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SBS改性沥青的乳化及应用

SBS改性沥青的乳化及应用

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【摘要】:
首先论述了路用沥青改性的必要性,通过对几种常用乳化沥青及不同改性剂对沥青的改性效果及成本的比较,总结出SBS改性沥青显著的经济效益和社会效益,并对SBS改性沥青乳化的条件及乳化剂的要求进行了说明。最后论述了SBS改性乳化沥青的应用范围。
关键词
SBS改性沥青 | 乳化工艺 | 沥青乳化剂 | 应用范围
近年来,随着快速增长的交通量,车辆的大型化,重载车辆比例越来越高以及车辆超载严重和车辆的渠道化行驶,对沥青路面使用性能提出了严峻考验,同时夏、冬季的高温低温及雨雪气候环境,同样对沥青路面使用性能提出了更高要求。很多场合普通乳化沥青已无法满足沥青路面的使用要求,所以对乳化沥青的改性成为一种势在必行的趋势。目前,常用的乳化沥青改性方法有三种,分别是:使用水溶性的丁苯胶乳(SBR)改性;使用热塑性橡胶(SBS)改性沥青直接乳化的改性;使用水溶性环氧树脂改性。
SBS改性沥青以其能够显著提高高温抗车辙、低温抗开裂能力以及增强抗老化等性能而成为目前主要改性品种,并得到了广泛的认可和应用[1]。
改性乳化沥青简述
从广义上讲,改性乳化沥青就是用各种不同的方法使乳化沥青的使用性能得到改善和提升。与普通乳化沥青相比,改性乳化沥青优势[2]有:
(1)显著提高了乳化沥青的高温稳定性;
(2)显著提高了乳化沥青的低温抗裂性能;
(3)提升了乳化沥青的粘附性能;
(4)促进了工程早期强度的形成;
(5)大幅提高了完工后的工程强度;
(6)是快速修补车辙的理想材料;
(7)进一步扩大了乳化沥青的应用范围;
(8)进一步提升了乳化沥青的抗老化性能;
(9)有效的延长了路面的使用寿命;
(10)具有显著的经济和社会效益。
常用乳化沥青及应用结果对比
目前,工程上常用的乳化沥青主要有三种,普通乳化沥青、SBR改性乳化沥青和SBS改性乳化沥青,下面主要从乳化设备、乳化工艺、乳化剂和应用范围几方面做一下比较,见表1。
通过表l可以看出生产SBS改性乳化沥青对乳化设备、乳化工艺和乳化剂要求都很高,但它应用范围很广,可以应用于公路路面工程里所有的工程系统。
以拌合型改性乳化沥青BCR为例,分别选择了SBR胶乳和SBS改性剂,通过对乳化沥青蒸发残留物三大指标及每吨乳化沥青成本进行比较,见表2。
通过表2可以看出,SBS改性乳化沥青的三大指标都能达到JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》中改性乳化沥青的技术要求,并且蒸发残留物的软化点要明显高于SBR改性乳化沥青,而针入度明显低于SBR改性乳化沥青,显著提高了沥青的抗高温性能和抗车辙性能。从每吨改性乳化沥青价格来说也要比SBR改性乳化沥青便宜近150元,可以说SBS改性乳化沥青无论从性能上还是价格上都会比SBR有很大优势。就SBR与SBS改性乳化沥青进行混合料性能试验,试验结果见表3。
 
 
 
通过表3可以看出,在同样试验条件下,SBS改性乳化沥青的混合料性能要明显好于SBR的,尤其在湿轮磨耗损失和宽度变形率上。其次,由于SBS改性乳化沥青强度高,适当增大油石比,使油膜变厚,可以减少行车噪声,不但提高了行车舒适性,也延长了道路的使用寿命,进一步验证了SBS改性乳化沥青优良的性能。
SBS改性乳化沥青的乳化及相应乳化剂特点
SBS改性沥青与原基质沥青相比,由于其高温黏度增大,软化点升高,所以在一定程度上给乳化过程增大了难度,要保证SBS改性沥青的顺利乳化,必须满足四点关键性要素:第一,材料上要有质量合格的SBS改性沥青;第二,要有高品质的乳化剂;第三,设备上有配置完善的乳化设备;第四,要有合适的生产工艺参数。
乳化SBS改性沥青对乳化剂的要求
对于SBS改性沥青,因其黏度较高,因此需在较高温度下乳化,并采用较大的剪切应力。与一般沥青乳化剂相比,乳化SBS改性沥青的乳化剂应具备如下特性:
(1)具有较大的亲水性,以提高乳化剂的相转变温度(PIT),以适应较高的乳化温度;
(2)具有较高的电荷密度或较大体积的亲水基团,以提供更大的静电稳定,或提供更强的立体位阻效应,以提高较大分散粒子的沉降稳定性;
(3)更强的表面活性,以降低乳化沥青的粒径。
乳化SBS改性沥青对设备的要求
乳化SBS沥青对设备的要求很高,胶体磨要有足够大的动力,并且能够承受背压,由于乳化SBS沥青工艺温度要求比较高,所以乳化沥青出料前要经过换热器,将乳化沥青温度降到90℃以下,防止温度过高乳化沥青破乳。
SBS改性沥青的乳化工艺
生产SBS改性乳化沥青对工艺要求很高,具体工艺流程见图1。
 
SBS改性乳化沥青的应用范围
SBS改性乳化沥青的应用范围很广,按建设性质分,可以应用在新建、改建、扩建工程中;按工程性质分,可以应用在小修、中修、大修工程中。其中,具体的应用工程包括微表处、冷再生、冷拌冷铺、粘层、透层、稀浆封层、碎石封层、雾封层、桥面防水、SBS卷材、路面灌缝等所有可以用乳化沥青的工程中。
参考文献
[1]于进军,王燕飞.SBS改性道路沥青的性能概述[J].石化技术,2000,7(2):121.
[2]杨林江.改性沥青及其乳化技术[M].北京:人民交通出版社,2004:76.
[3] JTGF40一2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[4] 交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[S].