母料法SBS改性瀝青生產工藝探討

廖維太 趙靜卓

（1甘肅省交通工程質量安全監督管理局，甘肅 蘭州 730030；2甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 前言

對于母料法生產SBS改性瀝青相關的研究由來已久，但是對于母料法的名稱，多采用高濃法、混合法等進行稱呼，母料法的稱呼多見于化工生產中[1]。在SBS改性瀝青行業，隨著改性瀝青的大規模開展應用，中海瀝青有限公司的王濤等嘗試制備聚丙烯改性瀝青母料，解決了濕法改性的相容性差、無法儲運的問題[2]，但是對于SBS改性未進行相關研究。重慶交大的劉克等對幾種改性瀝青的工藝進行總結，并對于原材料選用互穿連續結構設計、母料的穩定性進行了細致的研究，認為母料法對解決離析問題有較大幫助，但是對于SBS改性瀝青的其他指標未見明顯說明[3]。在這種研究背景下，母料法生產SBS改性瀝青已經得到了從理論到實踐的多方位技術研究與理論分析，在多個地區已進行了相關的技術研究與大規模生產應用。

1 試驗與分析

1.1 母料法SBS改性瀝青生產工藝

依據母料法生產SBS改性瀝青的原理，考慮到實際生產條件，結合實驗室現有條件，對室內母料法生產SBS改性瀝青的優化設計見圖1。

采用這種方法可以有效避免SBS改性瀝青母液在實際生產過程中存在的現場與實驗室脫節的情況，先制備SBS改性瀝青母液，同時按照計量的數量準備稀釋用的基質瀝青，待SBS改性瀝青母液制備完成時，倒入稱量好的基質瀝青進行稀釋，隨后進行攪拌發育，添加改性瀝青穩定劑。

圖1 室內母料法生產工藝

1.2 室內母料法SBS改性瀝青制備效果驗證

SBS改性劑對改性瀝青的性能起著決定性作用，而SBS改性劑的劑量則也起著重要作用，且SBS改性瀝青的135℃布氏粘度表征著瀝青的施工和異性，綜合考慮，采用135℃布什粘度研究在不同SBS改性劑摻量下SBS改性瀝青母液的粘度以及不同摻量稀釋后粘度。

圖2 SBS改性劑的劑量對SBS改性瀝青性能的影響

從圖2可以看出，SBS改性瀝青母液的粘度隨著改性瀝青母液的粘度增大而增大，且在SBS改性劑劑量超過8%以后，粘度急劇增大。但是，經瀝青稀釋后，瀝青的濃度未出現大幅度改變，整體濃度維持在1.6-1.9Pa·s，成為一個相對均衡的粘度變化區間。

1.3 母料法生產改性瀝青和常規生產SBS改性瀝青效果對比

為了評估母料法生產SBS改性瀝青的效果，采用早期常規生產SBS改性瀝青與母料法生產SBS改性瀝青，分別針對不同的生產要素來評估軟化點、針入度、5℃延度、135℃布氏粘度和RTFOT老化殘留延度。

1.3.1 高溫軟化點穩定性

瀝青軟化點代表了瀝青的高溫性能，表征著SBS改性瀝青抵抗高溫變形的能力。

圖3 常規和母料法生產SBS改性瀝青軟化點

從圖3可以看出，常規方法生產SBS改性瀝青軟化點的分布廣泛，而母料法生產SBS改性瀝青的軟化點分布則更加集中，且高于常規生產SBS改性瀝青。這可能與母料法生產SBS改性瀝青生產時間短，導致間接發育的時間延長有關。

1.3.2 針入度

針入度代表瀝青的黏稠度狀態，表明瀝青在相同溫度下的軟硬程度。

從圖4可以看出，常規方法生產SBS改性瀝青的針入度分布范圍很廣，較多地集中在66-68之間，其他區域反而很廣。母料法生產SBS改性瀝青的針入度集中在70-74之間，其他范圍內針入度分布較少。可以看出，母料法生產SBS改性瀝青的針入度較大，原因基本與軟化點的分布類似。間接長時間的發育軟化了SBS改性劑，使得瀝青的針入度變大，相比常規法生產的瀝青較軟。

圖4 常規方法與母料法生產SBS改性瀝青針入度統計情況

1.3.3 瀝青低溫延度

瀝青低溫延度反映瀝青的低溫抗開裂能力，尤其針對西北地區，低溫延度作為一項重要指標需要特別關注。

圖5 常規方法與母料法生產SBS改性瀝青低溫延度統計情況

從圖5可以看出，常規方法生產SBS改性瀝青的低溫延度分布在36-42cm之間，母料法生產SBS改性瀝青的低溫延度則基本分布于42-48cm之間。這表明母料法生產SBS改性瀝青可以一定幅度地提高瀝青的低溫性能，其影響原因與針入度相似。

1.3.4 瀝青135℃布氏粘度

瀝青135℃布氏粘度一般反映瀝青的施工和易性，近年來有研究文獻表明瀝青的布氏粘度與集料的粘附性相關。

圖6 常規方法和母料法生產SBS改性瀝青布氏粘度統計

圖7 常規方法和母料法生產SBS改性瀝青殘留延度統計

從圖6可以看出，常規方法生產SBS改性瀝青的布氏粘度基本沒有規律，分布范圍基本在1.75-1.9Pa.S之間，而母料法生產SBS改性瀝青的布氏粘度基本均在1.6-1.9Pa.S之間，粘度基本類似。

1.3.5 短期老化殘留延度

評價短期老化的指標包括質量損失、殘留針入度比和殘留延度，其中質量損失差異較大，而殘留針入度基本相同，因此，選用殘留延度作為瀝青抗老化指標。

從圖7可以看出，常規方法生產SBS改性瀝青的殘留延度控制在26-30cm之間，母料法生產SBS改性瀝青殘留延度控制在27-29cm之間，范圍更窄，數據波動性更小。

2 結語

通過采用母料法生產SBS改性瀝青，對于瀝青的生產效率有較大的提高，同時對于SBS改性瀝青的質量也有明顯的改善，主要以下幾點：

1）母料法生產SBS改性瀝青的軟化點和135℃布什粘度控制范圍更準確，數量更集中，方差更小，瀝青的高溫穩定性更好。

2）母料法生產SBS改性瀝青低溫延度和低溫殘留延度比常規生產方法得到的改性瀝青平均值更大，低溫性能更好，抗老化效果更佳。