引言
SBS 改性瀝青被廣泛用于高等級(jí)瀝青路面的鋪筑。由于 SBS 和瀝青是熱力學(xué)不相容體系，SBS 改性瀝青在停止攪拌過(guò)程中 SBS 可能從瀝青中離析。離析會(huì)使改性瀝青失去預(yù)期的性能，并可能堵塞瀝青泵。我國(guó) 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40—2004規(guī)定: 當(dāng)熱儲(chǔ)存 48 h 離析管上、下層軟化點(diǎn)差不大于 2. 5 ℃時(shí)，SBS 改性瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性合格。馮新軍等參照美國(guó)實(shí)驗(yàn)室瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性 ( LAST) 試驗(yàn)改進(jìn)了改性瀝青的盛樣桶，使取樣方法更合理有效。毛三鵬等認(rèn)為，在規(guī)范要求的熱儲(chǔ)存后 ( 163 ℃，48 h) 上、下軟化點(diǎn)不大于 2. 5 ℃的前提下，還要分析熱儲(chǔ)存前后改性瀝青軟化點(diǎn)的變化，其絕對(duì)值要求小于 5 ℃，以及分析離析管上、下 5 ℃延度差，要求其相對(duì)差值不
超過(guò) 20% 。事實(shí)上，現(xiàn)場(chǎng)加工 SBS 改性瀝青在不添加穩(wěn)定劑的情況下 SBS 過(guò)程離析快得多，相關(guān)規(guī)范也沒(méi)有對(duì)現(xiàn)場(chǎng) SBS 改性瀝青熱儲(chǔ)存時(shí)間做明確的規(guī)定，故通過(guò)研究熱儲(chǔ)存過(guò)程中上、下軟化點(diǎn)差、熱儲(chǔ)存前后改性瀝青軟化點(diǎn)以及 5 ℃延度差隨時(shí)間變化情況，確定現(xiàn)場(chǎng)改性瀝青的熱儲(chǔ)存穩(wěn)定時(shí)間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制具有重要意義。
研究過(guò)程中，考慮到目前還沒(méi)有一種把瀝青材料的路用性能與儲(chǔ)存穩(wěn)定性聯(lián)系在一起的評(píng)價(jià)方法，特使用經(jīng)過(guò)最大熱儲(chǔ)存時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng) SBS 改性瀝青進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)其對(duì)路用性能的影響。
試驗(yàn)材料及方法
1. 1 試驗(yàn)材料
現(xiàn)場(chǎng)改性所用基質(zhì)瀝青為國(guó)創(chuàng) 70A 號(hào)道路石油瀝青，基質(zhì)瀝青的技術(shù)指標(biāo)如表 1 所示; 改性劑為新疆獨(dú) 山 子 石 化 生 產(chǎn) 的 熱 塑 性 丁 苯 橡 膠 SBST161B，其技術(shù)指標(biāo)。
1. 2 改性瀝青的制備
制備步驟如下: ①將基質(zhì)瀝青轉(zhuǎn)入快速加熱罐中加熱至熔融狀態(tài)，再轉(zhuǎn)入工作攪拌罐 A 并添加4. 5% SBS 改性劑，加熱至 185 ℃ 攪拌 15 min 使改性劑充分溶脹; ②采用高速剪切設(shè)備以 2 000 r/min的轉(zhuǎn)速剪切 30 ～ 45 min，剪切過(guò)程中穩(wěn)定控制在185 ℃左右，剪切完成后轉(zhuǎn)入發(fā)育罐，再以 185 ℃的恒溫發(fā)育 6 h 完成現(xiàn)場(chǎng)改性瀝青的制備，所制得的改性瀝青技術(shù)。
1. 3 試驗(yàn)方法
目前我國(guó)最常用的檢測(cè)瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性的方法是 《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTGE20—2011 中的離析實(shí)驗(yàn)，該方法把改性瀝青儲(chǔ)存在離析管中密封置于 163 ℃烘箱恒溫保存，到規(guī)定的時(shí)間取出放入冰箱冷柜中不少于 4 h，待改性瀝青凝為固體，然后平均剪離析管為 3 段，取上部1 /3 和下部 1 /3 分別放入燒杯中加熱融化，通過(guò)測(cè)試離析管上、下部軟化點(diǎn)差來(lái)評(píng)判改性瀝青的離析程度，通常是軟化點(diǎn)差不超過(guò) 2. 5 ℃可認(rèn)為改性瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，只發(fā)生較小的離析。
為掌握 SBS 改性瀝青隨熱儲(chǔ)存時(shí)間變化所發(fā)生的離析情況，本文通過(guò)動(dòng)力穩(wěn)定性、性能穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定性 3 個(gè)方面來(lái)對(duì)熱儲(chǔ)存的改性瀝青穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中的動(dòng)力穩(wěn)定性主要是通過(guò)離析試驗(yàn)測(cè)出熱儲(chǔ)存過(guò)程中上、下部軟化點(diǎn)差來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià); 性能穩(wěn)定性指的可以通過(guò)熱儲(chǔ)存過(guò)程前后改性瀝青軟化點(diǎn)變化來(lái)體現(xiàn); 聚集穩(wěn)定性是指聚合物顆粒在分散介質(zhì)中不發(fā)生凝聚的穩(wěn)定狀態(tài)，主要受聚合物與基質(zhì)瀝青的相容性、聚合物顆粒大小和形狀以及聚合物含量等因素的影響; 基質(zhì)瀝青中加入SBS 改性劑表現(xiàn)出最顯著的特征是內(nèi)聚力的增加，而聚合物凝聚必然導(dǎo)致瀝青的內(nèi)聚力改變，通過(guò)最能反映內(nèi)聚力特征的低溫延度試驗(yàn)來(lái)對(duì)改性瀝青的聚集穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜上所述，對(duì)改性瀝青
熱儲(chǔ)存穩(wěn)定狀態(tài)通過(guò)以下三點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià):
1) 離析管上、下層改性瀝青軟化點(diǎn)差≤2. 5℃。
2) 熱儲(chǔ)存前后改性瀝青軟化點(diǎn)差≤5 ℃。
3) 離析管上、下改性瀝青 5 ℃ 延度差相對(duì)差值≤20% 。
滿(mǎn)足上述 3 個(gè)條件則可認(rèn)為改性瀝青處于熱儲(chǔ)存穩(wěn)定狀態(tài)。
試驗(yàn)結(jié)果分析及驗(yàn)證
2. 1 試驗(yàn)結(jié)果分析
將改性瀝青裝進(jìn)鋁制離析管密封并放入烘箱163 ℃熱儲(chǔ)存，分別測(cè)試熱儲(chǔ)存第 4、6、8、10 小時(shí)的上、下層軟化點(diǎn)和低溫延度，得到詳細(xì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2. 2 車(chē)轍試驗(yàn)
考慮到目前還沒(méi)有一種把瀝青材料的路用性能與儲(chǔ)存穩(wěn)定性聯(lián)系在一起的評(píng)價(jià)方法，特通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度來(lái)對(duì)其路用性能加以驗(yàn)證。
結(jié)束語(yǔ)
1) 在現(xiàn)場(chǎng)加工 SBS 改性瀝青不同熱儲(chǔ)存時(shí)間梯度中，通過(guò)離析試驗(yàn)以及低溫延度試驗(yàn)，測(cè)出不同時(shí)間離析管上、下層軟化點(diǎn)差、低溫延度相對(duì)差值以及熱儲(chǔ)存前后瀝青軟化點(diǎn)差并對(duì)應(yīng)規(guī)范和指標(biāo)，確定以 8 h 以?xún)?nèi)作為熱儲(chǔ)存改性瀝青的最佳熱儲(chǔ)存時(shí)間范圍，在該時(shí)間內(nèi)改性瀝青熱儲(chǔ)存中物理穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定性均滿(mǎn)足要求。
2) 通過(guò)對(duì)熱儲(chǔ)存后取樣桶底部剩余 1 /3 改性瀝青進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)，將瀝青材料的路用性能與儲(chǔ)存穩(wěn)定性聯(lián)系在一起進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，熱儲(chǔ)存時(shí)間在 8 h 以?xún)?nèi)改性瀝青照常使用對(duì)其路用性能并無(wú)太大影響。
3) 綜上所述，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的施工來(lái)說(shuō)，改性瀝青應(yīng)該盡量即改即用，如有必要時(shí)，在熱儲(chǔ)存時(shí)間 8 h以?xún)?nèi)的可以照常使用，但是超過(guò) 8 h 的建議在熱儲(chǔ)存過(guò)程中對(duì)改性瀝青進(jìn)行攪拌，并且在使用前應(yīng)保證有充足的時(shí)間攪拌均勻后投入使用。
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