超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青的研制★

黄志军 王显华 廖乃凤 黄炳轮

(广东南粤物流实业有限公司，广东 广州 510410)

·建筑材料及应用·

超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青的研制★

黄志军 王显华 廖乃凤 黄炳轮

(广东南粤物流实业有限公司，广东 广州 510410)

制备了一种适用于南方高温多雨地区沥青路面的超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青，研究了三种不同乳化剂的乳化效果及对产品性能的影响，确定了最适合的乳化剂和SBS改性沥青的性能要求，使用性能评价结果表明该超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青混合料具有较好的粘结强度、抗水损坏能力及耐久性，能满足南方高温多雨地区的使用要求。

超粘磨耗层，SBS改性乳化沥青，冷拌混合料

乳化沥青是一种优良的路面建设和养护材料，尤其是改性乳化沥青具有更多的优良应用特点[1]。乳化沥青经过近几十年的推广，品种规格已数不胜数，其SBR,SBS改性乳化沥青生产和应用技术也得到了长足的发展，作为粘层油或透层油也已广泛应用于高速公路。但作为冷拌合型材料，应用于微表处、超粘磨耗层技术中主要以普通乳化沥青或SBR乳化沥青为主，而更高性能的SBS改性乳化沥青一直没能够应用在微表处、超粘磨耗层养护技术上。众所周知，SBS改性沥青具备SBR改性沥青、普通沥青无法比拟的高低温性能、粘附性、抗疲劳、耐久性等优良性能，乳化沥青亦如此。SBR乳化改性沥青只能解决低温抗裂性能，对高温没有显著地提高，SBS改性乳化沥青具有抗高温低温耐裂等优异性能而越来越受到业界人士的研究和认可[2]。

超粘磨耗层技术是在微表处技术基础上发展而来，同时借鉴了超薄磨耗层技术的特点，采用超粘磨耗层核心设备同步喷洒改性乳化沥青、摊铺混入玻璃纤维的超粘冷拌混合料形成磨耗层，是一种新型道路养护技术。超粘磨耗层SBS改性乳化沥青以JTG F40—2004公路沥青路面施工规范[3]中的改性乳化沥青技术指标要求为基础，结合南方地区高温多雨等气候条件，研制生产出超粘磨耗层SBS改性乳化沥青，并成功应用于高速公路养护工程中。

1 试验部分

1.1原材料

1.1.1改性乳化沥青原材料

泰国IRPC 70号A级道路石油沥青；

进口阳离子慢裂快凝型乳化剂A；

进口阳离子慢裂快凝型乳化剂B；

国内某品牌阳离子慢裂快凝型乳化剂C；

李长荣3501线型改性剂；

其他添加剂。

1.1.2超粘磨耗层用原材料及配合比

采用广东省博罗麻陂石料场的辉绿岩矿料，矿料试验级配见表1及图1。

采用1%水泥作为填料。

采用0.1%的喷射无捻粗纱型玻璃纤维。

采用6.5%油石比。

1.2主要试验仪器

法国贻贸胶体磨乳化专用试验机；pH计；湿轮磨耗仪；负荷车辙轮碾仪；其他仪器(软化点仪、针入度仪、延度仪、老化烘箱等)。

表1 矿料试验级配表

1.3试验过程

1.3.1SBS改性沥青制备

将基质沥青升温到140 ℃，按照改性沥青的4.5%添加SBS改性剂及其他助剂加入到沥青中，经高速剪切1 h后添加稳定剂，经充分搅拌均匀再熟化1 h左右制成SBS改性沥青。

1.3.2SBS改性乳化沥青制备

将乳化剂溶于50 ℃～60 ℃的水中，并外加盐酸及其他助剂配制成皂液，用pH计调整pH值在2～3范围内，将配置好的皂液转至贻贸乳化胶体磨皂液罐中备用。将上述制成乳化用SBS改性沥青转至乳化机沥青罐中升温到160 ℃，待温度到达后开启胶体磨进行乳化，制得SBS改性乳化沥青样品。

1.3.3超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青混合料性能

超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青混合料试验方法和技术指标要求参照《微表处和稀浆封层技术指南》中的试验方法进行。

2 数据分析与讨论

2.1SBS改性沥青基本性能

SBS改性沥青按照JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程[4]要求的试验方法进行检测，添加4.5%SBS改性剂的改性沥青性能参数如表2所示。

由上述数据可知，添加3.5%改性剂改性后改性沥青性能完全满足BCR改性乳化沥青要求，其中软化点和延度均远远优于规范要求，表明该改性沥青有优异的高低温性能。除改性沥青的25 ℃针入度指标偏大以外，其他指标如软化点延度和粘度均在国标I-D改性沥青范围内，而I-D改性沥青是目前广东地区省高速公路中上面层使用最为广泛的改性沥青品种，表明该改性沥青指标已非常接近I-D改性沥青，能满足湿热地区磨耗层对改性沥青高低温性能要求。

表2 SBS改性沥青性能指标

2.2SBS改性乳化沥青的性能

乳化剂是制备改性乳化沥青的关键原材料，其作用是降低水的表面张力，使沥青颗粒均匀分散在乳液中，防止因沥青颗粒凝聚而造成乳化沥青破乳而影响使用。乳化剂的选择对改性乳化沥青的质量影响极大，特别是超粘磨耗层乳化剂的选择，不仅要满足混合料拌和要求，同时又要保证摊铺后能快速通车。

对于超粘磨耗层拌和用改性乳化沥青，我们选择了三种比较常用的乳化剂A、乳化剂B和乳化剂C，配成皂液后与上述改性沥青通过法国贻贸专用乳化机进行乳化，制得改性乳化沥青样品A，样品B，样品C。样品制作过程中，发现乳化剂B难于将改性沥青乳化，造成管道堵塞和成品出来后很快破乳，表明乳化剂B乳化能力较差，无法满足超粘磨耗层改性乳化沥青的要求。其他两种乳化剂抽样顺利，生产出的改性乳化沥青状态良好，其性能检测数据如表3所示。

表3 两种不同乳化剂制成的SBS改性乳化沥青性能指标

由表3改性乳化沥青检测数据可知，两种乳剂均能满足乳化要求，所制样品各项指标均满足BCR改性乳化沥青技术指标要求。同时对比表2可知，改性乳化沥青残留物指标与乳化前对比有所下降(软化点和5 ℃延度降低，针入度提高)，但仍优于规范要求，且除针入度偏大外，其他指标均满足I-D改性沥青指标要求，表明乳化后的改性沥青虽有衰减但性能仍能满足磨耗层要求。同时可知，不同乳化剂乳化SBS改性沥青的能力是不同的，特别是对于高性能的改性沥青，需要经过验证才能确定效果良好的乳化剂。综合考虑生产成本和产品使用性能，我们选择国产乳化沥青样品C进行混合料试验。

2.3超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青混合料性能

混合料的试验检验过程按照JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程和交通部公路科学研究院出版的《微表处和稀浆封层技术指南》[5]进行，所测项目包括：1)混合料的可拌和时间试验；2)黏聚力试验；3)混合料的湿轮磨耗试验；4)混合料的负荷车轮粘砂试验。所得数据如表4所示。

由表4可知，采用该乳化沥青进行拌和试验，其拌和时间达到了180 s，完全满足混合料拌和要求，而黏聚力试验结果表明能满足超粘磨耗层快速通车要求，车辙变形和混轮磨耗试验表明该混合料能满足路面使用性能，达到了预期的试验效果。

表4 SBS改性乳化沥青混合料性能试验

3 工程应用

为了满足工程应用要求，2016年，采用以上研究成果进行了超粘磨耗层SBS改性乳化沥青大机生产，生产出来的产品性能完全符合JTG F40—2004公路沥青路面施工规范中的改性乳化沥青(BCR)技术指标要求。并采用同样的石料纤维等进行混合料性能试验，结果满足《微表处和稀浆封层技术指南》MS-3的微表处技术指标要求。

2016年12月，南粤物流公司在广州绕城高速西二环段(桩号为K140+140～K139+800，南行方向超车道和主车道)成功铺筑两车道340 m，共计2 516 m2，超粘磨耗层试验段，效果良好；2016年12月，南粤物流公司在惠河高速公路(桩号为K3536+059～K3536+862，南行方向超车道和慢车道)成功铺筑两车道829 m，共计6 217.5 m2，超粘磨耗层试验段，效果良好，如图2，图3所示。

4 结语

1)重交沥青经过SBS改性后制成性能优良的SBS改性沥青，并与经过筛选后的乳化剂进行乳化，所得超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青符合JTG F40—2004公路沥青路面施工规范中的改性乳化沥青(BCR)技术指标要求，同时高低温性能均有较大改善。

2)本研究所制得的超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青与麻陂石料场的辉绿岩具有很好的配伍性，拌和后的混合料性能符合交通部公路科学研究院出版的《微表处和稀浆封层技术指南》中微表处混合料技术指标要求。

3)采用本研究生产的超粘磨耗层拌和用SBS改性乳化沥青，成功应用于广州绕城高速西二环段和惠河高速公路超粘磨耗层试验段中，应用效果良好。

[1] 吴旷怀.新型乳化SBS改性沥青的研制与评价[J].中外公路,2007(1):1-3.

[2] 张敬义.SBS改性乳化沥青的研究[A].第九次全国石油沥青技术交流会论文集[C].2004.

[3] JTG F40—2004,公路沥青路面施工规范[S].

[4] JTG E20—2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[5] 交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[M].北京：人民交通出版社,2006.

DevelopmentofSBSmodifiedemulsifiedasphaltmixedinnovasurfacing★

HuangZhijunWangXianhuaLiaoNaifengHuangBinglun

(GuangdongNanyueLogisticsIndustrialCo.,Ltd,Guangzhou510410,China)

A kind of SBS modified emulsified asphalt for novasurfacing asphalt pavement is prepared, which is suitable for high temperature and rainy area in southern China. The emulsifying effects of three different emulsifiers and their effects on the properties of the products were investigated. The most suitable emulsifier and the properties of SBS modified asphalts were determined. The use of performance evaluation results show that the SBS modified emulsified asphalt mixture for novasurfacing has good bonding strength, anti-water damage ability and durability, can be used to satisfy the requirements of high temperature and rainy area in southern China.

novasurfacing, SBS modified emulsified asphalt, cold mix

1009-6825(2017)30-0102-03

2017-08-14★:广东省交通运输厅科技计划项目(项目编号：科技-2015-02-005)

黄志军(1975- )，男，博士，高级工程师

TU535

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