谈改性沥青的加工工艺及配合比设计

谢松岩

（盘锦辽河油田大力集团有限公司，辽宁 盘锦 124000）

1 改性沥青的配合比设计分析

根据项目建设地实际气候环境情况、交通荷载情况、路面病害以及材料品牌等多数情况，对道路沥青的各种材料进行实验和组合，并以此来进行配合比设计，主要可以从以下几个方面进行详细的分析，希望能对改性沥青配合比设计提供参考。

1.1 沥青原材料以及各项检测指标参数

在配合比设计的阶段，需要包括对基质沥青、改性剂、稳定剂、橡胶油等各项参数进行检测，保证实际材料选择能够满足配合比设计的基本要求，对实际材料质量进行确定，进而减少后续生产以及配合比设计中出现问题，对最终效果和质量进行保障。

1.2 改性剂添加量的设计要点

SBS改性剂作为一种塑弹性较强的添加剂，自身能够对高温和低温有着良好的适应效果，并且也会兼具良好的橡胶和塑料性能，由于现阶段规范标准对改性沥青质量控制的要求较为宽泛，改性剂添加量的实际标准也有明确的范围，当SBS改性剂添加量较低的时候，沥青材料自带的异味可以被SBS进行溶解，对沥青材料的改性效果不够明显，而随着改性剂添加的不断增加，沥青和改性剂之间形成网状结构和连续体系的时候，就能够满足路面施工的基本要求，如果在后续对沥青材料持续增加，沥青的各项性能指标也会有着明显转变，但是随之而来的也是成本的不断提升。

综合性对成本因素进行考虑后，可以根据工程标准的实际情况，对改性剂添加量进行调整和设计，更好地保证配合比设计的效果和质量，能够满足施工的实际需求，文章主要以基质沥青90#作为分析对象，对实际SBS改性剂的添加量进行研究（如表1所示）。

表1 SBS改性剂配合设计参数表

1.3 实验过程以及最终检验结果分析

从多数工程建设情况来看，改性沥青的加工多数都是使用现场改性沥青加工模式进行，但是在近几年来，随着改性沥青加工设备、加工工艺、加工质量、加工环境以及加工效率等多方面要求的提升，工厂化的加工模式不断应用，在实际改性沥青混合料加工的阶段中，会对多种先进设备和智能化工艺进行使用，工艺技术的使用也替代传统现场改性加工的模式，成为今后改性沥青加工的主要趋势。

工厂化改性沥青加工流程，主要是根据分子聚合物SBS改性剂和基质沥青作为主要的分析材料，在实际实验的过程中，实验人员会将基质沥青进行快速的加热，保证沥青温度能够控制在130 ℃左右，再将加热完成后的沥青材料输送到生产区域，经过转换器将沥青材料持续加入，并输送到高温罐中进行存储，在这个过程中实验人员还需要将预混阀门开启，通过对沥青流量的控制，对实际温度进行改善，对混合罐中含有的沥青数量进行控制，在开启搅拌装置后，在沥青材料中缓慢加入一定的改性剂，每间隔5 min左右添加一次改性剂，保证搅拌速度的均匀性，然后将材料导入到高速剪切、研磨的装置中，通过物理方式将改性剂进行切合，并传输到发育罐中。发育罐的温度需要控制在175 ℃左右的范围内，发育时间也需要保证在6 h，在对流作用的帮助下，沥青中含有的软性组织通过分解，在改性颗粒中进行扩散，改性剂小块均匀地分散在沥青材料的各个结构中，逐渐发生膨胀、溶解的现象，最终充分与基质沥青进行融合。此外，在实验的过程中，还需要在发育机中对叶片转动速度进行调整，每间隔30 min对稳定剂进行适当的添加，保证材料混合的稳定效果，确保改性剂和沥青之间能够产生化学反应，在稳定剂全部添加完成后，需要确保搅拌时间在5 h左右，形成较为完整的改性沥青结构。根据SBS不同添加量，在相同实验的情况下，对最终技术性能指标变化参数进行记录，这样也能够确保改性沥青材料整体质量的科学性以及合理性（如表2所示）。

表2 改性沥青混合料实验结果分析表

1.4 对最佳配合比进行确定

1.4.1 SBS掺入量对改性沥青温度敏感性造成的影响针入度实验主要是对沥青在特定条件背景下，对温度敏感性的分析和研究，主要是对沥青在固态条件下，分子作用力之间影响的宏观表现，能够对沥青感温性能以及抗车辙能力进行分析和反应，对低温抗裂性能、耐久性能等多种性能进行研究，从而更好地保证工程建设的实际效果和质量。在道路石油沥青中有效地将改性剂进行调节，可以发现针入度有着较为明显的标注，当改性剂的含量不断上升，实际针入度也会产生一定的改变。根据实际工程建设施工效果的标准和要求，适当的改性剂掺入量进行调整，从而更好地保证沥青材料整体质量，能够满足工程建设质量的要求，实现技术的创新和全面优化。

1.4.2 SBS掺入量对改性沥青高温稳定性造成的影响软化点实验主要是对沥青的高温性能进行检测，在同一个等级的温度标准下，对沥青硬化点和低落点之间的流动性能进行检测，当施工阶段中，沥青与改性剂进行结合后，改性沥青软化点将会持续提升，当改性剂掺入量达到一定标准后，沥青软化点将不能满足施工的基本技术要求，因此在配合比设计的阶段中，需要参考工程建设的标准和需求，对沥青的添加量进行控制和调节，从而更好地保证改性剂添加量符合沥青施工的标准要求。

1.4.3 SBS掺入量对改性沥青低温柔韧性造成的影响改性沥青低温柔韧性主要是通过延度指标进行控制，延度的大小将会对低温变形能力造成直接的影响，在不断的分析和研究中可以发现，当沥青材料中加入改性剂之后，延度会出现明显的变化，让改性剂的含量在3.5%范围内，延度会有着明显的下降，这也就表明改性剂添加量逐渐提升，对沥青延度造成的影响越发明显，而改性沥青的低温延度也会随着改性剂的添加出现变化。在实验的过程中发现，改性剂添加量的持续增加，让沥青材料受到改性剂的影响，出现连续分散的情况，分子之间的致密效果更加明显，导致分子运动逐渐困难，最终导致改性沥青的延度逐渐变化。通过实验可以发现，改性剂掺量需要结合工程技术标准要求进行改变，从而更好地满足技术规范要求。

1.4.4 SBS掺入量对改性沥青弹性指标造成的影响

弹性恢复实验主要是对沥青材料，在外部作用力影响下恢复原样所需要的时间，沥青作为粘弹性较为良好的材料，在使用中能够具备较为良好的弹性和延迟弹性，变形能力也相对较好，在外部作用力的影响下，沥青材料能够快速恢复原有的形状，但是变形效果在外力影响下会产生永久变形。改性剂的有效添加，也会提升沥青材料的弹性和延迟弹性，降低沥青材料变形情况的产生。当沥青材料因为荷载作用出现变形后，会展现出良好的恢复能力，实际使用的耐久性也较为良好。在分析实验的过程中可以发现，改性剂的添加量与沥青材料弹性恢复有着直接的关系，当改性剂掺入量在3.5%的时候，沥青弹性恢复不能满足技术的要求，因此需要结合实际技术标准和要求，对改性剂配合比进行调整与优化，进而保证实际工程建设的整体效果和质量。

1.4.5 SBS掺入量对改性沥青黏性指标造成的影响

通过实际分析可以发现，当改性剂掺入量在3.5%范围内是，改性沥青运动黏度能够满足施工技术的标准要求，更好地提升改性沥青施工的整体质量和效果。根据实际实验结果分析来看，当改性剂掺入少量配比要求不同的时候，实际基质沥青会出现不同的变化。因此，为了能够更好地保证实际工程建设效果和质量，就需要在满足工程技术要求和施工标准的基础上，对改性剂添加量进行调整和控制，确保后续施工的效果和稳定性。

2 改性沥青加工工艺分析

2.1 改性沥青相容性机理

改性沥青主要是由高分子聚合物组成，利用物理和化学的方式，能够将沥青分子结构进行分散、重组，从而形成全新的结构形式。物理共混主要是指代沥青与改性剂混合的阶段中，利用各种物理的方式将改性剂充分搅拌在沥青材料中，保证改性剂与沥青不会产生明显的化学反应，这也就是物理方式的共融。在搅拌的过程中，需要适当的将改性剂加入到沥青材料中，保证改性剂能够充分与沥青材料进行融合，对最终融合的效果进行保障，随着改性剂的不断添加，沥青材料也会出现明显的结构变化，这也是改性沥青相容性的具体分析。

化学交联过程，主要是通过在沥青材料中添加大量的稳定剂，确保改性剂与沥青之间能够产生明显的化学反应，从而对实际结构形态进行转变。因此，在经过物理和化学方式的改性沥青，能够从根本上改善问题的存在，提升改性沥青的整体性能和效益，避免出现各种质量问题。

聚合物之间存在一定的吸附效果，因此在搅拌的过程中也会容易出现离析的情况，相容性主要是将分散的聚合物，按照一定的颗粒直径，均匀地分布在沥青材料中，实际的改性效果较为明显。因此，在改性沥青生产的过程中，需要有效地改善相容性的问题，确保沥青材料搅拌充分，避免产生离析的情况，对沥青材料整体质量造成危害和影响。

2.2 生产基质沥青的选择

改性沥青在生产加工的阶段中，需要在集料沥青中添加少量或者适量的塑性橡胶材料，通过一定的加工手段保证实际材料生产的效果，改性沥青的各项性质都会与基质沥青有着密切的关联。因此，在加工的阶段中，需要对基质沥青的材料质量进行选择，保证基质沥青材料能够满足工程建设的标准要求。通常情况下，改性沥青会按照等级进行划分，而针入度需要控制在25以下，根据不同的基质沥青材料，实际的改性剂添加量也会产生变化，加工人员需要及时对各种材料性能进行把控，从而更好地保证加工生产的效果和质量。

2.3 加工生产工艺分析

在配合比实验完成后，需要严格按照配合比设计的相关要求，对加工条件、配方情况以及加工工艺进行确定，根据实际生产加工的需求量，对沥青材料和改性剂使用量进行确定。在加工的阶段中，需要利用研磨装置对胶体进行研磨，在确保实际产量的同时，确保改性剂和沥青混合的稳定性，实现均匀搅拌的目标。改性剂的添加需要由专业的电子称重系统进行控制，保证实际添加量符合配合比设计的相关标准和要求。在实际生产加工的过程中，需要利用信息化技术手段，对改性沥青配比、加工温度、发育温度、发育时间等关键性的参数进行远程操控。在生产完成后，还需要对沥青材料的各项性能指标进行检测，与原有的材料进行对比，保证各项参数都能够满足实际工程使用标准，按照行业的规范要求和相关条例，对实际检测结果进行分析，更好地保证沥青材料能够满足实际生产的标准和要求。

3 结束语

文章主要针对现阶段改性沥青配合比设计进行分析，通过研究实践和结果分析可以发现，结合工程和基质沥青材料的不同，实际改性剂配合量也会存在明显的变化。为了能够保证工程建设的质量和要求，就需要结合实际建设情况，对配合比进行调整，保证各项参数指标都能够满足技术要求。改性沥青的性能较为良好，能够改善路面病害问题，延长实际路面使用年限，对养护成本进行控制，是今后道路工程建设的主要材料之一。