SBS改性沥青使用指南

山东华瑞道路材料技术有限公司SBS改性沥青使用指南TheGuidetoSBSModifiedAsphalt地址：济南市经十路林景山庄9号山东公路建设大厦6层电话/传真：[phone]网址：一、概述随着现代交通的迅猛发展，经过广大道路工作者的不懈努力，改性沥青技术已得到日新月异的发展，SBS改性沥青以其优异的高、低温性能以及无与伦比的弹性性能得到广大公路工作者的认可，是目前国内发展潜力较大的改性方式之一。其基本原理为：在基质沥青中加入SBS改性剂，通过高温融混及胶体磨的循环炼磨、剪切等工艺，使SBS达到较小的数量级而均匀分散到沥青介质中，形成空间网状结构，使沥青具有聚合物所固有的某些技术特性，增加沥青对骨料的粘结力，降低沥青对温度的敏感性。本手册简述了SBS改性沥青的生产、性能和应用，未提及之处按照《公路改性沥青路面施工技术规范》进行。二、华瑞公司简介1、公司简介山东华瑞道路材料技术有限公司是由美国沥青材料有限公司与山东省澳东投资管理有限公司合资成立的专门从事生产改性沥青等公路建筑材料，并提供相关技术服务的专业化改性沥青生产企业。作为控股方的美国沥青材料有限公司隶属于美国海瑞集团，主要从事改性沥青的研究开发和生产应用，拥有美国最大的私人研究中心，具有多年先进的改性沥青生产经验。作为中方投资人的山东省澳东投资管理有限公司隶属于具备特级施工资质的山东省公路工程总公司，作为我省最早的SBS改性沥青生产商，于98年10月在山东省交通厅组织的《改性沥青SMA路面应用性研究》的科研项目中，承担了全部SBS改性沥青加工任务，先后在济临路铺筑改性沥青SMA路面试验段500米，在京沪高速公路化临段一合同段铺筑改性沥青SMA路面16.5KM，实现了我国高速公路工程上首次现场成功加工纯的单一SBS改性沥青，改性技术及加工工艺通过了山东省科委的技术鉴定，各项技术指标达到国际先进水平。随后，公司又承担了多条高速公路的SBS改性沥青的供应任务，积累了丰富的SBS改性沥青生产经2验。山东华瑞道路材料技术有限公司从成立至今，得到投资双方雄厚的财力及技术支持，公司业务取得了迅猛的发展，是目前国内唯一的一家既生产化学改性沥青又生产物理改性沥青的生产厂家。公司现拥有员工60人，中层以上管理人员全部具备本科以上学历，操作工人具备大专以上学历。公司成立了专业的技术研发中心和质量检测实验室，配有各种先进的改性沥青试验仪器，并具有科学的质量及自检体系，确保产品质量，并为用户提供及时的技术服务。2、业绩1998年10月-11月，为以山东省公路管理局为业主的京沪高速公路化临段第一合同段提供SBS改性沥青2000吨。此项目作为我省最早的SBS改性沥青应用项目，并列入山东省交通厅组织的《改性沥青SMA路面应用性研究》的科研项目，实现了我国高速公路工程上首次现场成功加工纯的单一SBS改性沥青，改性技术及加工工艺通过了山东省科委的技术鉴定，各项技术指标达到国际先进水平。1999年3月-11月，为以山东省公路管理局为业主的京沪高速公路化临段第二、三、四、五B合同段提供SBS改性沥青8000余吨，各项指标达到规范要求。2000年3月-9月，为以山东省公路管理局为业主的京沪高速公路临红段全线六个合同段提供SBS改性沥青13000余吨，各项指标达到规范要求。2000年9月-10月，为以山东省公路管理局为业主的济聊高速公路德州段改建工程提供SBS改性沥青4000余吨，各项指标达到规范要求。2001年4月-8月，为以山东省高速公路有限公司鲁西分公司为业主的京福高速公路泰曲段提供SBS改性沥青6000吨，各项指标达到规范要求。2002年1月-12月，为湖北通发科技发展有限公司承担的上海市政、海南三亚、河北秦皇岛外环高速、黑龙江等省工程提供SBS改性沥青委托加工10000余吨，各项指标达到用户要求。2003年5-7月，为济南燕山立交工程提供SBS成品改性沥青2000吨，各项指标达到用户要求。2003年5-10月，为以山东省高速公路有限公司鲁西分公司为业主的京福高速公路济德段大修提供成品SBS改性沥青3000吨，各项指标达到规范要求。32003年8-10月，为京沪高速泰化段大修工程提供成品SBS改性沥青8000余吨，各项指标达到规范要求。2003年9-10月，为同三高速青岛段六标段工程提供成品SBS改性沥青4000余吨，各项指标达到规范要求。三、SBS改性沥青的生产1、基质沥青沥青改性效果与基质沥青有着密切关系。由于沥青的组分复杂，相容性主要由基质沥青的组分所决定。研究表明芳香分、饱和分含量较高的沥青与改性剂的相容性较好，沥青质和胶质的含量对一些指标也有较大的影响。所以基质沥青的选用，是改性沥青制备的一个关键内容。山东华瑞道路材料技术有限公司生产基地位于山东省交通厅公路局沥青站，厂址为淄博市临淄区辛店。该站拥有8个5000吨的沥青储罐，可一次性储存基质沥青4万吨。我公司选用利用中东进口原油生产的齐鲁牌重交AH-70沥青，该沥青的质量完全满足规范要求，并且质量品质稳定，通过试验试配与SBS改性剂具有良好的相容性，比较适合进行SBS改性。根据客户需要，我公司也可选用进口沥青或其它品牌沥青作为基质沥青。2、SBS改性剂我省四季分明，夏季炎热，冬季寒冷。所以沥青的改性效果要同时兼顾到高、低温性能，而采用热塑性橡胶类改性剂生产的改性沥青既具有良好的高温稳定性，又具有良好的低温抗裂性，适合于本地区的气候特征。SBS是一种以丁二烯和1，3—苯乙烯为单体，采用阴离子聚合制得的嵌段共聚物，由于SBS高分子链具有串联结构的不同的嵌段（塑性段和橡胶段），形成了类似合金的“金相组织”结构。将SBS均匀分散在基质沥青中，能够大幅度降低沥青的温度敏感性，一方面使沥青的软化点提高，在夏季高温季节不软化，提高路面的高温抗推拥和抗车辙能力；另一方面使沥青脆点降低，在寒冷季节不发脆，具有柔性和韧性，减少路面裂缝。SBS使沥青与石料的粘结力提高，可以防止石料受水的作用造成剥落、掉粒，不易损坏。SBS能提高沥青的弹性和强度，弹性恢复性能好，有效的延长路面使用寿命。4SBS是一种对高温、低温性能都有明显效果的改性剂，因而成为目前世界上使用最多，效果较好的改性剂。3、稳定剂由于SBS改性沥青属于物理改性，SBS改性剂与基质沥青容易离析，这也是大多数SBS改性沥青需要现场加工以及不停搅拌循环的原因，也是制约SBS改性沥青应用的主要因素。随着改性沥青稳定技术的研究应用，基本解决了改性沥青的离析问题。我们公司采用的稳定剂技术为美国沥青材料有限公司提供的成套稳定技术，该技术在美国经过多年的研究发展应用，目前可以保证成品SBS改性沥青在高温状态下长时间稳定不离析，从而保证改性沥青品质的稳定。4、生产设备公司目前拥有的SBS改性沥青生产线，系德国SIEFER-G-20型高聚合物沥青改性成套设备，可完全实现自动化程序控制生产，每小时可生产改性沥青20吨，日生产改性沥青不低于400吨，成品改性沥青储存能力达2000吨。该改性沥青设备所采用的德国SIEFER胶体磨，具有50多年的生产历史，其出口量占总产量的80%，产品遍及世界各地，目前已有8000多台被用于聚合物改性沥青，是世界上公认的最先进的改性沥青磨机，使用寿命可达20年以上，SBS最大剂量可达13%，该磨机通过对SBS聚合物实现三级研磨，使SBS在沥青中的细度可达5ūm，确保SBS达到较小的数量级而均匀分散到沥青介质中，形成空间网状结构，达到改性效果。该设备是在车间内工厂化生产，可以避免天气的影响因素，实现全天候生产，月供沥青可达13000吨。5四、SBS改性沥青技术要求1、SBS改性沥青的技术要求技术指标Ⅰ-AⅠ-BⅠ-CⅠ-D针入度25℃,100g,5s(0.1mm)10080～10060～8030～60针入度指数PI不小于-1.2-0.8-0.40延度5℃,5cm/min(cm)不小于50403020软化点TR&B(℃)不小于45505560运动粘度135℃(Pa.s)不大于⑴3闪点(℃)不小于230溶解度(%)不小于99贮存稳定性⑵离析,48h软化点差(℃)不大于2.5弹性恢复25℃(%)不小于55606575TFOT(或RTFOT)后残留物⑷质量变化(%)不大于±1.0针入度比25℃(%)不小于50556065延度5℃(cm)不小于30252015注：1.表中135℃运动粘度可采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－2000）中的“沥青布氏旋转粘度试验方法（布洛克菲尔德粘度计法）”进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和，或经试验证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量，容易施工，可不要求测定。2.贮存稳定性指标适用于工厂生产的成品改性沥青。现场制作的改性沥青对贮存稳定性指标可不作要求，但必须在制作后，保持不间断的搅拌或泵送循环，保证使用前没有明显的离析。2、SBS改性沥青试验注意事项SBS改性沥青的浇模温度比普通沥青要高，应先将SBS改性沥青加热到约170℃，对沥青搅拌直至均匀，随即浇模或作混合料试验。若取的是一桶SBS改性沥青样品，准备将其加热化开作试验，应将该桶沥青全部加热至充6分流动，将沥青搅拌均匀，然后再取样试验。只取先化开的部分进行试验，结果将相差很大。在作沥青混合料试验时，试件成型的温度比普通沥青要高。马歇尔试验的击实温度一般为160℃。五、施工技术要求1、运输的技术要求运输车辆的沥青罐要清洁，不含有残余基质沥青、化学物质及其它残留物。SBS改性沥青在生产工厂装车温度为160-170℃左右，运到混合料热拌厂的温度不应低于130℃。2、热拌和场储存的技术要求SBS改性沥青的储存温度应在160℃到175℃之间。热拌厂储存沥青的罐体(空罐)第一次储存SBS改性沥青时，应对罐内进行检查，不能残存其它沥青或渣滓。空罐体未泵入沥青前，应对罐体预先加热。当一天的施工任务完成后，应尽量用完沥青罐中的沥青，或者给沥青罐加满沥青，或把剩余的少量沥青抽到其他储存罐内，以减少沥青(与空气接触的)表面积，从而防止沥青的老化。3、拌合、运输的技术要求拌和SBS改性沥青混合料时沥青加热到约170℃，出料温度在165-185℃，其它方面应满足改性沥青路面施工技术规范(JTJ-036-98)7.3节的要求。沥青混合料的运输应满足7．4节的要求，以最短的时间装车及运至摊铺机前卸料，以防止温度损失，运料车必须加盖蓬布或者其它保温材料。集料应干燥。料堆可用塑料布等覆盖，下面不能有积水。在雨季时，若料堆里含有过多水分，应优先使用料堆上部的集料。同时，可采取增高集料加热温度，增加加热时间，延长干拌时间等办法去除水分。若拌和出的沥青混合料含有水分，在摊铺碾压后，容易泛油且不易压实，严重影响了沥青路面的服务性能和寿命。74、摊铺的技术要求沥青混合料的摊铺应满足改性沥青路面施工技术规范(JTJ-036-98)7.5节的要求，为提高路面的平整度，表面层宜采用摊铺机前后保持相同高差的雪撬式控制方式。摊铺前，应对摊铺机进行充分的预热。5、碾压的技术要求对于SMA和其它类型嵌挤式混合料建议初压温度在150℃以上，碾压终了的表面温度不得少于90℃。非嵌挤密级配碾压时若混合料赶料较严重，可适当降低初压温度。其它方面应满足改性沥青路面施工技术规范(JTJ-032-988)7．7节的要求。对于嵌挤式混合料，压实工艺本着以下原则进行：高温压实，高频低幅，跟踪碾压。混合料摊铺以后，震动压路机即可跟踪碾压，压实速度控制在3公里/小时左右，当采用高频低幅的压实方法，频率越高对表面层的压实效果越好，对下层的影响越小。有关压实机械的配备及压实遍数，需要通过作实验段确定。实验段过程还应当建立相应的压实工艺及核子密度仪读数与路面芯样密度关系。SMA混合料在压实机械上要求使用重吨位（自重11吨）的双钢轮压路机，应注意观察是否有提浆和骨料被压碎的现象，来决定用振压还是静压，压实几遍为宜。具体的压实工艺应根据试验段的结果来确定。