JSR改性沥青的应用研究报告

JSR 改性沥青的应用研究

江苏省交通科学研究院

2017年8月25日

目录

一、前言 (4)

二、JSR改性剂与国产SBR改性剂路用性能的比较 (6)

（1）感温性评定 (7)

（2）高温性能 (9)

（3）低温性能 (9)

三、JSR改性沥青混合料路用性能的评价 (11)

（1）石料的路用性能指标，密度和筛分试验 (11)

（2）确定目标配合比和级配曲线 (12)

（3）JSR沥青混合料马歇尔稳定度试验并确定最佳沥青用量 (14)

（4）JSR沥青混合料高温稳定性 (16)

（5）JSR沥青混合料低温抗裂性 (16)

（6）JSR沥青混合料水稳定性 (17)

四、SBR改性沥青混合料施工工艺 (18)

（1）SBR改性沥青混合料的生产和拌和 (18)

（2）SBR改性沥青混合料的运输 (19)

（3）SBR改性沥青混合料的摊铺 (19)

（4）SBR改性沥青混合料的碾压 (20)

五、SBR改性沥青路面使用性能 (21)

（1）修筑试验路 (21)

（2）试验路路况调查 (21)

六、SBR改性沥青在我省的适用性 (22)

（1）技术性分析 (22)

（2）经济性分析 (22)

一、前言

随着公路建设的发展及社会经济水平的提高，行车对路面的要求也越来越高。普通沥青混凝土路面已很难满足现代交通对沥青混凝土路面高、低温等方面的技术要求。因此，近年来改性沥青技术在世界各地得到飞速的发展。就我国及我省的情况来说，由于SBS改性设备的发展，聚合物、SBS改性沥青已得到广泛的使用。从聚合物改性剂的性质来说，SBS和SBR与PE、EV A等改性剂相比更适合北方寒冷地区，因为SBS和SBR不仅可以改善沥青及沥青混合料的高温稳定性、水稳定性，而且可以改善沥青及沥青混合料的低温抗裂性质。这是这两种改性剂的突出特点。就SBS与SBR而言，SBR在改善沥青的低温抗裂性方面的效果更加突出，因此，利用SBR类改性剂修筑我省的改性沥青路面有着十分重要的意义。通过试验研究解决SBR 改性沥青的掺配工艺及技术要求，试验研究解决SBR改性沥青及其混合料的高、低温技术性质，对今后我省修筑SBR改性路面具有重要的参考意义。

改性沥青是近二十年来发展起来的新技术。国内近十年来也开始大量使用改性沥青技术，各种不同的改性剂如：SBS、SBR、SB、PE、EV A等都有不同程度的使用，其中，SBS使用的范围最广，使用量最大，其次是SBR，再次是PE、EV A等。由于各种改性剂的路用性

质不同以及使用方法的差异，限制了改性剂的应用，例如：在缺少胶体磨或高速剪切设备的情况下，SBS改性沥青的使用受到了极大的限制。随着高速剪切设备的大量普及，SBS改性沥青得到了大量的推广使用。相对而言，SBR(氯丁胶乳)改性沥青虽然具有很好的高、低温路用性质，也不需要特殊的加工设备，但是由于以前的SBR中的水分占的比例较大，一般的SBR比较容易破乳，给施工带来很多不便，极大地限制了SBR的使用。随着SBR的改进，SBR配制，无论是路用性质，还是施工性质都有了很大程度的改善。因此，SBR在改性沥青中所占的比例已经开始逐渐上升。本研究报告主要总结下列内容：1．JSR改性剂与国产SBR改性剂路用性能的比较

2．JSR改性沥青混合料路用性能的评价：

（1）JSR改性沥青混合料的高温稳定性；

（2）JSR改性沥青混合料的低温抗裂性能；

（3）JSR改性沥青混合料水温稳定性能；

4．SBR改性沥青混合料施工工艺

5．SBR改性沥青路面使用性能

6．SBR改性沥青路面经济性

二、JSR改性剂与国产SBR改性剂路用性能的比较

这里所示JSR胶乳是日本国JSR株式会社生产的“路得”牌U 系列胶乳，包括：路得U-A、路得U-II和路得U-B。它是根据沥青的不同组分选择不同改性剂的牌号，比如：中东原油生产的壳牌沥青、南韩沥青应选择U-II改性剂，盘锦沥青应选择U-A改性剂。从而达到较理想的改性效果。

由于沥青材料的感温性和高、低温性能与沥青路面的施工（如拌和、摊铺、碾压）和使用性能（如高温稳定性和低温抗裂性）都有着密切的关系，所以这里我们选用本省常用的盘锦沥青（大庆联谊110#）与日本国寒区常用的南韩SK-90#沥青作为基质沥青，首先把南韩SK-90#沥青分成三组，取其中两组分别掺入4%和5%的JSR胶乳对其改性，然后把大庆联谊110#沥青也分成三组，取其中两组分别掺入5%的JSR胶乳和国产SBR胶乳对其改性，对这六组试验沥青分别进行三大指标试验，根据试验结果（见下表），分析JSR改性沥青与国产SBR改性沥青在感温性和高、低温性能上的差别，以及两种不同基质沥青都用JSR胶乳改性后在感温性和高、低温性能上存在着的不同。

①南韩SK-90#沥青掺4%和5%JSR（路得U-II）改性沥青试验结果

②大庆联谊110#沥青掺5%JSR （路得U-A ）改性沥青试验结果

③大庆联谊110#沥青掺5%SBR （国产）改性沥青试验结果

（1）感温性评定

南韩SK-90#沥青

原样：针入度—感温性系数A=

25lg 800lg &5,100,25--︒B R s g c T P =259.465.82lg 800lg --=0.045 针入度指数PI=

1050130-+A = -0.77659 掺4%JSR ：

针入度—感温性系数A=25lg 800lg &5,100,25--︒B R s

g c T P =252.552

.80lg 800lg --=0.033

针入度指数PI=

1050130-+A

= 1.3044 掺5%JSR ： 针入度—感温性系数A=

25lg 800lg &5,100,25--︒B R s g c T P =2515.569.76lg 800lg --=0.03265 针入度指数PI=1050130-+A

= 1.3952 大庆联谊110#沥青

原样：针入度—感温性系数A=

25lg 800lg &5,100,25--︒B R s g c T P =253.44105lg 800lg --=0.0456 针入度指数PI=

1050130-+A = -0.86679 掺5%JSR ：

针入度—感温性系数A=

25lg 800lg &5,100,25--︒B R s g c T P =253.6378.85lg 800lg --=0.025319 针入度指数PI=1050130-+A

= 3.239585 掺5%国产SBR ：

针入度—感温性系数A=

25lg 800lg &5,100,25--︒B R s g c T P =255273lg 800lg --=0.03851 针入度指数PI=1050130-+A

= 0.254676 通过比较上述不同改性沥青的针入度指数可以看出，日本国的JSR 改性沥青的针入度指数要比国产SBR 改性沥青的针入度指数高，这说明日本国的JSR 改性沥青要比国产SBR 感温性低。同理，掺5%JSR 大庆联谊110#沥青的感温性低于掺4%或5%JSR 的南韩SK-90#沥青，这表明就感温性而言掺5%JSR 大庆联谊110#沥青优于其它几种试验沥青。