SBS改性瀝青老化規(guī)律論述

（新疆北朋土木工程檢測咨詢有限公司，新疆 烏魯木齊 830016）

一、引言

瀝青的老化速率隨著使用年限不斷增加，一般而言，瀝青的老化可分為三個階段，即生產(chǎn)以及運輸時的老化，鋪設(shè)碾壓時的老化，服務(wù)運營時的老化。本文將通過研究瀝青老化過程中各個指標(biāo)的變化規(guī)律，對不同瀝青的抗老化性能作出評價。

二、SBS改性瀝青結(jié)合料老化規(guī)律

當(dāng)前，一般通過針入度、軟化點研究以及TFOT試驗來評價瀝青的抗老化性能。鑒于篇幅所限，本文僅對瀝青的軟化點和針入度進(jìn)行論述。

在薄膜烘烤箱中設(shè)置不同溫度條件，并記錄四種改性瀝青不同的老化時間節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。鑒于施工時普通瀝青與SBS改性瀝青所需溫度不同，為研究SBS改性瀝青在高溫作用下的老化規(guī)律，本文設(shè)立了180℃高溫老化對比組，在0～9h的分散時間里研究SBS改性瀝青在不同階段的老化程度。四種瀝青的基本性能及其在90m in、170m in、290m in、350m in以及530m in時間節(jié)點下的老化情況如表1和表2所示。

表1.四種瀝青的基本技術(shù)性能

表2.四種瀝青在不同老化時間下的試驗結(jié)果

三、針入度

本文研究了瀝青在163℃以及180℃的條件下，針入度隨時間變化的規(guī)律由研究數(shù)據(jù)可知，在163℃的條件下，SBS改性瀝青的針入度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，而在180℃時，則表現(xiàn)為持續(xù)降低的狀態(tài)。在瀝青基質(zhì)以及SBS摻入量不同的情況下，針入度的老化情況有所不同，其中具有較高濃度的SBS改性瀝青抗老化性能有較為顯著的提高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是因為瀝青中的瀝青基質(zhì)在老化后的含量先確定了老化后普通瀝青的針入度，接著才決定了膠體的不穩(wěn)定指數(shù)。瀝青組分在溫度較高時較為分散，其相對分子的質(zhì)量在增大后轉(zhuǎn)變成了瀝青基質(zhì)，使得瀝青的針入度有所下降；改性瀝青的老化可分為兩個階段，即瀝青的老化以及改性劑的分解，因此，改性劑在一定程度上分擔(dān)了瀝青的老化程度，并且該種作用與SBS濃度的增加量成正相關(guān)關(guān)系，且分解后的改性劑對瀝青性能的影響有所降低，瀝青針入度隨著改性效果逐漸變差。SBS在163℃條件下分解后，針入度隨著改性效果的損傷而有所增加；在90m in之后，SBS分解速度逐漸下降，對改性效果的損傷也有所減小，針入度隨著瀝青硬化、老化程度的增加逐漸變小。但瀝青自身在180℃的溫度條件下的老化速度較快，分解后的SBS損失了部分改性效果，在這種情況下，針入度呈現(xiàn)下降趨勢；在90m in之后，SBS的改性效果有所降低，使得針入度的下降速度趨于平緩。

四、軟化點

瀝青軟化點在163℃以及180℃條件下，隨時間變化的規(guī)律如圖1和圖2所示。

SBS改性瀝青A和B的軟化點隨著老化時間的增加呈現(xiàn)不斷下降的趨勢；SBS改性瀝青以及殼牌70號+6%SBS改性瀝青隨著老化時間的增加而呈現(xiàn)出軟化點先降后升的趨勢，但在同等條件下，殼牌70號+4%SBS改性瀝青的軟化點則表現(xiàn)為不斷上升的趨勢。針對上述差異，本文對SBS改性瀝青采用了標(biāo)準(zhǔn)TFOT試驗進(jìn)行驗證，所得結(jié)果如表3所示。

圖1.在163℃條件下，軟化點隨時間變化規(guī)律

圖2.在180℃條件下，軟化點隨時間變化規(guī)律

表3.TFOT試驗結(jié)果

從試驗數(shù)據(jù)可知，瀝青軟化點在經(jīng)歷了同樣的老化時間之后，除了SBS改性瀝青A和D外，均呈現(xiàn)降低的趨勢，與文中研究結(jié)論一致。

在相同條件下，SBS改性瀝青軟化點變化規(guī)律不一致的原因在于SBS改性瀝青的老化由兩部分組成，即瀝青自身老化以及SBS的氧化分解，而瀝青的軟化點與時間呈正相關(guān)關(guān)系，但隨著SBS的不斷分解，其分子數(shù)量不斷減少，并逐漸破壞SBS改性瀝青的結(jié)構(gòu)，改性效果受到影響。軟化點的差異主要是由兩者的結(jié)合所導(dǎo)致，瀝青的軟化點在較低的SBS濃度下，受到瀝青自身老化以及SBS氧化分解的共同影響。在SBS濃度較低時，瀝青軟化點主要受到自身老化的影響。殼牌70號+4%SBS改性瀝青的軟化點與時間呈正比。瀝青軟化點在較高SBS濃度時的主要影響因素為SBS的氧化分解，其具體表現(xiàn)為早期老化階段6%SBS改性瀝青，改性瀝青A和B的軟化點的快速下降趨勢。

五、結(jié)語

根據(jù)上述試驗得出，SBS改性瀝青的老化程度與其針入度之間存在一定的聯(lián)系，即SBS改性瀝青的針入度隨著老化時間的增加呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。因此，可采用針入度來表征SBS改性瀝青的老化程度。