【摘 要】SBS是一種在國(guó)內(nèi)外都廣泛使用的改性瀝青，它具有較好的彈性恢復(fù)和高溫特性，可以防止低溫開裂，可以顯著提高路面的使用性能，大幅度提高路面的平整度、摩擦系數(shù)、延長(zhǎng)路面使用壽命及降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。本文分別從針入度、軟化點(diǎn)、延度、針入度指數(shù)PI、彈性恢復(fù)系數(shù)等方面進(jìn)行了幾種改性瀝青的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明SBS改性效果較其他改性瀝青更為理想。

【關(guān)鍵詞】改性瀝青；延度；摩擦系數(shù)；壽命

前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，交通及氣候條件對(duì)高速公路路面使用性能的要求也越來(lái)越高。車輛重載超載現(xiàn)象嚴(yán)重，渠化交通加重了對(duì)路面的破壞。如何提高瀝青路面的使用性能，解決瀝青路面的高溫抗車轍性能、低溫抗開裂性能，提高路面的水穩(wěn)定性以及抗老化性，選擇性能良好的瀝青是解決問題的重要方法[1，2]。一般認(rèn)為采用SBS改性瀝青能提高瀝青混合料的路用性能，目前常用的改性瀝青主要是高分子聚合物改性劑改性的瀝青[3]。

1、SBS改性方法分類及改性機(jī)理

1.1改性方法分類

SBS改性瀝青可以分為物理改性和化學(xué)改性兩類。所謂物理改性就是將瀝青與SBS在高溫狀態(tài)下混融，通過高速剪切將SBS分散在瀝青當(dāng)中；而化學(xué)改性就是在物理改性的基礎(chǔ)上加入化學(xué)穩(wěn)定劑來(lái)制得更為穩(wěn)定的改性瀝青。

從改性的機(jī)理上來(lái)看，物理改性瀝青中SBS與瀝青之間只是機(jī)械的分散和包裹，并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩者之間不容易形成穩(wěn)定的體系，穩(wěn)定性差；相比較而言，由于SBS的聚丁二烯段的雙鍵或雙鍵鄰位的亞甲基非?；顫姡诜€(wěn)定劑的作用下，會(huì)與瀝青中的雜原子及活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，使瀝青接枝到SBS上，生成SBS—瀝青接枝物，使得瀝青與SBS形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此化學(xué)改性瀝青的性能是優(yōu)于物理改性瀝青的。

然而對(duì)于SBS物理和化學(xué)改性瀝青及混合料的技術(shù)性能如何，國(guó)內(nèi)外還沒有進(jìn)行綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，而且對(duì)于這兩種改性技術(shù)，尤其是用化學(xué)改性方法鋪筑的路面的使用性能也沒有深入研究。

1.2改性機(jī)理

瀝青改性是一個(gè)物理共混過程，與瀝青具有良好相容性的大分子聚合物加入瀝青中后，通過容脹與吸附可使瀝青的組分構(gòu)成發(fā)生一定的變化。采用陰離子聚合制得SBS嵌段共聚物，屬于熱塑性彈性體，具有多相結(jié)構(gòu)，每個(gè)丁二烯鏈段（B）的末端都連接一個(gè)苯乙烯嵌段（S），兩端的苯乙烯嵌段聚合物在一起形成物理交聯(lián)區(qū)域，成為分散相，而聚合在一起的丁二烯鏈段形成連續(xù)相，SBS通過聚苯乙烯的聚集形成一種三維結(jié)構(gòu)，聚苯乙烯末端基團(tuán)使瀝青強(qiáng)度增加，中間的聚丁二烯嵌段使SBS具有兩個(gè)玻璃化溫度：Tg1為-83～85℃，Tg2為90℃左右。兩個(gè)玻璃化溫度使瀝青呈現(xiàn)出高彈性的特點(diǎn)，在高溫下不軟化，低溫下不發(fā)脆。當(dāng)SBS分散到基質(zhì)瀝青中時(shí)，原來(lái)的膠體結(jié)構(gòu)平衡被破壞，SBS吸附瀝青中的芳烴和膠質(zhì)，并發(fā)生容脹現(xiàn)象，建立新的膠體結(jié)構(gòu)體系，在瀝青中形成彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有理想的彈性、塑性和延伸性，使瀝青的性能得到全面改善。

2、SBS改性瀝青性能特點(diǎn)

采用改性瀝青目的：①改善瀝青結(jié)合料感溫性（高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性）；②改善瀝青混合料的耐久性；③提高瀝青路面抗水損壞能力；④提高瀝青混合料抗變形能力。

不同的改性劑對(duì)瀝青性能的影響是不一樣的，交通部公路科學(xué)研究所對(duì)SBS、SBR、PE、EVA等4種改性劑的改性效果進(jìn)行了比較試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 不同改性劑對(duì)瀝青改性效果比較（交科所）

Table 1 Cooperation of effect with different modifying additive

改性劑品種針入度指數(shù)PI高溫穩(wěn)定性低溫抗裂性彈性恢復(fù)性

SBS++++

SBR00+ ？

PE0+--

EVA0-0+

表中“+”表示改性效果明顯，“0”表示改性效果不明顯，“-”表示無(wú)改性效果或降低，“？”表示不清楚。

可以看出，SBS在高溫、低溫性能，彈性恢復(fù)性能，感溫性等方面都有突出優(yōu)點(diǎn)。PE僅在高溫穩(wěn)定性方面顯示出較好的效果。EVA的高溫穩(wěn)定性不如PE，但低溫性能較PE要稍好一些，但均不如SBS。通過試驗(yàn)對(duì)比，幾種改性瀝青的改性效果如表2所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，SBS的橡膠顆粒均勻分散在瀝青中，大幅度降低瀝青溫度敏感性，一方面使瀝青軟化點(diǎn)大幅提高，在夏季高溫季節(jié)不軟化，提高路面高溫抗推擁和抗車轍能力[5]。另一方面瀝青的脆點(diǎn)降低，在寒冷季節(jié)不發(fā)脆，具有很好的柔性和彈性，因此能減少路面裂縫。它的使用能夠提高瀝青的彈性和強(qiáng)度，使其變形恢復(fù)性能好，有效延長(zhǎng)路面的使用壽命。由于SBS改性瀝青可使路面具有良好的抓著性能，交通行車安全系數(shù)可大大提高。

3、結(jié)語(yǔ)

利用SBS改性瀝青，不僅可以明顯改善瀝青的理化性能和路用性能，而且可以大幅度地提高路面的平整度、摩擦系數(shù)。對(duì)比試驗(yàn)顯示，5%橡膠含量的SBS改性瀝青各項(xiàng)基本指標(biāo)大部分優(yōu)于同等含量的PE和EVA改性瀝青，而且彈性強(qiáng)度較好，可以有效地延長(zhǎng)路面使用壽命，同時(shí)提高行車安全系數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭劍鋒，方精思.改性瀝青研究[J].公路與汽運(yùn)，2006， 1： 87 - 89.

[2]萬(wàn)利.SBS改性瀝青的特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27 （3） ： 42 - 45.

[3]雷雨滋.改性瀝青國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程及趨勢(shì)[J].山西建筑，2006，32 （20） ： 155 - 156.

[4]叢玉鳳.SBS改性瀝青的研究進(jìn)展[J].撫順石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，12 （4） ： 7-11.