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

我國(guó)每年都會(huì)產(chǎn)生巨量廢舊輪胎，僅2016年我國(guó)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(fèi)。將廢棄橡膠用于道路鋪筑，不失為處理廢棄輪胎的一個(gè)良策[1]。TerminalBlend(以下簡(jiǎn)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(chǔ)油罐中無(wú)需攪拌即可保持均勻分散。TB膠粉瀝青具有存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)而不離析、顆粒分布均勻、級(jí)配適用范圍廣、單位時(shí)間瀝青混合料產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。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(qiáng)，但高溫性能及水穩(wěn)定性相對(duì)較差[2]。在我國(guó)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(guó)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(duì)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(yàn)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(hào)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(diǎn)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(jī)剪切30min左右，然后用強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌30min，制得SBS復(fù)合改性膠粉瀝青試樣。

混合料級(jí)配及油石比確定

混合料采用AC-13型?；旌狭霞喜捎眯鋷r，根據(jù)先前工程案例經(jīng)驗(yàn)，確定該次試驗(yàn)混合料的級(jí)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(jiǎn)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(rùn)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(duì)應(yīng)的技術(shù)要求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)。

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(duì)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(yàn)，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(shì)。未摻SBS時(shí)，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(shí)，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(guò)3%時(shí)，母液瀝青的針入度隨SBS摻量增加而減小的幅度降低，說(shuō)明隨SBS摻量的增加其對(duì)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(shí)，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(diǎn)直接與路面高溫流動(dòng)變形相關(guān)聯(lián)，是反映瀝青高溫性能的指標(biāo)之一[4]。對(duì)不同SBS摻量的復(fù)合改性膠粉瀝青進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，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(diǎn)隨SBS摻量的增加總體上呈上升趨勢(shì)。未摻SBS時(shí)，母液瀝青的軟化點(diǎn)為49.5℃，SBS摻量為3%時(shí)，軟化點(diǎn)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(shí)，瀝青軟化點(diǎn)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(qiáng)。當(dāng)SBS摻量大于3%時(shí)，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(yàn)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(shì)，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(shí)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(shí)，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(shí)，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(duì)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(yàn)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到5000次/mm以上，遠(yuǎn)超過(guò)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(dòng)穩(wěn)定度遠(yuǎn)高于摻入3%SBS混合料的動(dòng)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(gè)較高的水平，改善效果十分明顯。相對(duì)而言，摻加4%的SBS對(duì)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(duì)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(yàn)，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(qiáng)度分別提高了78%和81%，凍融后劈裂強(qiáng)度分別提高了113%和122%。說(shuō)明摻入SBS后，瀝青混合料強(qiáng)度大幅提高，但SBS摻量超過(guò)3%后變化幅度不大。摻入SBS后，瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比TSR總體呈上升趨勢(shì)。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(guò)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(shí)，TSR僅僅從0.915提升到0.939，說(shuō)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(shí)，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(shí)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(rùn)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(jì)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(duì) SBS 改性瀝青高低溫性能的影響[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(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(jiǎn)介：張健，男，工程師，碩士，主要從事道橋工程設(shè)計(jì)和研究工作。

我司部分文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，未能與原作者取得聯(lián)系，如涉及版權(quán)問(wèn)題請(qǐng)與我們聯(lián)系，我們會(huì)及時(shí)處理刪除

設(shè)備名稱：B059M 全自動(dòng)瀝青針入度儀 (SMARTIP)

型      號(hào)：B059M

制  造 商：意大利Matest公司

意大利Matest-SMARTIP 是一種用于測(cè)定瀝青樣品針入度的自動(dòng)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(dòng)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(yàn)儀。SMARTIP 還有一個(gè)可以用于測(cè)量導(dǎo)電樣品的B059M-01型號(hào)，該型號(hào)可測(cè)試的材料范圍更廣。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 只需按下 START 按鈕即可進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)試：接近、接觸、貫入

? 自動(dòng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)針接觸點(diǎn)和定位，能避免任何操作人員失誤，并提供高重復(fù)性的測(cè)試結(jié)果

? 電磁釋放系統(tǒng)

? 開始貫入前自動(dòng)歸零

? 通過(guò)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(cè)量，范圍 0~50 mm

? 7 英寸觸摸屏，界面簡(jiǎn)潔明了

? 實(shí)時(shí)顯示貫入 / 時(shí)間曲線、平均結(jié)果和測(cè)試溫度

設(shè)備名稱：B070M 全自動(dòng)數(shù)字瀝青軟化點(diǎn)儀 (環(huán)球法) SOFTMATIC

型      號(hào)：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(dòng)瀝青軟化點(diǎn)儀由意大利Matest以全新科技進(jìn)行設(shè)計(jì)并制造，用于自動(dòng)測(cè)定的瀝青的軟化點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)束后，微處理器將自動(dòng)準(zhǔn)確的計(jì)算出軟化點(diǎn)數(shù)值。試驗(yàn)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(guò)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試結(jié)果和圖表。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

? 整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程實(shí)時(shí)顯示溫度（°C）- 時(shí)間（秒）曲線

? 7 英寸800x480分辨率的LCD彩色觸摸屏

? 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存（U 盤和內(nèi)置SD卡），且可通過(guò)電腦編輯數(shù)據(jù)

? 多語(yǔ)言選項(xiàng)

? 友好的用戶菜單可控制所有試驗(yàn)過(guò)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(dòng)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