巖瀝青類改性劑和SBS改性劑的對(duì)比分析

摘 要：本文對(duì)巖瀝青類改性劑和SBS改性劑進(jìn)行了應(yīng)用工藝、路用效果、材料成本方面的對(duì)比分析，以求為實(shí)際工程中兩種改性劑的選擇提供一定的依據(jù)。經(jīng)過(guò)分析，巖瀝青類改性劑可以以干法和濕法兩種工藝來(lái)對(duì)瀝青路面進(jìn)行改性，并且在材料成本、節(jié)能環(huán)保方面較SBS改性劑更有優(yōu)勢(shì)，但是巖瀝青改性劑在改善瀝青路面高溫性能的同時(shí)，降低了瀝青路面的低溫性能；SBS改性劑只能以濕法工藝對(duì)瀝青路面進(jìn)行改性，但SBS改性劑可以同時(shí)改善瀝青路面的高溫性能和低溫性能。

關(guān)鍵詞：對(duì)比分析；巖瀝青；SBS

前言

長(zhǎng)期以來(lái)，聚合物改性劑一直處于國(guó)內(nèi)外瀝青路面改性劑市場(chǎng)的壟斷地位，尤其是SBS聚合物改性劑，較好地改善了瀝青路面各個(gè)方面的性能，在國(guó)內(nèi)外瀝青路面中得到了廣泛采用。近年來(lái)，巖瀝青（青川巖瀝青、新疆巖瀝青、北美巖瀝青、BMA巖瀝青、法國(guó)阿爾巴尼亞巖瀝青）作為瀝青路面改性劑在瀝青路面中逐漸得到應(yīng)用，并取得了良好的路用效果。

對(duì)聚合物類改性劑和巖瀝青類改性劑進(jìn)行應(yīng)用工藝、路用效果、經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能環(huán)保等方面的對(duì)比，了解這兩大類改性劑在這些方面的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，就可以根據(jù)工程情況、氣候條件等因素有針對(duì)性地選擇不同的改性劑。

1 兩類改性劑在應(yīng)用工藝上的對(duì)比

改性劑在瀝青路面中的應(yīng)用通常有兩種工藝，即干法工藝（即先將集料干拌，然后再把改性劑作為填料加入集料中干拌，然后加入基質(zhì)瀝青拌和成改性瀝青混合料，這種方法實(shí)際上是將改性劑作為混合料的外摻劑使用）和濕法工藝（即將改性劑與基質(zhì)瀝青加工、攪拌成改性瀝青，然后與集料拌和成改性瀝青混合料）。而對(duì)于聚合物改性劑，由于其為非極性，與基質(zhì)瀝青在密度、分子量等方面相差較大，采用干法無(wú)法發(fā)揮其改性效果，所以聚合物改性劑只能采用濕法工藝。而巖瀝青類改性劑，雖然在外觀性狀上與基質(zhì)瀝青不同，但其在性質(zhì)上卻是一種與基質(zhì)瀝青類似的瀝青類物質(zhì)，其在極性、分子量等方面與基質(zhì)瀝青很接近，研究證明巖瀝青類改性劑無(wú)論以干法工藝應(yīng)用還是以濕法工藝應(yīng)用都能取得良好的路用效果。

需要注意的是，由于聚合物改性劑多為非極性，且與基質(zhì)瀝青比重、分子量相差較大，它們與基質(zhì)瀝青的共混體系具有力學(xué)不穩(wěn)定性，容易離析，需購(gòu)置特殊的生產(chǎn)設(shè)備，如膠體磨或者高速剪切設(shè)備，以促使改性劑與基質(zhì)瀝青充分溶合；在運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程中，需要不斷的加熱保溫和攪拌，防止聚合物改性劑與基質(zhì)瀝青的分層與離析，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且使用起來(lái)十分不便。而對(duì)于巖瀝青類改性劑，由于其與基質(zhì)瀝青相容性較好，一般不存在分層和離析問(wèn)題，不需要特殊生產(chǎn)設(shè)備、也不需要一直加熱和攪拌，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。

2 兩種改性劑在路用效果上的對(duì)比

目前對(duì)聚合物改性劑和巖瀝青類改性劑的改性效果已有大量研究，并且研究結(jié)論也基本一致。

鐘科[1]對(duì)新疆巖瀝青改性瀝青混合料的路用性能進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 新疆巖瀝青改性瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

從以上試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，摻加巖瀝青后，瀝青混合料的高溫性能和水穩(wěn)定性能都有所改善，而當(dāng)巖瀝青摻量適宜時(shí)，瀝青混合料的低溫性能也有所改善，但隨著巖瀝青摻量的繼續(xù)增加，瀝青混合料的低溫性能變差。

值得注意的是，從上述對(duì)低溫性能的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，摻加適宜摻量的巖瀝青可以改善瀝青混合料的低溫性能，但是現(xiàn)有的一些關(guān)于巖瀝青改性瀝青的10°C、15°C延度試驗(yàn)和BBR試驗(yàn)結(jié)果都表明，摻加巖瀝青后，基質(zhì)瀝青的低溫性能都較基質(zhì)瀝青的低溫性能差，這與已有的巖瀝青改性瀝青混合料的低溫性能的試驗(yàn)結(jié)果相矛盾，因此，在寒冷地區(qū)很少使用巖瀝青作為改性劑。

沈風(fēng)華[2]對(duì)殼牌基質(zhì)瀝青及摻加6%SBS的改性瀝青AC-16I型混合料進(jìn)行了路用性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 SBS改性瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

從上述試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，摻加SBS改性劑后，瀝青混合料的高溫性能、低溫性能和水穩(wěn)定性能都得到了較大提高。由于SBS是一種兼有塑料和橡膠雙重特性的彈塑性體，所以可以同時(shí)改善瀝青混合料的高溫性能和低溫性能。

然而，對(duì)于巖瀝青類改性劑與SBS改性劑的改性效果的優(yōu)劣很難下定論，因?yàn)楦男孕Ч艿蕉喾N因素的影響，如改性劑與基質(zhì)瀝青的匹配度、改性劑的種類和性能、集料級(jí)配等。目前，只能說(shuō)SBS改性劑可以同時(shí)兼顧瀝青混合料各個(gè)方面的性能，能同時(shí)改善瀝青混合料的基本路用性能，而巖瀝青類改性劑不能同時(shí)兼顧瀝青混合料的高溫性能和低溫性能，在低溫地區(qū)不建議采用巖瀝青類改性劑。

3 兩種改性劑在成本上的對(duì)比

假設(shè)巖瀝青類改性劑和SBS改性劑都是以濕法工藝制備改性瀝青，然后再用于生產(chǎn)改性瀝青混合料。先計(jì)算每噸改性瀝青的價(jià)格，在假設(shè)各改性瀝青混合料用油量和級(jí)配相同的前提下，改性瀝青的價(jià)格即可反映改性瀝青混合料的價(jià)格。表3列出了不同改性瀝青的成本價(jià)。

表3 摻加改性劑制備改性瀝青成分費(fèi)用一覽表

（價(jià)格參考目前市場(chǎng)價(jià)格）

以雙向4車道（寬15m）的工程項(xiàng)目為例，長(zhǎng)38.319公里，基層厚6cm， 油石比定為4.5%，中面層采用改性瀝青混合料，改性瀝青用量為3712.73噸。

使用北美巖瀝青改性瀝青比使用SBS改性瀝青節(jié)約材料成本88萬(wàn)元～150萬(wàn)元，使用青川巖瀝青比使用SBS改性瀝青節(jié)約材料成本156萬(wàn)元～186萬(wàn)元。

通過(guò)以上分析可知，采用巖瀝青類改性劑比采用SBS改性劑要節(jié)約成本，可以降低工程造價(jià)。

4 結(jié)束語(yǔ)

4.1 巖瀝青類改性劑可以以干法和濕法兩種工藝進(jìn)行瀝青的改性，而SBS等聚合物改性劑只能以濕法工藝對(duì)瀝青進(jìn)行改性。

4.2 巖瀝青類改性劑不能做到高低溫性能兼顧，而SBS等聚合物改性劑則可以同時(shí)兼顧改性瀝青及改性瀝青混合料的高、低溫性能。

4.3 在節(jié)約材料成本方面，巖瀝青類改性劑比SBS等聚合物改性劑更有優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，聚合物類改性劑與巖瀝青類改性劑在應(yīng)用工藝、路用效果、成本效益等方面各有利弊，因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中，要綜合考慮工程情況、經(jīng)濟(jì)條件等多方面的因素，最終選擇適宜的瀝青改性劑。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘科.巖瀝青路用性能研究[D].交通部公路科學(xué)研究院，2006.

[2]沈風(fēng)華.SBS改性瀝青混合料及其道路施工應(yīng)用研究[D].蘇州大學(xué)，2006.4.