浅谈SBS改性沥青

沥青取样改性，考察不同改性剂品种，最终选定合适的配伍及工艺。
（4）必须选用合适的基质沥青标号。一般来说，
70#
I-D
90#
I-C
110#
I-D
2.2 SBS 改性剂
（1）定义：全名为热塑性丁苯橡胶（B－丁二烯链段，S－苯乙烯嵌段）。外观为白色或浅黄色多孔
圆条或圆片形小颗粒。SBS 高分子链具有串联结构的不同嵌段，形成类似合金的组织结构。有星形和线 形两种结构。
1873 年外国人就发明了有关沥青中加入 1%的天然橡胶对沥青进行改性的专利，1902 年法国人用改 性沥青铺筑道路。从此，铺路技术人员一直试图在沥青中加入各种改性剂，改善沥青某一特性。特别是 近几年来，世界范围内对改性沥青的研究、生产和应用达到前所未有的高潮。究其原因，主要有以下两 点：⑴传统的供油方式有所变化，许多炼厂从固定的沥青生产油源变为多种油源，这样难以保证所生产 的沥青都能达到规格要求的指标；⑵道路的发展对路面提出新的要求，如交通量的增加，车载加重，资 金短缺造成面层铺薄等，引起车辙、疲劳开裂、温度收缩裂缝等。因此传统的纯沥青满足不了需要。甚 至有些人认为，未来纯沥青只能作为铺路材料的一种原料。
改性沥青是指细磨的橡胶粉、塑料粉等高分子聚合物或其他填料型外掺剂，与沥青均匀混合，使沥 青的性质得以改善而制成的沥青混合物。
改性沥青按改性剂所起作用，从广义上分为：
高温稳定性
合成橡胶：SBR、CR、EPDM 等
改善力学性能
耐疲劳性 聚合物
热塑性橡胶：SBS 等
低温抗裂性
废橡胶粉、废塑料
改
性
改善粘附性 抗剥离剂：金属皂、有机胺、消石灰等
我国对沥青及沥青混合料改性的技术研究已有二十多年的历史，范围基本上涉及到路面使用性能改 善的每一方面，并且在许多方面取得了有较大实用价值的成果。出现了国创、路翔、路安特、威宇等改 性沥青专业厂家。近几年来，随着高速公路的飞速发展，国内改性沥青发展迅速，但是我国的改性沥青 研究工作主要是由各高等院校、科研院所独立完成的，缺乏象美国 SHRP 那样的大型系统工程（美国战 略公路研究计划），改性沥青技术与国外比较而言，还存在一定差距。 1 改性沥青的分类及作用
程的费用以道路的使用年限运用折扣率逐年递减扣除的方式计算，则应用改性沥青可节约成本 20%，若
把使用成本与事故损失计算在内，可节省成本 45%。
2 SBS 改性沥青原料的选择
2.1 基质沥青
（1）基质沥青应符合重交沥青的技术标准要求；
（2）必须充分考虑基质沥青与改性剂 SBS 的配伍性，从改善沥青组分与改性剂相容性的要求出发，
5.3 改性沥青的施工条件
SBS 改性沥青混合料的施工温度根据实践经验并参照表选择。通常宜较普通沥青混合料的施工温度
提高 10℃～20℃。
表
改性沥青混合料的正常施工温度范围
工序 沥青加热温度 改性沥青现场制作温度 成品改性沥青加热温度 集料加热温度 改性沥青 SMA 混合料出厂温度 混合料最高温度(废弃温度) 混合料贮存温度 摊铺温度 初压开始温度 碾压终了的表面温度 开放交通时的路表温度
要尽量选用较低沥青质含量和较高芳香分、胶质含量的基质沥青；
（3）沥青是复杂的混合物，在环境温度时呈现弹性型。优质沥青由于其含有适宜的饱和烃、芳香烃、
胶质、沥青质组成比例，掺入改性剂时由于足够的软相沥青质、芳香族溶解，形成沥青体系均匀结构的
混合物。但是基质沥青的三大指标并不能完全反映沥青功能的组分性质。因此在生产前先试验，对基质
参考文献 1 沈金安.交通部科学研究所，《发展改性沥青，提高路面质量》 2 陈先华.东南大学交通学院，《国内聚合物改性沥青现状分析》 3 张德勤.中国石化出版社，《石油沥青的生产与应用》 4 杨林江.人民交通出版社，《改性沥青及其乳化技术》作者简介：王朝晖，工程师。现就职于长炼沥青分公司生产质
量部。
针入度指数 PI
≮-1.2 ≮-0.8 ≮-0.4 ≮0
延度 5℃，5cm/min/cm
≮50 ≮40 ≮30 ≮20
软化点 TR&B/℃ 运动粘度 135℃，/Pas
≮45 ≮50 ≮55 ≮60 ≯3
闪点 /℃
≮230
溶解度/%
≮99
弹性恢复 25℃/%
≮55 ≮60 ≮65 ≮75
粘韧性/N·m
浅谈 SBS 改性沥青
王朝晖 周本岳 金新智
（中国石化长岭炼化公司沥青分公司，湖南岳阳 414012）
摘 要 介绍了 SBS 改性沥青的发展、定义和分类。阐述了 SBS 改性沥青生产的原材料、设备、工 艺流程。并对 SBS 改性沥青的仓储、运输条件和现场施工条件进行了简单介绍。 关键词 SBS 沥青 改性
运输车辆须在 24 小时内运到指定地点，并及时利用沥青泵送到沥青储存罐中。
5.2 储存的技术要求 SBS 改性沥青的储存温度应保持在 150℃左右，存贮时间一般不宜超过 24h。应把沥青罐加满，或
把剩余的少量沥青抽到其它储存罐内，以减少沥青与空气接触的表面积，从而防止沥青老化。搅拌器每
3h 搅拌一次，搅拌时间每次 20min。
沥
青
改善耐老化性
抗老化剂：受阻酚、受阻胺
矿物填料：碳黑、硫磺、石棉、木质纤维等
调和沥青 掺加天然沥青（湖沥青、岩沥青、海底沥青等）
沥青改性主要有两方面的作用：
（1）改善路面性能，提高路面质量。
a)同时改善高温和低温性能，防止路面高温车辙和低温开裂；
b)提高耐气候老化性能，延长使用寿命；
c)提高抗疲劳阻力，提高沥青在路面中承受反复载荷的能力。 d)降低路面建设成本。采用整个使用期限或使用周期的成本评估新建或养护工程费用，即把整个工
（2）相容剂：是一种以芳烃为主要成分的抽提油，提高 SBS 与沥青的相容性。 3 SBS 改性沥青的生产流程 3.1 主要设备
（1）美国道维施改性沥青组合站 该设备与其它改性沥青设备比较有以下优点：①独特内齿型设计胶体磨，转盘与定盘相互咬合，沥 青混合物通过胶体磨的转盘与定盘的高速转动实现研磨和剪切；磨盘按径向分布有多层刀齿，可形成环 流和径向流实现多次剪切和研磨；②转盘（定盘）磨齿顶端平面与定盘（转盘）磨齿底部平面，及 4 个 磨齿侧交汇面完成高速研磨。转盘与定盘 8 条磨齿侧棱完成高速剪切；③胶体磨以 3000 转/分的速度高 速旋转，研磨区内流体的方向和瞬间速度不断改变，导致流体在受高速剪切的同时被高速研磨；④沥青 混合物在从中心甩向磨盘边缘过程中，将按沿螺旋型路径运动，加大了行进路径的长度，被更多次的重 复剪切和研磨。分子间剧烈摩擦、挤压、揉搓和撕裂，使分子链断裂,并使沥青混合物分子很好地重新分 布并结合。 （2）沥青升温系统：通过高温罐或者换热器都可达到预期效果。 （3）成品发育罐：带加热＋搅拌＋保温的常压沥青储罐。 3.2 工艺流程
改性沥青组合站
沥青换热器
成品发育罐
SBS、稳定剂等 基质沥青
4 SBS 改性沥青技术要求
公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)规定 SBS 改性沥青须满足以下要求。
表
改性沥青指标
指标
型号 I-A I-B I-C I-D
针入度 25℃，100g，5s/dmm ＞100 80-100 60-80 30-60
罐中稍作保温存放即输入拌和楼。这种工艺不需要加入稳定剂，只要保温搅拌即可。而成品生产改性沥
青的存储、运输，放置时间长，由于沥青中含有较多的极性化合物，而 SBS 改性剂是属于非极性化合物， 粘度大，易集中在上部，因此沥青则容易沉在下部，即产生离析现象。这种不稳定性对生产成品 SBS 改 性沥青的存储是不利的，尤其在长途运输时更不容易解决。加入稳定剂可以降低沥青相与 SBS 相之间的 界面能，SBS 相的分散，强化了两相间的粘和。稳定剂的选用也需要根据沥青型号来选择；在生产前必 须进行实验，选用合适的稳定剂。
温度/℃ 160～165 165～170
≤175 190～220 170～185
195 出料后降低≤10
≥160 ≥150 ≥90 ≤50
6 结束语 随着我国国民经济的高速发展，带来了公路交通量迅速增长、车辆大型化和繁重的道路运输，同时对
沥青需求也发生了质和量的飞跃。改性沥青将逐渐成为道路铺设、维护的主要材料。
高温抗流动性能。使沥青路面平坦性能和抗车辙性能得到提高，使行车速度提高，路面维护减少。
（3）生产厂家：国内主要有 3 家（岳化、燕化和茂名石化），进口 SBS 主要来自韩国，少部分来自
我国台湾省和日本。
2.3 其它助剂
（1）稳定剂：改性沥青现场加工一般是改性沥青设备与拌和楼配合使用，生产出的改性沥青在储存
韧性/N·m
贮存稳定性
离析，48h 软化点差，/℃
≮2.5
TFOT(或 RTFOT)后残留物
质量变化/%
≯1.0
针入度比 25℃/%
≮50 ≮55 ≮60 ≮65
延度 5℃/cm
Leabharlann Baidu
≮30 ≮25 ≮20 ≮15
5 改性沥青的运输、储存与施工
5.1 运输的技术要求
SBS 改性沥青在生产工厂装车温度必须保持在 160℃以上，运到混合料拌合场的温度不应低于 140℃,
（2）作用：改变了沥青流变学性质，粘弹性和延性提高，路面的抗冲击能力、抗开裂能力、耐磨耗
能力都大大增加，可延长沥青路面的使用寿命；增大了沥青的粘附性和粘韧度，提高了沥青与沙石料的
结 合力，改善了沥青混合料的强度和防水能力，增强了沥青路面的 耐久性；降低了沥青的温度敏感性，
使沥青的针入度和软化点下降、弹塑范围扩大，耐流动变形性能力得到改善，改善沥青的低温屈挠性和