SBS改性沥青质量控制探讨

摘要：根据SBS改性剂的不同掺量对改性沥青性能的影响进行了研究，在此基础上探讨了改性沥青生产的质量控制要点。

关键词：SBS改性剂 性能 改性沥青 质量控制

Abstract: This paper researches the impact of the various SBS modifier content on the modified asphalt, and explores the quality control points of modified asphalt production on that basis.

Key words: SBS modifier; performance; modified asphalt; quality control

中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

近些年，随着经济的发展，科技的进步，交通事业也进入了大发展、大繁荣时期。为了适应重载交通和恶劣气候条件的影响，公路工程开始大量应用改性沥青对其路面性能进行改善，其中SBS改性沥青应用最为广泛，其生产质量控制已成为不容忽视的问题。本文以山东枣临高速路面工程为依托，结合沥青厂改性沥青生产的实际情况，通过分析SBS掺量对改性沥青性能的影响，进一步完善改性沥青质量评价体系，为下一步更好地控制改性沥青质量打下良好基础。

1 理论分析的前提条件

（1）原材料质量相对稳定

由于沥青厂每次购进的同一批次的70号基质沥青都在5000吨左右，SBS改性剂的型号和厂家不变，稳定剂为同一厂家同一型号，因此在一个相对较长的时间里原材料质量是相对稳定的。

（2）生产工艺参数保持基本稳定

每一批改性沥青的生产工艺参数都是通过试生产并根据试验结果确定的，包括各个生产阶段的时间和温度。

2 SBS掺量对改性沥青性能的影响

改性沥青生产所用普通重交沥青为齐鲁石化东海牌70号，改性剂采用线型SBS（岳化SBS-1301-1）。改性剂的掺量分别为改性沥青质量的2%、3%、4%、5%和6%，利用小型胶体磨对SBS改性沥青进行室内生产，其各项指标试验结果如表1所示：

表1 不同SBS掺量改性沥青技术指标试验结果

2.1 SBS掺量对改性沥青软化点的影响

软化点是评价改性沥青高温性能的重要指标之一，试验表明：在一定范围内改性沥青软化点随着SBS掺量的增加而增大，但超过量后，软化点增长趋势明显放缓，甚至会出现下降。根据表1中试验结果可以看出，改性剂掺量达到5%（内掺）时，改性沥青软化点达到最大。但是此试验并不能表明当原材料发生改变时还能有如此规律，实践表明大多数情况下，至少有一种原材料发生改变时，改性沥青达到软化点峰值时，SBS的掺量都是在变化的，这主要与基质沥青和改性剂的配伍性有关。

2.2 SBS掺量对针入度的影响

不同SBS掺量对改性沥青针入度有较明显影响，从表1中可以看出随着SBS掺量的增加，改性沥青25℃温度下的针入度有下降趋势，在2%～5%范围内下降尤为明显。

2.3 SBS掺量对5℃延度的影响

5℃的延度是SBS改性沥青低温性能中一个关键性的指标，在一定程度上反映了路面低温抗裂性能的强弱，同时也是沥青自我修复能力的一种表现。由表1可以看出，改性沥青5℃延度随着改性剂掺量的增加而有较大的提高，这表明SBS改性沥青的低温延展性得到了很大的改善。

2.4 SBS掺量对135℃动力粘度的影响

粘度是沥青的力学指标，粘度的大小反映沥青抵抗流动的能力，在一定范围内（规范要求135℃粘度不大于3Pa·S）粘度越大，沥青路面高温性能就越好。由表1可以看出随着SBS掺量的增加，135℃粘度程单调增加的趋势。

3 SBS改性沥青质量控制对策

根据业主要求，SBS改性沥青改性剂掺量为内掺5%，所以改性沥青的质量控制在原材料质量合格的基础上主要控制SBS改性剂的掺量，但是目前还没有一种能够快速方便地检测出改性沥青中SBS掺量的方法，所以只能通过过程控制和指标控制来进行质量监督。

3.1 改性沥青的试生产

每一批改性沥青在正式批量生产前都要用生产设备进行试生产，如果送检结果符合规范及设计要求，以试生产所控制的工艺参数作为批量生产时的控制参数，并保持稳定。试生产是以后批量生产的基础，所以要全过程进行监督，确保各个生产过程的准确性。

3.2 SBS改性剂掺量的判断

由于工程时间紧任务重，日常监测不可能每次都进行全套指标的试验，根据本文对SBS掺量与改性沥青主要指标之间关系的分析，考虑利用改性沥青某一个或几个指标对SBS的掺量进行判断。对照SBS改性沥青的送检结果，如果指标出现较大波动，说明改性沥青质量可能有问题，在排除生产工艺过程出现问题的基础上，对照SBS掺量与各指标之间的关系曲线，判断改性剂是否少加。

仅靠软化点大小是否可以判断SBS的掺量是个值得商榷的问题。根据实践，如果加入的改性剂只是单一的SBS，用软化点来判断SBS的掺量是可行的。但在实践中发现，有些沥青生产厂家为了降低成本加入了另一种改性剂，用来提高改性沥青的某项指标，但是往往在提高了某项指标的同时降低了其他一项或几项指标。因此单靠软化点来判断SBS的掺量是不够的。实践证明：根据软化点和5℃延度对SBS掺量进行判断是比较可靠的。这主要是因为软化点从一定程度上反映了沥青的高温性能，而5℃的延度在一定程度上体现了沥青的低温性能，目前还很少有比SBS改性剂更便宜，而且能够兼顾沥青的高温和低温性能的改性剂。

3.3 根据SBS改性沥青指标随时间变化的的规律选择日常检测的频率。

SBS改性沥青的指标会随时间的变化而变化，尤其是长时间的热储存对指标的变化影响更大。SBS改性沥青在最短的时间内使用完为佳，但是往往由于工地上施工条件的限制或天气的影响，导致SBS改姓沥青需要热储存3～8天，不可避免地对沥青指标造成一定的影响。根据日常检测结果，本文对8天内的改性沥青三大指标的变化进行了分析。结果如表2所示。从检测结果可以看出针入度随时间的增长有单调递增的趋势；延度随时间的增长有减小的趋势，但前三天变化比较小；软化点随时间的增长而减小，前4天软化点变化不大，后期下降速度较快。因此在控制改性沥青质量时，根据指标的变化情况可以选择抽检频率。

表2 高温储存条件下改性沥青三大指标随时间变化情况

3.4 改性沥青老化前后5℃延度的变化规律

根据对改性沥青老化前后日常数据的观测与分析，正常情况下，5℃条件下老化前延度比老化后要长大约8cm～15cm。因此，当老化前延度大于30cm时，在工地急需沥青的情况下可以不检测老化后延度这一指标。

4 结论

（1）根据SBS掺量与改性沥青的主要指标之间的关系曲线，利用试验结果判断SBS掺量是否有较大出入。

（2）仅靠改性沥青的软化点来判断SBS的掺量是不够全面的，必须结合低温延度试验进行综合判断。

（3）根据SBS改性沥青指标随时间变化规律选择检测频率；当老化前低温延度大于30cm时，在工地急需沥青的情况下可以不检测老化后的低温延度。

（4）实践证明利用改性沥青的三大指标对其质量进行控制是可行的。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）。北京：人民交通出版社，2011年。

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[3]施戈等。胶体磨法生产SBS改性沥青产品质量变化分析及控制[J]。石油沥青，2006.6：25-27

[4]黄卫东等。SBS改性沥青的混合原理与过程[J]。同济大学学报，2002，30（2）；189-192

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。