关于改性沥青道路应用的探讨
[摘要] 简述我国道路发展现状，指出改性沥青应用的必要性，介绍了改性沥青的分类以及SBS改性沥青的应用。
[关键词] 改性沥青SBS 应用
引言
纵观我国高等级公路建设现状，沥青路面以其接缝少、无扬尘,行车噪声小等优越性能得到广泛应用，已建成的高等级公路中，沥青混凝土路面积约占75%。
伴随交通运输业的蓬勃发展，特别是车辆载重明显增大, 对道路材料的质量要求也越来越高。
平整、抗滑、耐久、低噪音已成为对高等级公路路面的基本要求。
普通石油沥青低温下易脆裂，高温下易软化，行车载荷的反复作用下容易出现车辙、推移、起包等现象，性能已无法满足需要。
公路技术的发展，使改性沥青的推广应用成为必然趋势。
一、改性沥青概念及分类
1、按照我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032)及《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036)的定义，改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。
用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，实现高温不软化，低温不开裂。
2、改性沥青的分类：
改性剂是指橡胶、树脂、高分子聚合物以及其他填料等,可以熔融、裹覆在沥青上的有机或无机材料。
按照改性剂的不同将其分为 3 种:
①热塑性橡胶类聚合物, 主要指苯乙烯类和聚酯类, 其中的苯乙烯丁二烯( SBS) 黏度较高,具有良好的柔性, 对于重载路面变形、高温车辙等可以自恢复; 对温度裂缝等可以自愈, 抗磨损、抗老化、水稳定性极佳, 适用于不同环境,是目前世界上最普遍使用的道路沥青改性剂。
②橡胶类, 其中以丁苯橡胶( SBR) 的乳胶剂使用最为广泛, 它可以增加沥青混合物的弹性、黏聚力, 对于车辙、温度裂缝等有很好地效果,还可以降低沥青的温度敏感性, 适用于严寒地区。
③树脂类,即塑料, 它可以增加沥青混合物的稳定性, 有效抵抗高温车辙、疲劳变形, 增加水稳定性。
常用的有乙烯- 乙酸乙烯酯共聚物( EV A) , 它软化点
较高, 高温性能好,适用于高温炎热地区。
特别要指出的是同一类改性沥青又要根据基质沥青标号及改性剂剂量的不同分为几个等级,以适应不同的地域条件。
新疆地区气候条件为南疆多数地区夏季炎热, 昼夜温差大, 干旱少雨; 北疆多数地区冬季严寒, 夏季炎热,且昼夜温差较大; 所采用的路面结构形式和沥青混合料类型等都与内地不尽相同, 对沥青材料性能要求也不一样。
SBS改性沥青由于高温下不软化, 低温下不发脆, 使用温度范围宽, 力学性能良好, 成为新疆地区首选的改性沥青。
二、SBS改性沥青的应用
SBS (热塑性丁苯橡胶) 是热塑性橡胶的一种,它是苯乙烯和聚丁二烯组成的双嵌段共聚物。
在SBS的嵌段物中, 聚苯乙烯和聚丁二烯聚集在一起, 形成许多约束成分的物理交联区域, 因其中嵌段是柔软的聚丁二烯链段, 这就形成了网状结构。
实质上, SBS改性剂与基质沥青之间是根据相容性理论, 应用助剂的作用, 使SBS在沥青基质中形成“互穿立构网络”结构, 真正使沥青的性能及沥青混合料的路用性能得到改善的关键要归结于SBS改性剂, 基质沥青只起了一个媒介作用。
1、合理选择基质沥青。
在SBS改性沥青样品制作和具体项目应用过程中发现, 基质沥青不但对改性沥青的性能有影响, 且对SBS改性沥青存储稳定性有重要影响。
2、严格控制SBS改性剂的用量。
SBS作为一种改性剂加入到基质沥青中, 其目的是使SBS在沥青基质中形成“互穿立构网络”结构, 改善基质沥青的性能及沥青混合料的路用性能, 其用量并非越多越好, 而必须通过试验测定SBS改性沥青的各项技术指标后, 以峰值确定其最佳用量。
3、严格控制温度。
SBS作为一种热塑性橡胶改性剂加入到基质沥青中, 其对基质沥青的影响受温度影响很大, 因此从改性沥青的制备、集料加热、混合料出厂、混合料摊铺都必须严格控制温度。
温度较低, 改性沥青与集料的包裹效果不好; 温度过高, 改性沥青也随之老化而使其感温性降低。
4、保持SBS改性沥青的存储稳定性。
只用SBS而不加稳定剂的改性沥青稳定性差, 很容易发生分层, 离析试验很难达到改性沥青产品标准的要求, 所以SBS改性沥青通常要加入合适的交联剂, 使SBS改性剂和基质沥青之间发生交联反应, 从而增强SBS改性沥青的粘弹性和相容性, 最大程度地发挥其改性作用。
5、路面施工工艺
①运输，SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持在160℃以上，运到混合料拌合场的温度不应低于140℃，运输车辆须在24小时内运到指定地点，并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。
②储存，SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右，做到随进随用，用时多存，不用时少存，存贮是不宜超过24小时。
③拌合，为保证沥青混合科的质量更稳定，沥青用量更准确，宜采用间隙式拌和机拌和。
拌和必须均匀，只有SBS沥青改性剂完全分散在沥青中，才能充分发挥其效能。
改性沥青混合料要求在较高温度下拌和，不等于温度可以无限制提高，如果温度太高，同样会影响沥青混合料的质量，改性沥青也会因温度过高，而失去粘结力。
因此，正常的出料温度要根据改性剂和沥青标号的不同作出严格的规定。
在拌和过程中除了温度计自动监测外，观测混合放料过程中的冒烟情况非常重要，如果冒白烟则属于正常情况，如果冒浓浓的黑烟，就要注意检查是否超过规定的温度。
④摊铺，SBS沥青混合料在摊铺时应尽量连续不断的施工，以减少摊铺机和压路机的停顿，应尽量减少口缝，提高其面层平整度。
为提高路面的平整度，表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。
提高摊铺过程中的预压密实度。
改性沥青SBS混合料在高温状态下主要是靠相集料的嵌挤作用，可适当提高夯锤振捣频率，使剩余压实系数减少，初压的痕迹也极小，进而确保路面的最终平整度。
三、影响改性沥青应用的要素
我国在对改性沥青的研究方面，取得了不少技术成果，并颁布了改性沥青路面施工技术规范。
就国内的应用现状来看，对改性沥青路面性能的优点有了比铰深刻的认识，已经得到广泛认同。
但不管是国内自己生产还是国外进口的改性沥青，大部分有自己特有的功效，使用时应注意以下影响推广应用的因素：
1、进口改进沥青价格普遍比一般普通沥青价格高50%以上。
2、改性沥青一旦存放过久，都存在离析或结团现象，不管是国内自己生产还是国外进口的改性沥青。
3、改性沥青施工温度较普遍沥青提高10一20℃，在拌合、摊铺、碾压过程中增加了施工难度，从而增加了直接施工成本。
并且由于普通沥青施工温度已经很高，提高温度后致使沥青老化现象加剧。
加工生产改性沥青需要专门的机械设备，导致增加使用难度，并提高了相应费用。
四、结语
首次采用SBS改性沥青铺筑面层的新疆乌鲁木齐市苏州路东延项目试验路建成后, 经过连续5年的观察和测定, 该路段仅在2009年5月维修过一次, 其路面损害、维修率、维修成本均低于普通沥青混凝土路面30% ~ 40%。
高等级公路采用改性沥青，节约了巨额养护投资，延长了路面寿命。
随着交通建设投资力度不断加大，改性沥青的生产和推广前景广阔。
参考文献：
[1] 张登良，王哲人沥青路面『M|．北京：人民交通出版社．1998．
[2] 中华人民共和国行业标准. JTJ032- 98 , 公路改性沥青路面施工技术规范[ S] . 1999 .。
