SBS改性沥青现场加工工艺在永古项目的应用

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摘要：永古路面三标路线全长31.08公里，沥青中、上面层结构分别为AC-20C与AC-16C，沥青均为sbs改性沥青。本文通过介绍SBS改性沥青现场加工流程、过程控制，确定了本项目SBS改性沥青现场加工工艺，为以后类似工程积累经验。

关键词：SBS改性沥青；现场加工；工艺

中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A 文章编号：

1引言

改性沥青是在沥青中加入一定量的改性剂，使沥青在感温性、稳定性、耐久性、粘附性、抗老化性等方面都得到全面改善，提高沥青路面的使用性能。因此，相继出现了SBS、SBR、EVA、PE等沥青改性剂。在众多的改性剂中，SBS改性剂脱颖而出，主要由于SBS改性沥青具有以下特点：首先它既能满足高温性能的要求又能满足低温性能的要求，并且具有良好的弹性恢复性能。在炎热地区、温暖地区或者寒冷地区都是适用的；其次它既能用于轻型车辆的道路沥青改性，又能用于高速公路、一级公路，特别是重型车比例大，超载较多的主干线公路沥青改性；再次，SBS改性沥青加工手段简单，成本低，来源广泛。

2项目工程概况及SBS改性机理

2.1工程概况

本合同段桩号为K2352+000-K2383+080，全长31.08km。沥青结构层工程量为：4cm厚中粒式改性沥青混凝土（AC-16C）68万平方米，5cm厚中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）68万平方米，7cm厚密级配沥青碎石（ATB-25）62万平方米。

2.2SBS改性沥青改性机理

沥青改性是一个物理共混过程，与沥青具有良好相容性的大分子聚合物加入沥青后，通过溶胀与吸附可使沥青的组分构成发生一定的变化。采用阴离子聚合制得SBS嵌段共聚物，属于热塑性弹性体，具有多相结构，每个丁二烯链段（B）的末端都连接一个苯乙烯嵌段（S），两端的苯乙烯嵌段聚合物在一起形成物理交联区域，成为分散相，而聚合在一起的丁二烯链段形成连续相，SBS通过聚苯乙烯的聚集形成一种三维结构，聚苯乙烯末端基团使沥青强度增加；PB和PS链段使SBS具有两个玻璃化温度，Tg1为-80℃左右，Tg2为90℃左右。两个玻璃化温度使沥青呈现出高弹性的特点，在高温下不软化，低温下不发脆。当SBS分散到基质沥青中时，原来的胶体结构平衡被破坏，SBS吸附沥青中的饱和分和芳烃，并发生溶胀现象，建立新的胶体结构体系，在沥青中形成弹性的网络结构，这种网络结构具有理想的弹性、塑性和延伸性，使沥青的性能得到全面改善。

3SBS改性沥青现场加工工艺

3.1采用设备及原材料

3.1.1 采用设备

1）基质沥青罐：容量100t

2）改性沥青基质沥青加热罐： 容量50t

3）基质沥青与改性剂溶胀罐：容量5t

4）溶胀罐搅拌机： 1台，功率为5.5KW，转速为1440r/min

5）剪切机：高速剪切胶体磨，电机功率为75KW，转速为2970r/min。

6）发育罐：容量50t。

7）发育罐搅拌机： 每台搅拌机功率为5.5KW，转速为1440r/min。

3.1.2 采用原材料

1）基质沥青：进口韩国SK基质沥青。

2）改性剂：中国石化重庆巴陵化工有限公司生产的改性剂。

3）稳定剂：交通部科研院生产。

3.2生产工艺

3.2.1生产配方的确定

通过试验数据对比，确定改性配方为SBS改性剂添加量3.6%、稳定剂添加量1.5‰时，各项指标均能符合要求。但是，在生产过程中出现软化点指标不稳定现象，随后对改性剂掺量进行调整，当生产中SBS改性剂添加量调整为4%时，软化点处于稳定状态。因此，确定生产中SBS改性剂掺量为4%，稳定剂添加量相应改变。

3.2.2基质沥青到场及检测

基质沥青为进口韩国SK石油沥青。基质沥青到达宁波港后运至兰州沥青库，然后再运至兰州永登县沥青库，再由永登县沥青库运至工地加工现场。基质沥青到场后，试验室对基质沥青各项指标进行取样检测，检测合格后泵入基质沥青罐（见图1）。

3.2.3沥青溶胀

1）改性前，基质沥青须加热至175℃。

2）将加热至175℃的基质沥青泵入溶胀罐，基质沥青泵入量采用流量计进行准确计量。沥青拌和站正常生产情况下，基质沥青改性连续进行，一般一个过程为20t。沥青拌和站不生产情况下，基质沥青可以不连续进行改性，一般以5t为单位进行基质沥青改性。溶胀罐容量为5t。

3）基质沥青泵入溶胀罐后，按确定的改性沥青改性剂掺量投入一定量的SBS改性剂，在溶胀罐中，搅拌装置充分搅拌，使改性剂与基质沥青充分拌合。改性剂采用人工按事先确定的改性剂剂量连续投入溶胀罐。

沥青拌和站正常生产情况下，基质沥青改性连续进行，以20t为单位进行一个过程，这一个过程需要的改性剂则为800kg，即20t基质沥青的4%。一袋改性剂的容量为15kg，则需要人工连续投入大于53袋小于54袋的改性剂。

沥青拌和站不生产情况下，基质沥青可以不连续进行改性，一般以5t为单位进行改性。基质沥青泵入溶胀罐满5t后，关闭基质沥青罐与溶胀罐之间的阀门。在往溶胀罐泵入基质沥青的同时，人工投入改性剂，投入量为基质沥青的4%，即投入的改性剂为200kg，则需要投入大于13袋小于14袋的改性剂。改性剂投入过程中，溶胀罐顶部搅拌机保持搅拌状态。搅拌时间一般控制在10-15分钟。

3.2.4改性沥青改性剂剪切研磨

将充分溶胀的SBS改性沥青泵入剪切机。现场采用2台高速剪切胶体磨进行剪磨。SBS改性沥青分别经过1号、2号剪切机后，改性剂被充分剪切研磨，与基质沥青充分融合。

沥青拌和站正常生产情况下，基质沥青连续改性，20t沥青连续泵入溶胀罐，改性剂连续投入溶胀罐，与基质沥青充分溶胀后，流经剪切机剪磨，流经剪切机流量现场一般控制为250kg/min（4.2kg/s），则20t改性沥青剪磨时间一般控制为80分钟。

沥青拌和站不生产情况下，基质沥青改性以5t为单位进行，将5t沥青泵入溶胀罐，投入4%的改性剂，及基质沥青充分溶胀后，流经剪切机剪磨，流经剪切机流量现场一般控制为250kg/min（4.2kg/s），则5t改性沥青剪磨时间一般控制为20分钟。

3.2.5改性沥青发育

充分溶胀并剪磨的改性沥青泵入发育罐后，保持发育罐中沥青温度达到178-180℃，即开始搅拌，搅拌要强烈，发育时间一般为1小时（连续作业与间断作业情况下发育时间均为1小时）。达到发育时间后，连续作业情况下，直接泵入改性沥青成品罐；间断作业情况下，改性沥青达到发育时间后，需投入一定量的稳定剂。稳定剂由交通部公路科学研究院自制，掺量一般为1.2‰，如20t改性沥青，则需投入稳定剂量为24kg，其作用为延缓改性沥青中改性剂的离析时间。

3.3SBS改性沥青现场加工工艺结论

经过对基质沥青经现场加工后的成品SBS改性沥青各项试验指标的检测，各项指标均为合格，因此，永古路面三标SBS改性沥青现场加工工艺是成功的，这充分论证了永古路面三标在SBS改性沥青现场加工过程中，从原材料、配方确定、沥青溶胀、改性剂剪磨、改性沥青发育、过程质量控制等是成功而合理的，证明了本项目SBS改性沥青现场加工工艺是成功的。

4结语

通过本项目SBS改性沥青现场加工，为以后类似工程积累了经验，促进了对SBS改性沥青研究应用的深入和发展。随着经济与科技的不断发展，SBS改性沥青的研究将不断深入，现场加工工艺也将随之不断提高和改进。

作者简介:

龚卫勇男 1971.12 大专 工程师