SBS改性沥青的施工问题[3]

SBS沥青是一种弹性塑胶类改性沥青，与AH-70基质沥青相比，其粘度、软化点明显增加，因此决定了SBS沥青与普通沥青在运输储存与面层施工等方面