关于SBS改性乳化沥青的实验研究

关于SBS改性乳化沥青的实验研究

李辉辉 王硕

西安市政道桥建设集团有限公司 710016

研究背景

近几年西安市经济发展迅速，交通量迅速增加，公路使用条件日益苛刻，沥青混凝土路面面临严峻的考验。对已铺路面的养护维修，使路面长期保持良好的路用性能和运行状况；在筑路与养路工程中，如何改善沥青路面的施工条件，节省能源和资源，降低工程造价，减少环境污染等问题，愈来愈引起我们市政人的重视。

SBR改性乳化沥青是我公司常用的一种改性乳化沥青，SBR改性乳化沥青在使用过程中出现了一些问题，包括以下几点：

1. 稳定性差：SBR改性乳化沥青稳定性差，易于发生沉淀，导致液相不均匀，从而影响建设质量。解决方法：在生产过程中添加稳定剂，或者采用其他更加稳定的改性材料。

2. 凝胶化速度过慢：SBR改性乳化沥青在施工过程中凝胶化速度过慢，会导致施工效率低下和建设周期延长。解决方法：加快凝胶化速度，可通过调整乳化剂的类型、浓度和pH值等方式来实现。

3. 粘结性不够强：SBR改性乳化沥青的粘结性不够强，难以与其他材料达到良好的粘结效果，降低了路面的耐久性和使用寿命。解决方法：加强改性剂的使用量，选用更加适合的改性材料，并控制施工温度和湿度等因素。

针对这些问题，需要进一步提高乳化沥青的稳定性、耐久性和粘结性，提高路面施工的质量和效率。

在西安地区，夏季地面温度达60℃以上，冬季气温低于-10℃，这对于沥青路面的使用提出更高的要求。我公司新开展的的这个研究项目：SBS改性乳化沥青的研发及应用，就是针对这些问题提出的一种比较有效的解决思路。相对于SBR改性乳化沥青，SBS改性乳化沥青具有以下优势：

1. 更好的抗裂性能：SBS乳化沥青中的SBS改性剂可以提高沥青的韧性和弹性模量，从而增加沥青的抗裂性能，使路面更加耐久。

2. 更好的黏附性能：SBS乳化沥青中的SBS改性剂能够有效地粘合沥青和骨料，提高路面的稳定性和耐久性。

3. 更好的施工性能：SBS乳化沥青具有更好的温度稳定性，适用于更广泛的施工温度范围，使施工更加方便和稳定。

SBS改性乳化沥青作为一种新型的道路材料，具有较好的抗水性、耐久性、粘结性等特点，因此受到了越来越多的关注和青睐。目前，SBS改性乳化沥青行业处于快速发展阶段，主要体现在以下几个方面。

首先，市场需求增长迅速。随着国民经济的迅速发展和城市化进程的加快，道路交通建设需求量大增，特别是在中西部地区的基础设施建设中，改性乳化沥青的应用也逐渐扩大。同时，环保、节能等方面政策也在推动该行业的发展，促使更多的企业加入到改性乳化沥青的生产中。

其次，技术创新不断取得突破。改性乳化沥青作为一种相对较新的材料，技术创新非常重要。在建设高标准公路、高速公路、机场跑道等项目中，不断涌现出各种新型改性乳化沥青，如纳米改性乳化沥青、超弹性改性乳化沥青、无黏度改性乳化沥青等。这些新型改性乳化沥青的研发和推广，不仅提高了材料性能，还降低了施工成本，具有广阔的市场前景。

最后，生产技术和质量管理不断提升。随着生产技术的不断提高和质量管理的不断加强，改性乳化沥青的质量和品种不断增加，能够满足不同道路、施工条件的要求。此外，新型生产工艺和工设施不断改进，同时管理水平也在不断提高。这些因素共同推动着改性乳化沥青行业的快速发展。

综上所述，SBS改性乳化沥青技术在路面材料领域的持续推广和应用，对于路面建设的技术进步和产业发展都具有重要意义。它可以提高路面的使用寿命和安全性，减少维护和养护的成本，同时也促进了相关产业的发展和进步。未来还有望拓展至其他领域，如桥梁、机场、港口等建设领域。与此同时，随着城市路面维护需求的不断提升，乳化沥青还有望在城市路面的维护领域、绿色交通领域等获得更多的应用机会。

SBS改性乳化沥青的生产

工艺流程图

   SBS改性剂  乳化剂

     高速研磨 高速剪切

根据上述生产工艺，我们从基质沥青，SBS改性剂，乳化剂三大方面出发，通过试验的方式，研制出一种与我厂乳化沥青机器最适配的SBS改性乳化沥青配方。

1.原材

1.1基质沥青

齐鲁70#沥青相比国亨70#沥青拥有较高的软化点，其高温稳定性更好，因此本次试验选择的基质沥青为齐鲁70#沥青。

1.2改性剂的选取

对同一种基质沥青，用不同类型的SBS改性剂所做成的改性沥青乳化效果是不一样的。一般情况下，用线性的要比用星型的SBS好乳化；SBS分子量越小做成的改性沥青越好乳化；S/B值越小越好乳化；SBS的拉伸性能越好，越难乳化。

1.3乳化剂的选取

乳化剂选用RedicoteE 4819NPF:RedicoteE 4819NPF是一种阳离子快裂型沥青乳化剂，可用于粘层油、碎石封层及超薄磨耗层的高粘改性乳化沥青的生产。该产品具有添加量少，乳液粘度高的特点，因其较强的乳化能力，特作为SBS改性沥青的专用乳化剂。

主要性质：

2改性剂和乳化剂

2.1改性剂参量

由于改性剂参量的不同，进而对基质沥青性能有着不同程度的影响，我们分别以2.0%、2.5%、3.0%的改性剂参量去试验，选取最佳改性剂参量。

2.0%参量的SBS改性沥青，各项指标都符合规范要求，但不突出；2.5%参量的SBS改性沥青与2.0%参量的SBS改性沥青拥有较高的针入度，较高的软化点，较好的延展度，但和3.0%参量的SBS改性沥青相比，针入度和软化点相近，但延展度较好，且3.0%参量的SBS改性沥青延展度不符合规范要求。

综上所述，SBS改性剂参量为2.5%为最佳参量。 

2.2不同乳化剂的检测结果

由于乳化剂参量的不同，进而对改性沥青性能有着不同程度的影响，我们分别以0.4%、0.5%乳化剂参量去试验，选取最佳乳化剂参量。

0.5%参量（乳化剂）

技术指标如下：

通过以上相关试验我们可以得出，要想生产出合格的SBS改性乳化沥青，必须具备以下几个条件：合格的SBS改性沥青；包括基质沥青的选择、改性剂的选择及掺量；高品质的沥青乳化剂及掺量；具备了上述条件，加上合适的生产工艺，我们就可以生产出合格的SBS改性乳化沥青。

通过试验，我们最终确定适合我公司设备的SBS改性乳化沥青最佳生产配方为：

齐鲁70#基质沥青+2.5%YH791H(SBS改性剂)+0.5%4819(乳化剂)+稳定剂（HCI）

注：此配方满足后续实际生产和试验段铺筑要求，且性能良好。