烏鞘嶺地區高速公路SBS改性瀝青配方研究

張正瑞 王 旭 劉德仁

摘 要：本試驗主要研究SBS改性劑、穩定劑、相容劑對烏鞘嶺地區高速公路SBS改性瀝青的影響。查閱該地區瀝青路面資料，初步確定在相容劑摻量為1.5%，穩定劑摻量為1.5‰的前提下，改變SBS改性劑摻量，通過對瀝青軟化點、針入度、延度進行試驗，來確定最佳SBS改性劑摻量為3.8%。在SBS改性劑摻量為3.8%，穩定劑摻量為1.5‰的前提下，改變相容劑摻量，通過對瀝青軟化點、針入度、延度、離析軟化點差進行試驗，確定相容劑摻量為1.5%。在SBS改性劑摻量為3.8%，相容劑摻量為1.5%的前提下，改變穩定劑摻量，通過瀝青軟化點、針入度、延度、離析軟化點差試驗，確定穩定劑摻量為2‰。最終確定該地區高速公路SBS改性瀝青的配方為SBS改性劑摻量為3.8%、相容劑摻量為1.5%、穩定劑摻量為2‰。

關鍵詞：道路工程；改性瀝青；SBS改性劑；穩定劑；相容劑

在烏鞘嶺地區修建高速公路，瀝青配方成為該地區瀝青路面工程主要攻克的技術難題之一，解決這一難題的主要工作是進行瀝青配方的配比性研究。該地區處于溫帶大陸性氣候，冬季氣溫低，夏季溫度不高，晝夜溫差大，這對瀝青路面影響較大。因此，研究區域性地理環境條件下瀝青的改性配方可對該地區修建瀝青路面工程提供重要的依據，尤其在西北高海拔地區高速公路中SBS改性瀝青的配方更加值得研究和探討。

1 工程背景

文章研究的SBS改性瀝青配方的應用位于我過西北高海拔烏鞘嶺地區地區，屬于半干旱區向干旱區過渡的分界線，夏季氣溫不高，冬季寒冷，最高海拔3562米，年均氣溫-2.2℃。我國雖然修建了大量高速公路，但西北高海拔寒冷地區的高速公路工程數量不多，對該地區瀝青路面工程的研究也極少，沒有好的經驗可借鑒。文章以該地區高速公路路面工程為依托，主要研究該地區瀝青路面中SBS改性瀝青配伍性，以此來指導該路面工程的施工。

2 SBS改性瀝青試驗研究

2.1 SBS改性瀝青

SBS改性瀝青的改性效果受到改性劑劑量、添加劑劑量、基質瀝青等多種因素的影響。不僅不同型號的SBS改性劑對同一種基質瀝青的改性效果不同，而且采用同一種型號的SBS改性劑對不同基質瀝青的改性效果也不同。因此，對SBS配伍性的研究就顯得尤為重要。

SBS聚合物與基質瀝青都為多項混合體，SBS微粒能吸收瀝青中的飽和酚和芳香酚而溶脹，會使瀝青中各部分間的比例關系向著有利于提高瀝青性能的方向移動，從而表現出較好的改性效果。此時，SBS和瀝青間具有較好的相容性，使瀝青具有優良的性能。

本試驗采用鎮海AH90基質瀝青，岳陽791SBS改性劑，山東大山3號穩定劑，山東大山相容劑為試驗原料，通過試驗來確定該配方。制備的改性瀝青各項指標必須滿足規范要求，主要指90#基質瀝青改性后的有關參數，規范如表1所示。

2.2 SBS改性劑摻量及改性效果

查閱該地區瀝青路面資料，初步確定在相容劑摻量為1.5%，穩定劑摻量為1.5‰的前提下，分別取改性劑摻量為3.5%、3.8%、4.0%、4.2%，按照規范經行試驗。實驗結果如圖1所示。

由圖1a可知SBS摻量為3.8%至4.0%軟化點改變較快，當摻量超過4.0%時，軟化點差別不大，這是因為SBS在瀝青中形成了較完善的網絡狀結構。改性瀝青的性能主要取決于分散的SBS數量以及網絡狀結構的完善程度。有圖1c可知，在不同參量的SBS下，針入度的變化量不大。由圖1b可知，隨SBS摻量的增大，5℃時的延度先減小后增大，呈凹曲線變化趨勢，基質瀝青在5℃的延度下降十分顯著，相比加入SBS改性劑后，SBS在改性瀝青中形成網絡狀結構，具有很好的變形適應能力。綜上可得：確定SBS改性劑的摻量為3.8%。

2.3 相容劑摻量對瀝青穩定性影響

在SBS改性劑摻量為3.8%，穩定劑摻量為1.5‰的前提下，分別取相容劑摻量為0%、1%、1.5%、2%參照有關規范進行試驗，試驗結果如圖2所示。

當相容劑為0%時，瀝青發生聚集離析，當相容劑為1%至1.5%時曲線較緩，便變化不大。隨相容劑摻量的增加，5℃時的延度也在增加，但軟化點在減小，由以上四幅圖可確定相容劑的摻量為1.5%。

2.4 穩定劑摻量及改性效果

在SBS改性劑摻量為3.8%，相容劑摻量為1.5%的前提下，分別取穩定劑摻量為0‰、1‰、1.5‰、2‰參照規范進行試驗。試驗結果如圖3所示。

圖3表明，穩定劑必須達到一定量后才能穩定的改性瀝青當穩定劑摻量為0‰時，發生離析，試樣不穩定。當穩定劑摻量大于1.5‰時，沒有發生離析，試樣穩定。穩定劑摻量對三大指標的影響如圖3所示，得到穩定劑的摻量對延度和針入度影響不大，對軟化點有一定的影響，這是因為穩定劑含有一定量的硫磺，硫磺對基質瀝青有一定的改性作用，增強了改性瀝青的高溫穩定性。綜上考慮，穩定劑摻量取2‰。

3 結束語

通過本次模型試驗研究，得到如下結論：

（1）隨SBS摻量的增大，5℃時的延度先減小后增大，呈凹曲線變化趨勢，基質瀝青在5℃時的延度下降十分顯著，相比加入SBS改性劑后，SBS在改性瀝青中形成網絡狀結構，具有很好的變形適應能力。（2）隨相容劑摻量的增加，5℃時的延度也在增加，但軟化點在減小，離析軟化點差也在減小。（3）當穩定劑摻量為0‰時，發生離析，當穩定劑摻量大于1.5‰時，沒有發生離析，對延度和針入度影響不大，對軟化點有一定的影響，這是因為穩定劑含有一定量的硫磺，硫磺對基質瀝青有一定的改性作用，增強了改性瀝青的高溫穩定性。（4）烏鞘嶺地區高速公路SBS改性瀝青的配方為：SBS改性劑摻量為3.8%、相容劑摻量為1.5%、穩定劑摻量為2‰。

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作者簡介：張正瑞（1985-），男，甘肅蘭州人，碩士。