母料法SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝探討

廖維太 趙靜卓

（1甘肅省交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理局，甘肅 蘭州 730030；2甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 前言

對(duì)于母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青相關(guān)的研究由來(lái)已久，但是對(duì)于母料法的名稱(chēng)，多采用高濃法、混合法等進(jìn)行稱(chēng)呼，母料法的稱(chēng)呼多見(jiàn)于化工生產(chǎn)中[1]。在SBS改性瀝青行業(yè)，隨著改性瀝青的大規(guī)模開(kāi)展應(yīng)用，中海瀝青有限公司的王濤等嘗試制備聚丙烯改性瀝青母料，解決了濕法改性的相容性差、無(wú)法儲(chǔ)運(yùn)的問(wèn)題[2]，但是對(duì)于SBS改性未進(jìn)行相關(guān)研究。重慶交大的劉克等對(duì)幾種改性瀝青的工藝進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)于原材料選用互穿連續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、母料的穩(wěn)定性進(jìn)行了細(xì)致的研究，認(rèn)為母料法對(duì)解決離析問(wèn)題有較大幫助，但是對(duì)于SBS改性瀝青的其他指標(biāo)未見(jiàn)明顯說(shuō)明[3]。在這種研究背景下，母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青已經(jīng)得到了從理論到實(shí)踐的多方位技術(shù)研究與理論分析，在多個(gè)地區(qū)已進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)研究與大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。

1 試驗(yàn)與分析

1.1 母料法SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝

依據(jù)母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的原理，考慮到實(shí)際生產(chǎn)條件，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，對(duì)室內(nèi)母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的優(yōu)化設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

采用這種方法可以有效避免SBS改性瀝青母液在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在的現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室脫節(jié)的情況，先制備SBS改性瀝青母液，同時(shí)按照計(jì)量的數(shù)量準(zhǔn)備稀釋用的基質(zhì)瀝青，待SBS改性瀝青母液制備完成時(shí)，倒入稱(chēng)量好的基質(zhì)瀝青進(jìn)行稀釋?zhuān)S后進(jìn)行攪拌發(fā)育，添加改性瀝青穩(wěn)定劑。

圖1 室內(nèi)母料法生產(chǎn)工藝

1.2 室內(nèi)母料法SBS改性瀝青制備效果驗(yàn)證

SBS改性劑對(duì)改性瀝青的性能起著決定性作用，而SBS改性劑的劑量則也起著重要作用，且SBS改性瀝青的135℃布氏粘度表征著瀝青的施工和異性，綜合考慮，采用135℃布什粘度研究在不同SBS改性劑摻量下SBS改性瀝青母液的粘度以及不同摻量稀釋后粘度。

圖2 SBS改性劑的劑量對(duì)SBS改性瀝青性能的影響

從圖2可以看出，SBS改性瀝青母液的粘度隨著改性瀝青母液的粘度增大而增大，且在SBS改性劑劑量超過(guò)8%以后，粘度急劇增大。但是，經(jīng)瀝青稀釋后，瀝青的濃度未出現(xiàn)大幅度改變，整體濃度維持在1.6-1.9Pa·s，成為一個(gè)相對(duì)均衡的粘度變化區(qū)間。

1.3 母料法生產(chǎn)改性瀝青和常規(guī)生產(chǎn)SBS改性瀝青效果對(duì)比

為了評(píng)估母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的效果，采用早期常規(guī)生產(chǎn)SBS改性瀝青與母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青，分別針對(duì)不同的生產(chǎn)要素來(lái)評(píng)估軟化點(diǎn)、針入度、5℃延度、135℃布氏粘度和RTFOT老化殘留延度。

1.3.1 高溫軟化點(diǎn)穩(wěn)定性

瀝青軟化點(diǎn)代表了瀝青的高溫性能，表征著SBS改性瀝青抵抗高溫變形的能力。

圖3 常規(guī)和母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青軟化點(diǎn)

從圖3可以看出，常規(guī)方法生產(chǎn)SBS改性瀝青軟化點(diǎn)的分布廣泛，而母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)分布則更加集中，且高于常規(guī)生產(chǎn)SBS改性瀝青。這可能與母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青生產(chǎn)時(shí)間短，導(dǎo)致間接發(fā)育的時(shí)間延長(zhǎng)有關(guān)。

1.3.2 針入度

針入度代表瀝青的黏稠度狀態(tài)，表明瀝青在相同溫度下的軟硬程度。

從圖4可以看出，常規(guī)方法生產(chǎn)SBS改性瀝青的針入度分布范圍很廣，較多地集中在66-68之間，其他區(qū)域反而很廣。母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的針入度集中在70-74之間，其他范圍內(nèi)針入度分布較少?？梢钥闯觯噶戏ㄉa(chǎn)SBS改性瀝青的針入度較大，原因基本與軟化點(diǎn)的分布類(lèi)似。間接長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)育軟化了SBS改性劑，使得瀝青的針入度變大，相比常規(guī)法生產(chǎn)的瀝青較軟。

圖4 常規(guī)方法與母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青針入度統(tǒng)計(jì)情況

1.3.3 瀝青低溫延度

瀝青低溫延度反映瀝青的低溫抗開(kāi)裂能力，尤其針對(duì)西北地區(qū)，低溫延度作為一項(xiàng)重要指標(biāo)需要特別關(guān)注。

圖5 常規(guī)方法與母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青低溫延度統(tǒng)計(jì)情況

從圖5可以看出，常規(guī)方法生產(chǎn)SBS改性瀝青的低溫延度分布在36-42cm之間，母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的低溫延度則基本分布于42-48cm之間。這表明母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青可以一定幅度地提高瀝青的低溫性能，其影響原因與針入度相似。

1.3.4 瀝青135℃布氏粘度

瀝青135℃布氏粘度一般反映瀝青的施工和易性，近年來(lái)有研究文獻(xiàn)表明瀝青的布氏粘度與集料的粘附性相關(guān)。

圖6 常規(guī)方法和母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青布氏粘度統(tǒng)計(jì)

圖7 常規(guī)方法和母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青殘留延度統(tǒng)計(jì)

從圖6可以看出，常規(guī)方法生產(chǎn)SBS改性瀝青的布氏粘度基本沒(méi)有規(guī)律，分布范圍基本在1.75-1.9Pa.S之間，而母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的布氏粘度基本均在1.6-1.9Pa.S之間，粘度基本類(lèi)似。

1.3.5 短期老化殘留延度

評(píng)價(jià)短期老化的指標(biāo)包括質(zhì)量損失、殘留針入度比和殘留延度，其中質(zhì)量損失差異較大，而殘留針入度基本相同，因此，選用殘留延度作為瀝青抗老化指標(biāo)。

從圖7可以看出，常規(guī)方法生產(chǎn)SBS改性瀝青的殘留延度控制在26-30cm之間，母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青殘留延度控制在27-29cm之間，范圍更窄，數(shù)據(jù)波動(dòng)性更小。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青，對(duì)于瀝青的生產(chǎn)效率有較大的提高，同時(shí)對(duì)于SBS改性瀝青的質(zhì)量也有明顯的改善，主要以下幾點(diǎn)：

1）母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)和135℃布什粘度控制范圍更準(zhǔn)確，數(shù)量更集中，方差更小，瀝青的高溫穩(wěn)定性更好。

2）母料法生產(chǎn)SBS改性瀝青低溫延度和低溫殘留延度比常規(guī)生產(chǎn)方法得到的改性瀝青平均值更大，低溫性能更好，抗老化效果更佳。