硫磺改性瀝青H2S釋放機(jī)理及抑制劑研究進(jìn)展

李 濤，李國強(qiáng)，趙永樂，王 影，張永發(fā)

（太原理工大學(xué)煤科學(xué)與技術(shù)教育部和山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030024）

硫磺改性瀝青工藝最初是由Day[1]在1866年提出的。20世紀(jì)初，研究者探索中已知硫磺具有提高瀝青質(zhì)量的特性，在瀝青混合料中加入硫磺，能夠改善混合料的物理結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[2,3]。此外，硫磺與瀝青相混后使瀝青的粘度降低[4]，可將拌合溫度降低至135～145℃，促使混合料變得容易拌合、攤鋪和碾壓，可有效提高資源利用率，起到改善瀝青混合料性能與節(jié)約資源的雙重目的。因此，硫磺是一種新型經(jīng)濟(jì)環(huán)保的瀝青改性劑，這不僅為硫磺的利用找到了新的方向，也為日益緊缺的道路瀝青材料提供了代替品。

但是，熔點(diǎn)為115℃的單質(zhì)硫磺與瀝青在高溫熔融狀態(tài)下容易產(chǎn)生H2S有毒氣體[5,6]，在工作區(qū)域內(nèi)最大允許H2S質(zhì)量濃度為10mg/m3[7]，這是限制硫磺改性瀝青廣泛使用的重要原因。因此，研制H2S抑制劑對硫磺瀝青的廣泛使用具有十分重要的意義。長期以來，針對硫磺與瀝青混合過程中H2S的釋放機(jī)理及抑制劑種類做了一些研究工作。本文對硫磺與瀝青在高溫熔融混合過程中H2S氣體的產(chǎn)生機(jī)理以及H2S抑制劑進(jìn)行了論述，旨在從理論上指導(dǎo)實(shí)踐，促進(jìn)新抑制劑的研發(fā)，同時提出了低品質(zhì)硫磺改性瀝青的新技術(shù)，為硫磺瀝青的進(jìn)一步使用提供理論與技術(shù)支撐。

1 H2S釋放機(jī)理

硫磺與瀝青共混存在三種不同的形態(tài)：化學(xué)結(jié)合態(tài)、溶解態(tài)、微小結(jié)晶態(tài)[8,9]。溶解態(tài)與微小結(jié)晶態(tài)硫的產(chǎn)生僅僅是物理反應(yīng)，并未有H2S氣體的產(chǎn)生?；瘜W(xué)結(jié)合硫的產(chǎn)生過程中一部分硫磺會與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量硫自由基與氫自由基[10]，其會導(dǎo)致含硫官能團(tuán)的生成，并且生成對人身體有害的H2S等氣體。

1.1 硫自由基的產(chǎn)生

對于硫自由基的產(chǎn)生，其重要的是硫磺在高溫狀態(tài)下的液相行為特征。眾多研究表明：熔融狀態(tài)的硫磺由8元（S8）環(huán)組成，在溫度高于130℃時，這些S8環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镾8鏈狀結(jié)構(gòu)達(dá)到平衡[11]，如式(1)。熔融狀態(tài)的硫磺在改性瀝青的過程中，S8鏈狀結(jié)構(gòu)發(fā)生局部分解，產(chǎn)生具有氧化性的硫自由基[12-14]，如式(2)。但對于硫磺參與化學(xué)反應(yīng)的確定數(shù)量存在多種說法。Petrossi、Qarless-FORD[14,15]等的研究表明，在150℃以下時，與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以高達(dá)85%；而Kennephohl、Miller和Lee[16,17]等的研究表明，只有極少數(shù)或者不超過質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的硫磺才會與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些研究差異可能是由于反應(yīng)組成、反應(yīng)條件的不同所導(dǎo)致。硫磺參與化學(xué)反應(yīng)的數(shù)量不僅關(guān)系到硫磺改性瀝青的效果，還影響到H2S的釋放量。

1.2 氫自由基的產(chǎn)生

瀝青是由不同分子量的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苌锝M成的黑褐色復(fù)雜混合物，對于H2S生成過程中氫自由基的產(chǎn)生仍是眾說紛紜。目前常采用紅外光譜儀分析改性前后官能團(tuán)的變化，來確定H2S生成過程中氫自由基的來源。劉植昌，凌立成等[18]與楊錫武等[19]認(rèn)為硫分解生成的硫自由基能奪取瀝青分子中芳環(huán)側(cè)鏈鏈端碳原子上的氫（式(3)），生成H2S氣體。但錢鵬[12]認(rèn)為氫自由基產(chǎn)生的位置是芳環(huán)側(cè)鏈與芳環(huán)相連的碳原子上的氫（式(4)、(5)、(6)）。同時楊錫武[19]與錢鵬[12]認(rèn)為硫分解生成的硫自由基不僅能夠奪取瀝青分子中芳環(huán)側(cè)鏈碳原子上的氫，還能夠奪取芳環(huán)碳原子上的氫（式(7)）。除此之外，錢鵬還通過對硫磺改性瀝青進(jìn)行差示掃描量熱分析（DSC）和動態(tài)熱機(jī)械分析（DMC），根據(jù)聚合物鏈上氫原子奪取的相對難易程度推知，硫自由基最容易爭奪到瀝青中芐基碳和烯丙基碳上的氫原子（式(8)），其次是苯環(huán)上的氫原子。而Kennepohl和Petrossi等[13,14]采用了電子順磁共振（Electron Paramagnetic Resonance，EPR）技術(shù)證實(shí)了，在較高溫度下，硫磺會與瀝青中的碳?xì)浠衔锇l(fā)生奪氫反應(yīng)進(jìn)而形成碳硫鍵，并且只探究了與碳?xì)浠衔镦湺思谆l(fā)生的脫氫反應(yīng)，生成H2S氣體 （式 (9)、(10)、(11)）。

1.3 溫度的影響

硫磺與瀝青的反應(yīng)溫度[20]作為H2S氣體的釋放重要影響因素，不僅會影響H2S的釋放速率與釋放總量，同時還會影響H2S氣體產(chǎn)生的機(jī)理。

朱瑪莉[21]研究了溫度對硫磺瀝青體系中H2S釋放量的影響，結(jié)果表明，在高溫條件下，將硫磺與瀝青按2∶3的質(zhì)量比混合，硫磺與瀝青體系在134℃開始釋放H2S，釋放量大約為70μg/g，當(dāng)150℃時H2S的釋放量超過 1800μg/g。Qarles Van Ufford和Vlugter[15]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫磺與瀝青反應(yīng)溫度達(dá)到140℃時，溫度每提高20℃，脫氫反應(yīng)速率大約增加4倍，H2S的釋放速率也明顯增加。

周彬、封志鵬等[22]同楊錫武與錢鵬持有相同的觀點(diǎn)，但他們認(rèn)為反應(yīng)溫度影響氫自由基產(chǎn)生的來源，當(dāng)反應(yīng)溫度低時，硫與瀝青的反應(yīng)主要是奪取側(cè)鏈α碳原子的H，特別是Hα-CH3上的H。而當(dāng)反應(yīng)溫度較高時，瀝青與硫磺之間的反應(yīng)就不僅發(fā)生在容易取代的α碳原子位置，同時在γ碳原子位置也發(fā)生了取代反應(yīng)，隨著溫度升高，H2S等有害物質(zhì)的釋放量明顯增大。

從H2S氣體產(chǎn)生機(jī)理的角度看，了解了硫自由基與氫自由基的產(chǎn)生來源以及反應(yīng)溫度對H2S氣體釋放機(jī)理的影響。目前研究對硫自由基奪取氫自由基的位置有所爭議，因此硫磺改性瀝青過程中H2S氣體的釋放機(jī)理還有待研究。

2 H2S抑制劑

20世紀(jì)80年代初，通過添加H2S抑制劑降低硫磺改性瀝青混合料拌合過程中H2S氣體釋放量的方法，廣泛應(yīng)用于硫磺改性瀝青混合料技術(shù)[23]，這項(xiàng)技術(shù)將改性劑和硫磺一起進(jìn)行預(yù)處理，制成賽歐鋪顆粒（Thiopave），但并未公開改性劑的類型與摻量。隨著各國科研工作者對硫磺改性瀝青過程中H2S氣體釋放的深入研究，根據(jù)H2S氣體的釋放機(jī)理、物化性質(zhì)以及反應(yīng)溫度對釋放量的影響，將抑制劑分為自由基抑制劑、強(qiáng)氧化性抑制劑、堿性抑制劑、溫拌劑。下文針對上述四種抑制劑進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

2.1 自由基抑制劑

根據(jù)H2S氣體的釋放機(jī)理，硫磺與瀝青在高溫拌合時，生成的H2S主要來源于硫鏈狀自由基單體[24]與氫自由基[10]的結(jié)合，自由基抑制劑可以捕捉到硫磺加入瀝青后產(chǎn)生的硫自由基或氫自由基。國內(nèi)對自由基抑制劑的研究較為廣泛，通常選擇自由基抑制劑作為H2S的主要抑制劑。

自由基抑制劑可以有效地抑制H2S氣體的產(chǎn)生在眾多實(shí)驗(yàn)[24-27]中得到了證實(shí)。汪燦[25]選用自由基抑制劑為主抑制劑，研究了三種不同的自由基主抑制劑TM、PE、DM對H2S氣體釋放量的影響。通過亞甲基藍(lán)分光光度法來測試不同配方的環(huán)保性能，研究結(jié)果表明作為抑制H2S氣體的主抑制劑TM、PE、DM均能夠使H2S釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高允許含量10mg/m3，其中TM和DM的抑制效果要優(yōu)于PE；而TM型在環(huán)保性和路面性方面均具有優(yōu)良的性能，同時其價格便宜。錢鵬、馬全紅等[26]研究了改性硫磺顆粒的制備及其改性瀝青路用性能，以H2S抑制劑的抑制機(jī)理為依據(jù)，確定了自由基抑制劑二硫化物AS1為最優(yōu)選的主抑制劑。研究結(jié)果表明，在高溫160℃下，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的AS1改性硫磺顆粒與純硫磺相比H2S釋放量降至0.68%。周彬、封志鵬等[22]采用ZS1自由基抑制劑作為H2S主抑制劑制得新型硫磺改性劑。結(jié)果表明：主抑制劑ZS1抑制H2S氣體釋放量效果最佳，經(jīng)副抑制劑ZHS、煙霧抑制劑MN與自由基主抑制劑進(jìn)行三元復(fù)配后，在140～150℃溫度區(qū)間，與瀝青反應(yīng)的 H2S總釋放量從 46.387μg/g降低為 0.489μg/g，極大地提高了H2S氣體的抑制效果，有效的降低了環(huán)境污染。

上述自由基抑制劑的種類并未公開，只對自由基抑制劑配方摻量及抑制效果做了闡述，但現(xiàn)已有專利公開了自由基抑制劑的種類。公開號為CN 1690126A的中國專利[28]公開了一種硫磺改性瀝青混合料配方及其施工工藝用于鋪設(shè)瀝青路面，在拌合溫度不高于150℃，碾壓溫度不低于90℃的施工工藝條件下，通過添加煙霧抑制劑羥基錫酸鋅可以有效降低施工過程的H2S氣體釋放，提高路面質(zhì)量。羥基錫酸鋅[29]屬于自由基抑制劑，在加熱過程中產(chǎn)生的Zn2+可以捕捉到氣相中反應(yīng)活性強(qiáng)的H+自由基，干擾中斷H2S氣體的產(chǎn)生。公開號為CN 102321373A的中國專利[30]公開了多種自由基抑制劑，其中添加與基質(zhì)瀝青質(zhì)量比為0.05～1.5的自由基抑制劑，可以降低不良?xì)怏wH2S的揮發(fā)，所述自由基抑制劑可以為二硫化四甲基秋蘭姆、對苯二酚、雙甲基硫代胺基甲酸鋅中的至少一種。

目前，在硫磺改性瀝青過程中，自由基抑制劑是一種高效的H2S抑制劑，添加量少，作用大，但價格昂貴。對于自由基抑制劑抑制自由基過程中的微觀機(jī)理少有報道，應(yīng)在這方面進(jìn)行深入研究，有利于自由基抑制劑種類的選擇及配方的優(yōu)化。

2.2 強(qiáng)氧化性抑制劑

H2S氣體具有較強(qiáng)的還原性，很容易被氧化，添加具有強(qiáng)氧化性的抑制劑將H2S氧化成硫單質(zhì)或穩(wěn)定的多硫化合物，可以降低H2S氣體的釋放。

眾所周知，鐵鹽及其氧化物具有強(qiáng)氧化性，Gawel[31]和Gladkikh和Korolev[32]均選擇了鐵鹽及其氧化物作為強(qiáng)氧化劑抑制H2S氣體的產(chǎn)生，在140～150℃下，前者向硫磺瀝青混合物中加入具有氧化性的Fe2+和Fe3+化合物，H2S釋放減少50%。后者在硫磺瀝青混合物添加助劑FeCl3·6H2O以及Zn，可將H2S釋放量由15.0mg/m3降低至2.1mg/m3。除此之外，美國專利US8025724B2[33]公開了在硫磺改性瀝青的硫丸中添加氧化劑為碘、銅鹽及其氧化物、鐵鹽及其氧化物、鈷鹽及其氧化物中至少一種，在低于150℃，該硫丸含有自由基抑制劑與氧化劑，與瀝青共混后具有抑制H2S生成的效果。金屬有機(jī)酸鹽氧化性能高且穩(wěn)定性好，公開號為GB2137633A的專利[34]公開了減少硫磺改性瀝青混合過程中H2S釋放量的方法，可通過添加有機(jī)酸鹽，與H2S形成一種穩(wěn)定的硫化物，減少H2S釋放。有機(jī)酸鹽類如：環(huán)烷酸鹽、羧酸鹽、烷基芳香基羧酸、月桂酸鹽、棕櫚酸鹽、油酸鹽等，其中鋅、鐵、鎘的金屬有機(jī)酸鹽對H2S氣體的抑制效果優(yōu)異。在高溫150℃下加熱含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%硫磺的90#瀝青混合物，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.25%抑制劑硬脂酸鋅，與無添加抑制劑相比，H2S氣體釋放量減少50.6%。

綜上所述，強(qiáng)氧化劑只能將H2S氣體釋放量降低一半，抑制效果不能達(dá)到要求，因此強(qiáng)氧化劑抑制劑一般作為抑制助劑輔助主抑制劑來減少H2S氣體的釋放。

2.3 堿性化合物抑制劑

H2S水溶液是一種二元弱酸，利用H2S的酸性，通過添加堿性化合物進(jìn)行中和可減少H2S氣體的釋放。主要抑制劑為胺基、無機(jī)堿性物兩類堿性化合物。

Alama K、Blasiak I等[35]與 Lee[17]通過實(shí)驗(yàn)研究表明，在高溫范圍內(nèi)混合，添加堿性氧化物、強(qiáng)堿弱酸鹽類物質(zhì)，如：氧化銅、氧化鋅、氧化鋁、碳酸鈉、碳酸鈣、氯化鈣和碳酸鉀等物質(zhì)可以有效地控制H2S氣體的釋放。在149℃下，不同類型不同含量的吸附型抑制劑的5%硫磺瀝青混合物釋放H2S關(guān)系見圖1[35]。由圖1可知，抑制劑至少將H2S氣體釋放量減少50%。

圖1 抑制劑對H2S釋放的影響

世界專利WO2012/004199[36]公開了一種硫磺改性瀝青混合料減少H2S釋放的抑制劑，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%～10%的胺類化合物，如：尿素、硫脲、硫代氨基甲酸酯，可顯著減少H2S釋放量，達(dá)到環(huán)境要求標(biāo)準(zhǔn)。在高溫140～170℃之間，48.9g的90#瀝青與32.5g的硫磺混合加熱過程中，添加1.77g的尿素，可將H2S氣體釋放量從最高5.4mg/m3降低至2mg/m3。

堿性化合物抑制劑抑制效果顯著，但添加量大，導(dǎo)致改性瀝青混合料低溫性能未達(dá)到路面使用要求。因此，在不影響改性瀝青混合料路用性能的前提下，可添加少量堿性化合物抑制劑輔助其他抑制劑更有效地抑制H2S的產(chǎn)生。

2.4 溫拌抑制劑

硫磺與瀝青的反應(yīng)溫度對H2S氣體的釋放具有重要的影響，當(dāng)溫度達(dá)到130～135℃時，硫磺加入瀝青的反應(yīng)體系即開始釋放少量H2S氣體[12]，當(dāng)溫度超過140℃時，反應(yīng)體系釋放的H2S氣體對人體以及周圍環(huán)境將造成傷害和污染。并且隨著反應(yīng)溫度的升高，硫磺與瀝青之間的反應(yīng)進(jìn)程和速度會明顯加快。在實(shí)際施工過程中，為保證硫磺瀝青混合料具有一定的壓實(shí)溫度，硫磺與瀝青的拌合溫度往往會高于150℃。因此，可以通過添加溫拌劑[37]來降低硫磺瀝青混合料的拌合溫度和壓實(shí)溫度。

中國專利CN106630766A[38]公開了一種溫拌瀝青混合料及制備方法，在硫磺改性瀝青中加入一種自制溫拌劑，能夠明顯降低硫磺瀝青混合料的生產(chǎn)和使用溫度，減少H2S等有害氣體釋放，同時還能提高瀝青的熱穩(wěn)定性，改善抗老化性能。此溫拌劑由高分子烷烴（C30～C130）熔融后加入鹵素單質(zhì)催化劑Ⅰ（無水 CuCl2、無水 MnCl2、無水 CrCl3）在高溫400～480℃制備得到的中間產(chǎn)物與芳烴絡(luò)合組分在溫度350～400℃反應(yīng)得到粘稠物，將粘稠物熟化即為溫拌劑。上述溫拌劑的制備過程較為復(fù)雜，成本較高。美國專利US8557034B[39]公開了將固體石蠟作為降低硫磺改性瀝青拌合溫度的溫拌劑，降低了H2S氣體的釋放量，是一種環(huán)保經(jīng)濟(jì)的溫拌劑。

目前，僅有少數(shù)研究是通過添加具有溫拌效果的化學(xué)物質(zhì)降低硫磺瀝青拌合溫度達(dá)到降低H2S氣體釋放的目的，由于施工現(xiàn)場條件有限，不能精確地控制拌合溫度導(dǎo)致H2S氣體的釋放量并未達(dá)到預(yù)期的效果。因此，溫拌抑制劑并未被廣泛研究及使用。

基于上述分析，H2S抑制劑的開發(fā)在硫磺改性瀝青應(yīng)用中備受關(guān)注。但是單一的抑制劑并不能高效的抑制H2S氣體的釋放，同時要考慮到添加抑制劑是否會影響到路面性能等問題。所以，進(jìn)一步開發(fā)研究制備出性能優(yōu)異的復(fù)合H2S抑制劑，具備高效抑制H2S氣體釋放性能的同時能提高路面穩(wěn)定性能。

3 低品質(zhì)硫磺改性瀝青新技術(shù)

煤化工行業(yè)中采用濕式氧化技術(shù)[40]脫除H2S產(chǎn)生的低品質(zhì)硫磺是一種難利用、污染大的工業(yè)固體廢棄物。低品質(zhì)回收硫[41]中的主要成分為硫磺，還含有脫硫催化劑與焦油類物質(zhì)等特有雜質(zhì)可抑制拌合過程中H2S污染物的釋放，結(jié)合以硫磺為原料來處理瀝青的工藝，將低品質(zhì)硫磺作為基本原料代替部分瀝青用于道路鋪設(shè)。

本課題組以某焦化企業(yè)采用濕式氧化脫除H2S過程中產(chǎn)生的低品質(zhì)硫磺（CSP）為原料，將收集到的CSP經(jīng)80℃，真空度0.08MPa條件下干燥8h，并研磨至粒度小于0.2mm，避光保存，記為CSP-1。將CSP采用蒸餾水進(jìn)行充分洗滌，在與CSP-1相同條件下進(jìn)行干燥與研磨，所得樣品記為CSP-2。以東海牌90#瀝青為原料，將其在140℃、150℃油浴中融熔后，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的硫磺和相同硫磺當(dāng)量的CSP-1和CSP-2，然后電磁攪拌1h。采用亞甲基藍(lán)分光光度法，對硫磺（S）、CSP-1和CSP-2在改性瀝青過程中H2S釋放量進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 改性瀝青H2S釋放量

從圖2可以看出，無論是硫磺還是CSP-1與CSP-2，H2S釋放量150℃下遠(yuǎn)高于140℃下，說明溫度是影響H2S釋放量的重要條件。拌合溫度為140℃時，CSP-1、CSP-2 的 H2S 釋放量 3724.9μg/g、4712.3μg/g明顯小于硫磺的H2S釋放量7214.5μg/g；拌合溫度為 150℃時，CSP-1、CSP-2的 H2S釋放量7480.7μg/g、8879μg/g遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于硫磺的 H2S 釋放量15126.74μg/g。且CSP-1優(yōu)于CSP-2是由于未經(jīng)過洗滌的CSP-1中含有大量脫硫催化劑以及鹽類物質(zhì)，說明低品質(zhì)硫磺中特有的脫硫催化劑、鹽類物質(zhì)和焦油類物質(zhì)等雜質(zhì)可抑制拌合過程中H2S污染物的釋放。因此，以低品質(zhì)硫磺為基礎(chǔ)開發(fā)瀝青改性劑在H2S氣體釋放方面與硫磺相比具有先天的優(yōu)勢。

同時本課題組對經(jīng)硫磺，CSP-1與CSP-2改性后的瀝青軟化點(diǎn)、針入度及低溫延度進(jìn)行分析，并與基質(zhì)瀝青進(jìn)行了對比。同時采用AC-20級配制備了瀝青混合料，并對其路面性能如動穩(wěn)定度及凍融劈裂強(qiáng)度進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 改性瀝青性能對比

硫磺改性瀝青和CSP-2改性瀝青均可提高瀝青的軟化點(diǎn)和延度并降低針入度，而CSP-1改性瀝青的延度2.11cm明顯低于普通90號瀝青值5.2cm，由于CSP-1未經(jīng)蒸餾水洗滌處理，含有硫氰酸銨等水溶物質(zhì)降低了基質(zhì)瀝青的低溫延展性，導(dǎo)致改性瀝青的低溫性能未達(dá)到路面使用要求。對比硫磺改性瀝青和CSP-2改性瀝青性能，CSP-2改性瀝青的針入度57dmm低于硫磺改性瀝青的值59.8dmm；CSP-2改性瀝青的軟化點(diǎn)56.8℃高于硫磺改性瀝青的值 52.2℃；CSP-2改性瀝青的延度12.65cm高于硫磺改性瀝青的值9.20cm；CSP-2改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度1847次/mm，高于硫磺改性瀝青混合料的值1703次/mm；CSP-2改性瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度0.8404MPa高于硫磺改性瀝青混合料的值0.7995MPa。由于CSP-2中焦油類物質(zhì)可以促進(jìn)硫磺在瀝青中的分散，相比硫磺改性瀝青更進(jìn)一步提高瀝青延度并降低針入度，增強(qiáng)瀝青膠體的穩(wěn)定性。CSP-2改性瀝青混合料相比普通90號瀝青混合料的動穩(wěn)定度提高一倍，凍融劈裂強(qiáng)度提高10%。

綜上所述，經(jīng)洗提處理的低品質(zhì)硫磺改性瀝青可提高瀝青的軟化點(diǎn)和延度并降低針入度，瀝青混合料的動穩(wěn)定度提高一倍，凍融劈裂強(qiáng)度提高10%。與傳統(tǒng)硫磺改性瀝青相比，低品質(zhì)硫磺改性瀝青可抑制拌合過程中H2S氣體的釋放，再通過添加少量其他高效復(fù)合抑制劑使H2S的釋放量達(dá)到環(huán)境要求。因此，有望將低品質(zhì)硫磺用于道路工程中，實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)硫磺的資源化處理與高品質(zhì)改性瀝青產(chǎn)品開發(fā)的雙重目的。

4 結(jié)語

（1）硫磺與瀝青在高溫下混合時會生成氫自由基與硫自由基，氫自由基與硫自由基結(jié)合生成H2S并以氣體形式溢出，對于氫自由基的來源存在歧義，H2S釋放機(jī)理有待深入研究。

（2）自由基抑制劑、強(qiáng)氧化性抑制劑、堿性抑制劑、溫拌劑四種抑制劑對H2S的釋放均有抑制作用，但單一抑制劑均存在不同程度的問題，如價格昂貴、抑制效果差、影響路用性能、使用受限。因此，高效抑制H2S氣體釋放性能同時提高路面穩(wěn)定性能的復(fù)配抑制劑還有待進(jìn)一步開發(fā)。

（3）低品質(zhì)硫磺可作為改性瀝青的優(yōu)質(zhì)原料，本身具備降低H2S的釋放先天優(yōu)勢。經(jīng)過處理的低品質(zhì)硫磺與瀝青拌合過程中H2S釋放量減少了2502.2μg/g，與基質(zhì)瀝青相比經(jīng)硫膏改性后的瀝青軟化點(diǎn)和延度分別增加了11.6℃和7.45cm，針入度降低了30.1dmm，混合料動穩(wěn)定度提高一倍，凍融劈裂強(qiáng)度提高10%。