关键词：SBS | 改性胶粉沥青 | 车辙 | 水稳定性
我国每年都会产生巨量废旧轮胎，仅2016年我国废旧轮胎产生量就高达3亿条，而回收率仅为50%左右，造成了巨大的资源浪费。将废弃橡胶用于道路铺筑，不失为处理废弃轮胎的一个良策[1]。TerminalBlend(以下简称TB)胶粉沥青主要由30目或者更细的橡胶颗粒在沥青中发生脱硫反应并较快地分解、融合制备，制备的改性沥青正常环境下在储油罐中无需搅拌即可保持均匀分散。TB胶粉沥青具有存储时间长而不离析、颗粒分布均匀、级配适用范围广、单位时间沥青混合料产量高等优点。研究表明，TB胶粉沥青的耐久性能及抗基层反射裂缝能力强，但高温性能及水稳定性相对较差[2]。在我国高温多雨地区的道路上使用易发生车辙与水损害。而SBS是丁二烯与苯乙烯的共聚物，是一种国内外广泛使用的沥青改性剂，它特有的化学结构使得沥青具有很好的弹性恢复和低温抗裂性能。为了提高胶粉沥青混合料的高低温性能，笔者采用SBS对TB胶粉沥青进行复合改性，并探究了经SBS改性后的TB胶粉沥青及其混合料相关路用性能。
试验材料及性能
母液沥青
母液沥青为TB胶粉沥青，由Esso公司采用70号重交通石油沥青内掺20%胶粉生产制备。该胶粉沥青的延度(5℃)、针入度(25℃)、软化点分别为18.8cm、126.8(0.1mm)、50℃[3]。
SBS复合改性胶粉沥青的制备
采用湿法制备SBS复合改性胶粉沥青。将791-H线型SBS加入母液沥青中，在185℃的条件下，用高速剪切乳化机剪切30min左右，然后用强制搅拌机搅拌30min，制得SBS复合改性胶粉沥青试样。
混合料级配及油石比确定
混合料采用AC-13型。混合料集料采用玄武岩，根据先前工程案例经验，确定该次试验混合料的级配见表1，采用马歇尔方法确定混合料的zui佳油石比为5.4%。
性能要求
依据JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》(以下简称规范)，改性类沥青及沥青混合料的有关技术要求见表2～4。
该研究拟将SBS复合改性胶粉沥青混合料用于夏炎热冬冷湿润区(1-3-1)及潮湿区(1-3-2)，下文中混合料性能以此区对应的技术要求为标准进行比对。
SBS复合改性胶粉沥青及其混合料的性能
SBS复合改性胶粉沥青的黏滞性
对不同SBS掺量(0%～8%)的复合改性胶粉沥青进行针入度(25℃)试验，结果如图1所示。
从图1可以看出，母液沥青的针入度随SBS掺量的增多呈明显下降趋势。未掺SBS时，母液沥青的针入度为126.8，加入SBS后，母液沥青的针入度大幅度下降。在掺入3%SBS时，针入度达到74.7(0.1mm)，满足规范中I-C类SBS改性沥青技术性能要求。当SBS掺量超过3%时，母液沥青的针入度随SBS掺量增加而减小的幅度降低，说明随SBS掺量的增加其对沥青针入度的改善效果降低。
由此可知，母液沥青中掺入SBS后，沥青的黏滞性随SBS掺量的增加而增加。当SBS掺量大于3%时，随SBS掺量的增加沥青黏滞性的增幅减缓。
SBS复合改性胶粉沥青的高温性能
软化点直接与路面高温流动变形相关联，是反映沥青高温性能的指标之一[4]。对不同SBS掺量的复合改性胶粉沥青进行软化点试验，结果如图2所示。
从图2可以看出，母液沥青中掺入SBS后，沥青的软化点随SBS掺量的增加总体上呈上升趋势。未掺SBS时，母液沥青的软化点为49.5℃，SBS掺量为3%时，软化点达到62.5℃，符合规范中zui严格的Ⅰ-D类SBS改性沥青技术性能要求(不小于60℃)。当SBS掺量大于3%时，沥青软化点增加幅度随SBS掺量增加明显降低。由上可知，当母液沥青中掺入SBS后，沥青的高温性能随SBS掺量的增加而明显增强。当SBS掺量大于3%时，沥青高温性能的增幅随SBS掺量的增加趋于平稳。
SBS复合改性胶粉沥青的低温性能
SBS复合改性胶粉沥青延度试验结果如图3所示。从图3可以看出，母液沥青中掺入SBS后，沥青的延度随SBS掺量的改变而有明显改变，总体呈上升趋势，即SBS复合改性胶粉沥青的低温性能有明显提升。
未掺SBS时母液沥青的延度为18.8cm，掺入SBS后，沥青延度有较明显提高。当SBS掺量为3%时，延度达到39.8cm，符合规范中I-C类SBS改性沥青技术性能要求(不小于30cm)。当SBS掺量大于3%时，沥青延度随SBS掺量增加变化不大。
SBS复合改性胶粉沥青混合料的高温抗车辙性能
对不同掺量的SBS复合改性胶粉沥青混合料进行了车辙试验，结果如图4所示。
从图4可以看出，在掺入SBS之前，母液沥青混合料的动稳定度只有470次/mm，远低于规范中的技术要求。掺入3%SBS的复合改性胶粉沥青混合料的动稳定度虽然未达到2400次/mm，但与母液沥青混合料相比，也提高了5.1倍。当掺入4%SBS后，复合改性胶粉沥青混合料的动稳定度达到5000次/mm以上，远超过规范中≥2400次/mm的要求，比母液沥青混合料提高了10.46倍。进一步比较发现，掺入4%SBS的混合料动稳定度远高于掺入3%SBS混合料的动稳定度，前者是后者的4.55倍。
综上可知，掺加SBS后，复合改性胶粉沥青混合料的高温性能达到了一个较高的水平，改善效果十分明显。相对而言，掺加4%的SBS对提高母液沥青混合料的高温稳定性效果更加显著。
SBS复合改性胶粉沥青混合料的水稳定性能
对不同SBS掺量的复合改性胶粉沥青混合料分别进行冻融劈裂试验，结果如图5所示。掺入3%或4%的SBS后，混合料冻融前劈裂强度分别提高了78%和81%，冻融后劈裂强度分别提高了113%和122%。说明掺入SBS后，沥青混合料强度大幅提高，但SBS掺量超过3%后变化幅度不大。掺入SBS后，沥青混合料的冻融劈裂强度比TSR总体呈上升趋势。母液沥青混合料TSR为0.764，低于规范中不小于0.85的要求。加入超过3%的SBS后，沥青混合料的TSR值上升至0.9以上，达到了较高水平。表明掺入SBS后，沥青混合料的水稳定性有所提高。但SBS掺量从3%提高到4%时，TSR仅仅从0.915提升到0.939，说明SBS掺量达到3%以后，沥青混合料的水稳定性提高效果微小。
结论
SBS复合改性胶粉沥青在SBS掺量为3%～4%时，黏滞性、高温性能及低温性能有较大提升，并且随掺量增da继续改善，但性能提高逐渐变缓。SBS掺量为4%时的沥青混合料高温性能和水稳定性要明显优于掺量为3%的沥青混合料。综合考虑夏炎热冬冷湿润区(1-3-1)及潮湿区(1-3-2)混合料路用性能的要求及经济因素，SBS推jian掺量为3.5%～4%。
参考文献：
[1]文顺.废胶粉改性沥青技术研究[J].市政技术,2011,29(1)134-136.
[2]熊伟,王宏,TB与SBS 复合改性沥青及其混合料性能研究[J].公路工程,2016,41(5):249-255.
[3]张健,王巍.PE改性胶粉沥青混合料性能研究[J].市政技术,2015.33(5):185-187.
[4]徐波,邹晓勇,顾一春.法赛对 SBS 改性沥青高低温性能的影响[J].河南科技大学学报(自然科学版),2014.35(5):57-60.
全文完 发布于《市政技术》2018年第6期。作者简介：张健，男，工程师，硕士，主要从事道桥工程设计和研究工作。
我司部分文章来源于网络，未能与原作者取得联系，如涉及版权问题请与我们联系，我们会及时处理删除
设备名称：B059M 全自动沥青针入度仪 (SMARTIP)
型 号：B059M
制 造 商：意大利Matest公司
意大利Matest-SMARTIP 是一种用于测定沥青样品针入度的自动设备，能够避免操作人员失误造成的误差，并获得高重复性的结果。全自动沥青针入度仪是一款采用新技术、集成微处理器控制和用户界面友好的智能沥青针入度试验仪。SMARTIP 还有一个可以用于测量导电样品的B059M-01型号，该型号可测试的材料范围更广。
产品特点：
• 只需按下 START 按钮即可进行全自动测试：接近、接触、贯入
• 自动识别标准针接触点和定位，能避免任何操作人员失误，并提供高重复性的测试结果
• 电磁释放系统
• 开始贯入前自动归零
• 通过具有 0.01mm分辨率的高科技非接触式位移传感器进行针入度测量，范围 0~50 mm
• 7 英寸触摸屏，界面简洁明了
• 实时显示贯入 / 时间曲线、平均结果和测试温度
设备名称：B070M 全自动数字沥青软化点仪 (环球法) SOFTMATIC
型 号：B070M
制 造 商：意大利Matest公司
这款数字化微处理器控制的全自动沥青软化点仪由意大利Matest以全新科技进行设计并制造，用于自动测定的沥青的软化点。试验结束后，微处理器将自动准确的计算出软化点数值。试验同样可适用于从沥青混合料中回收的沥青胶结料，如经过抽提或 RTFO 和 PAV 预老化的沥青。
配有0至160rpm 电子速度调节功能的磁力搅拌器，确保在测试期间烧杯中液体的温度均匀。冷却系统可以快速冷却试件，每天可以进行更多测试。触摸屏图形界面，用户可以轻松设置参数并执行测试。高分辨率彩色显示屏，800x480像素，拥有电脑的所有功能，用于管理和分析数据、显示测试结果和图表。
产品特点：
• 整个试验过程实时显示温度（°C）- 时间（秒）曲线
• 7 英寸800x480分辨率的LCD彩色触摸屏
• 数据储存（U 盘和内置SD卡），且可通过电脑编辑数据
• 多语言选项
• 友好的用户菜单可控制所有试验过程
• 高品质组件：激光传感器、电磁搅拌器、陶瓷玻璃加热板
• 全自动控制
了解更多产品信息，获取产品资料，欢迎垂询TIPTOP卓致力天
服务热线 | 400-633-0508 邮箱：tiptop@tiptoptest.com