改性沥青与重交沥青的区别(不同类型SBS对改性沥青性能的影响)

文章来源：微信公众号”沥青路面“

研究和实践表明，改性剂对基质沥青的改性效果，因改性剂种类不同而存在较大的差异;即使是同一类改性剂，也因生产厂家、牌号、型号的不同，其改性效果也不同，只有选择合适改性剂才能取得较为满意的效果，这就是改性剂与沥青之间的配伍性。改性沥青是一个复杂的体系，它的性能受到多种因素的共同作用，如改性剂类型、结构、掺量，基质沥青的来源、组分等，因此研究不同类型SBS改性剂与基质沥青的配伍性，使SBS的改性效果达到最佳，从而能在提高SBS改性沥青性能的同时节约工程造价。

原材料与实验方案

基质沥青

本文采用SK－90号基质沥青。

主要原材料

本课题使用分别由岳阳石化、燕山石化和独山子石化生产的YH－791、4303、T－161B及T－6302四种SBS改性剂制备改性沥青，其中4303和T－161B是星型改性剂，而T－6302和YH－791是线型改性剂，其中4303和YH－791的嵌段比(S/B)为30/70，T－161B跟T－6302的嵌段比(S/B)为20/80;糠醛抽出油为山东大山出产，稳定剂为甘肃路桥建设集团养护科技有限公司自主研发的“兆力牌”。

改性沥青制作工艺

将沥青和糠醛抽出油混合，快速升温至180℃左右，加入4.5%改性剂，随后保持温度在180～190℃之间，剪切速率在5500r/min，剪切45min，加入稳定剂，再剪切5min，放在烘箱里，置于175℃下发育2h，随后测量各项性能。

性能评价指标及测定结果

改性沥青性能评价主要依据为《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036－98)所规定的技术指标。

沥青高温稳定性采用实测软化点作为评价指标，低温抗裂性采用5℃延度来行评价，抗老化性能采用旋转薄膜烘箱(RTFOT)后的5℃延度作为沥青结合料在施工过程中抗老化的评价指标，相容性采用聚合物改性沥青离析试验上、下软化点差进行评价，老化后基质沥青和改性沥青的性能变化差异采用DSR试验的相位角(δ)变化来评价评价。

(1)SK－90号沥青掺人相同剂量不同牌号的星型、线型SBS，按照相同的加工工艺制备的改性沥青的常规技术指标。

(2)鉴于常规试验不能比较改性沥青和基质沥青老化后的差异性，研究中采用DSR试验4种改性沥青老化前后的动态流变特性进行测试，得出其相位角δ，并绘制各自的温度与相位角关系曲线。

结果分析

高温性能

各种改性沥青的软化点比基质沥青均有明显的提高，但不同种类、不同牌号的SBS改性沥青所表现的改善效果是不同的。按它们的提高幅度从大到小排序为:4303＞YH－791＞T－161B＞T6302。可以看出，对于星型SBS改性沥青，嵌段比30/70的4303的改性效果优于嵌段比为20/80的T－161B;对于线型SBS改性沥青，嵌段比30/70的YH－791的改性效果也比嵌段比为20/80的T6302为好。在嵌段比相同的条件下，星型SBS的软化点一般要高于线型SBS，但在嵌段比不同的条件下，线型SBS改性沥青的软化点也可能要高于星型SBS。

低温性能

比较不同牌号的SBS改性沥青的℃延度相对基质沥青的提高幅度，可知改性沥青的低温性能按从优到劣排序为:T－161B＞YH－791＞T6302＞4303，对于星型SBS改性沥青，嵌段比为20/80的T－161B改性效果较好，嵌段比为30/70的4303改性效果相对较差;对于线型SBS改性沥青，嵌段比为30/70的YH－791改性效果比嵌段比为20/80的T6302好。这说明随嵌段比的降低，对改性沥青的低温性能有改善的趋势，在同一嵌段比20/80下，星型SBS改性沥青的低温延度要大于线型SBS;但在嵌段比为30/70下，2者较接近。

抗老化性能

从RTFOT试验结果来看，相对基质沥青各改性沥青的5℃延度增大。抗老化性能的优劣按老化后5℃延度从大到小排序为:T－161B＞T6302＞4303＞YH－791。对于星型SBS改性沥青，嵌段比为20/80的T－161B改性效果较好，嵌段比为30/70的4303改性效果较差;对于线型SBS改性沥青，嵌段比为20/80的T6302改性效果最好，嵌段比为30/70的改性效果较差。不论星型或着线型，抗老化性能按嵌段比为:20/80＞30/70。

相容性

T－161B、T6302、YH－791的SBS改性沥青相容性按离析试验软化点差均符合《公路改性沥青路面施工技术规范》中聚合物改性沥青的技术要求:离析软化点差小于2.5℃;而4303改性沥青软化点差为3.8，大于规范要求，故4303的SBS与SK－90号沥青相容性都较相对较差。

动态流变特性能

不同牌号的SBS改性沥青DSR实验结果相位角δ随温度变化规律，结果显示，当试验温度低于46℃时，四种改性沥青的相位角δ大小比较接近，当温度大于46℃时，四种改性沥青的相位角δ差异显著，嵌段比为30/70的4303和YH－791的相位角小于嵌段比为20/80的T－161B与T6302。

不同牌号的SBS改性沥青RTFOT后相位角δ随温度、老化状态的变化趋势，结果表明，当试验温度小于46℃时，四种改性沥青的相位角δ大小差异不显著，当试验温度大于46℃时，星型SBS改性沥青的相位角δ值显著小于线型SBS改性沥青。

结论

SK－90号沥青经不同种类、不同牌号的改性后，各项性能均得到了改善，但改性效果大不相同。其中沥青经T－161B和T6302改性后，高温、低温、抗老化和感温性均得到了大幅度提高，综合改性效果最好;YH－791改性沥青抗老化性能较差，而4303改性沥与SK－90号沥青的相容性较差。

不同牌号的SBS对同一种基质沥青的改性效果大不相同，主要与SBS的化学结构和物理性质有关。无论是线型还是星型，嵌段比S/B为20/80时改性效果优于S/B嵌段比为30/70。但在同一嵌段比下，其改性沥青的技术特性还与SBS的其它物理特性有关。通过不同牌号的SBS对基质沥青改性前后的性能试验，选择改性效果最好的SBS用于改性。

SK－90号沥青经不同SBS改性后，其改性沥青相位角δRTFOT后在高温区域的差异较为明显，其中星型SBS的相位角δ变化比较平缓，温度敏感性较小，说明其有较好的抗老化性能，具有较好的高温稳定性。