一种能够有效减少改性沥青中SBS用量的新技术

    SBS改性沥青以其优异的高低温性能广泛应用于高速公路沥青面层。2005年改性沥青的价格一路飙升(5000元左右/吨)，分析其原因主要有三点：(1)受国际原油价格波动的影响，重交沥青价格偏高(2005年，高峰期价格为3700元/吨)；(2)改性剂SBS，作为石油产品，供不应求，一度价格为20000元/吨，国内两家大的SBS生产厂商根本满足不能满足需求，2006年1月份最新报价为18000元/吨；(3)受供求关系的影响，新上马的高速公路及城市道路逐年增多。

    沥青材料价格攀升，一方面使业主难以承受，另一方面使国内生产企业也面临打击，2005年很多有生产改性沥青能力的小企业基本停产，大的企业为了占领市场，低利润继续维持。

    我公司经多年研究成果储备，开发出一种新型改性剂，用于SBS改性沥青，在满足规范要求的前提下，能够显著降低SBS用量，每吨改性沥青节约成本200元(按2006年1月份沥青价格和SBS价格计算，约占改性沥青价格的5％)。如果一条180公里的高速公路表面层改性沥青材料的合同额为1亿元，那么仅此一项就会节省费用500万。

    此种改性方法工艺简单，不需要添加任何设备。是一种非常有前景的沥青改性方法。

    下表1、2分别为国产沥青A(70＃)和进口沥青B(90＃)用本改性剂后的结果。其中X为所添加的化学改性剂。

国产沥青A(70＃)改性结果

  A A+4.5%SBS A+2.5%SBS+0.5%X A+1.5%X
 针入度 (25 ℃) 66 50 46 48
 针入度指数 -1.74 -0.74 -0.77 -67
 软化点 47.4 58.7 54.0 53.1
 延度(15 ℃) ＞ 100     ＞ 100
 延度(5 ℃)   32.3 25.1  
 闪点 266 270 266 274
 弹性恢复   90 60  
 旋转粘度   1.000 0.85 0.725
 蜡含量   1.6    
 TFOT        
 质量损失 -0.12 -0.09 -0.09 -0.11
 针入度比 69.7 82.0 84.9 71.7
 延度(15 ℃) ＞ 100     62.3
 (5 ℃)   26.0 20.5  
 

进口沥青B(90＃)改性结果

  B B+4.5%SBS B+2.5%SBS+0.5%X B+1.5%X
 针入度(25 ℃) 82 60 62 68
 针入度指数 -0.74 -0.02 0.12 0.08
 软化点 45.4 60.4 50.4 50.8
 延度(15 ℃)   ＞ 100   ＞ 100
 延度(5 ℃)   59.3 30.7  
 闪点 278 309 256 256
 弹性恢复   98.5 99.75  
 旋转粘度 0.6375 1.063 0.9125 0.675
 蜡含量 1.4     1.3
 TFOT        
 质量损失 0.04 0.12 0.10 0.05
 针入度比 82.9 83.3 85.5 91.2
 延度(15 ℃) ＞ 100     ＞ 100
 (5 ℃)   35.3 27.7  


改性沥青的SHPR分级结果

 沥青种类 A A+4.5%SBS A+2.5%SBS+0.5%X A+1.5%X
 PG 分级 PG 64-22 PG 70-22 PG 70-22 PG 64-22
 沥青种类 B B+4.5%SBS B+2.5%SBS+0.5%X B+1.5%X
 PG 分级 PG 58-22 PG 70-22 PG 70-22 PG 64-22


改性沥青混合料高温试验结果

 沥青品种 车辙试验动稳定度(次 /mm) 低温弯曲试验 (-10 ℃)
抗弯拉强度(MPa) 最大弯拉应变(με) 弯曲劲度模量(MPa)
 A 1293      
 A+4.5%SBS 1968.7 10.18 1168.2 8710.7
 A+2.5%SBS+0.5%X 2250.0 9.09 861.8 10543.4
 A+0.5%X 1400 8.17 990.4 8244.5


沥青及改性沥青组分分析

  沥青质(％) 饱和分(％) 芳香分(％) 胶质(％) 回收率(％)
 A 5.72 21.17 32.33 36.73 95.95
 A+2.5%SBS+0.5%X 7.44 20.29 32.18 32.90 92.81
 A+1.5%X 7.75 21.11 32.44 33.48 94.78
 B 8.17 10.59 54.71 25.92 99.39
 B+2.5%SBS+0.5%X 10.88 9.41 54.18 23.80 98.27
 B+0.5%X 11.07 10.84 54.38 23.61 99.90
 B+1.5%X 12.83 10.88 54.11 21.77 99.59


　　研究成果表明：使用化学改性剂能够减少SBS用量约2％，而且沥青性质与完全使用SBS改性相差很小。非常规试验也表明，两者能够达到相同等级。此外，不加SBS，只用化学改性剂也能显著提高沥青性能，如B沥青，加入1.5％X，SHRP高温分级从PG58级提高到PG64级，提高1个等级。

　　组分分析表明: 该化学改性剂能够明显提高沥青质含量，而饱和分、芳香分变化非常小，促进胶质向沥青质的转化，这与一般的沥青氧化规律饱和分、芳香分向胶质、沥青质转化不同。