稳定剂对SBS改性沥青性能影响的研究

1、年月石油沥青第卷第期试验与研究稳定剂对改性沥青性能影响的研究王铁宝贾鹏李亚娟河北工业大学材料科学与工程学院（天津）中国民用航空大学理学院（天津）摘要研究了稳定剂对改性沥青微观组织形貌和性能的影响。结果表明：稳定剂的加入提高了改性沥青的软化点；改善和基质沥青的相溶性，从而提高了改性沥青的热储存性能；并得出了稳定剂的较佳剂量为。关键词改性沥青相溶性稳定刺显微照片储存稳定性软化点中国高等级公路的迅速发展，以及交通量的迅猛增长，带动了高品质沥青尤其是改性沥青的发展。近些年来，改性沥青成为国内外应用较广泛的改性沥青，由于能同时改善沥青的高低温性能、疲劳寿命、抗撕裂强度和硬度，因此在道路沥青中占有很大份额

2、。但是本身的性质决定其与沥青的相溶性差，与沥青只是部分相溶，在高温储存时容易发生相分离。储存稳定性不好的改性沥青直接影响使用性能口，因此这一直是道路工作者关注的热点。通过物理手段只能有限地改善和沥青的相溶性，为了改善在沥青中的分散，本课题组研究了稳定剂对改性沥青的储存稳定性以及其它性能的影响。试验部分试验原料采用的沥青为一重交通道路石油沥青，其性能指标如表所示。改性剂采用（星型），为白色多孔粒状结构，北京燕山石化公司产品。稳定剂：，浙江绍兴化工有限公司产品。表项目试样制备将基质沥青加热到左右，然后放入改性剂（本研究加入量均为），先低速剪切，然后在、条件下混合分散，制得改性沥青。在改性剂充分溶胀

3、的基础上加入稳定剂后继续搅拌后即可制得成品改性沥青。改性沥青性能测试）常规性能测试改性沥青的软化点、针入度、延度的测试分别按、进行。）存储稳定性试验改性沥青的高温储存稳定性可用离析试验来评价。离析试验是将改性沥青加热后倒入铝制牙膏皮中（直径，高），将其密封后在垂直静置后取出，然后放入到一的冰箱中冷却，将冷却的试管取出后平均分成三段，分别对上下两部分的软化点进行测定。根据软化点的差值来判断改性沥青的稳定性，差值越小，说明稳定性越好。一基质沥青的性能指标性能指标试验结果与分析稳定剂对高温性能的影响稳定剂对改性沥青的软化点、针入度的影响如图所示。由图可以看出，稳定剂收稿日期：。作者简介：王铁宝男，助

4、教，硕士从事材料性能方面的研究，河北工业大学材料科学与工程学院。软化点针入度（）延度（）延度（）第期王铁宝等稳定剂对改性沥青性能影响的研究加入后，能够使改性沥青的软化点进一步升高，且随着稳定剂含量的增大改性沥青的软化点有一直增高的趋势，但改性沥青软化点的提高幅度逐渐变缓；稳定剂的加入使改性沥青的针入度有所降低，但是随着含量的逐渐增大，针入度也逐渐增大，整体看来稳定剂的加入对改性沥青的针入度影响不明显。稳定剂之所以能使改性沥青软化点升高主要是因为稳定剂和基质沥青的某些组分及发生了交联反应，同时降低相界面的表面张力，增加两相之间的亲和力，使改性沥青中的聚合物相与基础沥青相之间形成一层比较厚的相界面

5、吸附层，增大了沥青的粘度。七；篁群稳定剂含毽图稳定剂的掺量对软化点、针入度的影响稳定剂对低温性能的影响在低温下，沥青中分子链段流动速度下降，分子间距离缩短，分子作用力增加，结果会使沥青基材脆性增加，因此改性沥青的低温延度是评价沥青低温性能的一个重要指标。图是稳定剂的不同含量对改性沥青低温性能的影响。从图可以看出稳定剂的加入使改性沥青延度有所降低，且稳定剂的含量和延度的大小成反比，这是因为：（）有较好的伸缩性能，少量的稳定剂加入，使在沥青中形成稀疏网络。在外力作用下，网络很容易伸展变形，降低切向应力，使纵向伸长，表现为延度很大。稳定剂含量的增加，使和沥青以及之间产生交联，体系中网络更趋发达，抵抗

6、外力作用增强，而切应力难于降低；（）从复合材料的角度考虑，延度是材料塑性的体现。加入稳定剂后改性沥青强度增大，而材料的强度和塑性是相互“矛盾”的两个性能指标，材料的强度提高对其塑性产生了不利的影响。所以随着稳定剂含量的增加，低温延度逐渐降低，因此考虑到沥青的综合性能，稳定剂的含量不宜过高。吕之一兽型剽稳定剂龠鞋，图稳定剂的掺量对延度的影响稳定剂对沥青储存稳定性的影响改性沥青的储存稳定性也是评价改性沥青的一个重要指标。稳定性不好的改性沥青经高温储存后会发生聚合物的团聚，导致改性沥青性质不均匀，因此储存稳定性的好坏直接影响到改性沥青的使用性能。表为稳定剂对改性沥青储存稳定性的影响。由表可知，不加稳

7、定剂时，改性沥青上、下软化点差达，说明在热储存期间，聚合物从沥青中析出而分层明显，分层后上部以聚合物为主，下部以沥青为主，因此，热储存稳定性达不到规范要求。加入稳定剂后的改性沥青上、下软化点差明显较小，随着的含量的增大改性沥青的软化点差逐渐减小，达到了储存稳定性的要求，不太理想的是储存后的上、下层软化点低于分层前的软化点。考虑对延度影响，稳定剂宜选。表改性沥青储存稳定性结果稳定剂对改性沥青微观结构的影响和沥青的相溶性是影响改性沥青性能的关键因素。为了直观的了解稳定剂对改性沥青性能影响，利用荧光显微镜，对改性沥青的微观结石油构进行了观察，其试验结果如图所示。图（）是改性沥青的显微照片。可以看出是

8、以小颗粒的形式悬浮于沥青中，和沥青之间相界面比较清晰。由于沥青自身的结构十分复杂，只是吸收了沥青中极性和溶解度参数相近的组分进行溶胀，此时的界面层厚度较小，粘结强度较弱，热储存过程中由于分子热运动以及密度差极易使界面层破坏，因此出现上面所提到的离析问题。图（）是加入稳定剂的改性沥青的显微形貌。可知，和沥青已经很好的融为一体，均匀弥散的分布在沥青中，已没有明显的相界面，因为稳定剂的加入使和沥青之间发生了交联、接枝等化学反应，因此稳定剂加入后与基础沥青相之间形成了稳定的相界面吸附层，增加了改性剂和沥青间亲和力，明显的改善了和沥青的相溶性和界面稳定性，所得的改性沥青的热储存性能比较好。图改性沥青的显

9、微组织形貌（）图为加入的改性沥青热储存后的上部和下部显微照片。从图中可以看出经热储存后的改性沥青显微照片的上部和下部几乎相同，和热储存前的改性沥青相比也没发生太大变化，没有发生聚合物和沥青的分层以及团聚现象，沥青年第卷说明和沥青的相溶性较好，界面结合强度较强，因此得到的改性沥青是稳定的。图改性沥青热储存后的显微组织（）结论）对于一定改性剂含量的改性沥青，稳定剂的加入使改性沥青的软化点提高左右；）稳定剂的加入对改性沥青的针入度影响不大，加入时针入度有先减少后增加的趋势；）稳定剂的加入能够明显的改善和沥青的相溶性，从而提高了改性沥青的热储存性能，本研究中稳定剂的较佳剂量为。参考文献郭淑华等聚合物对

10、改性沥青性能影响的综合评价公路交通科技，（）：黄卫东，孙立军等改性沥青流变性质与显微结构的关系同济大学学报，（）：，。（）：，公路改性沥青路面施工技术规范孙大权，吕伟民反应性改性沥青热储存稳定性研究中国公路学报，（）：第期王铁宝等稳定剂对改性沥青性能影响的研究，（，），（力，）：，：；短讯度，降低根据经验确定沥青层厚度的不经济性和盲目性。目前，应地方交通部门的要求交通运输部公路科学沥青路面柔性基层研究院正在结合一些地方特点为其编制该项技术的应用使用技术研究通过鉴定指南，加大推广应用力度。（沥青情报站供稿）日前，“普通沥青路面柔性基层使用技术研究”通过山西省科技厅组织的成果鉴定。陕西采用超薄磨耗

11、层养护道路该研究依托于山西省临县苛大二级路，在这条路上日前，陕西省率先采用“同步施工超薄磨耗层技术”，修建的级配碎石柔性基层沥青路面结构试验路表完成了绕城高速路面的养护施工。新技术不但能现出了很好的使用性能，试验路段没有出现横向裂缝没有效降低成本，而且可以延长道路使用寿命以上。有水损坏，沥青层没有产生推移，在重载交通条件下，沥超薄沥青混凝土磨耗层技术，主要用于高等级沥青青路面表面的车辙深度几乎与同路段的半刚性基层沥青或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护。施路面结构一样。工过程中利用改装过的摊铺机，就可同步完成改性乳化柔性基层沥青路面具有良好的抗水损坏和抗开裂的沥青喷洒和热沥青混合料摊铺

12、。再经过钢轮压路机的碾能力，与半刚性基层沥青路面形成了很好的互补，特别是压，早期病害路面就可以焕然一新。按理论上测算，一般在多雨潮湿地区，级配碎石柔性基层沥青路面因其结构高速公路路面使用寿命至少在以上，但优良的超薄沥内部良好的疏散排水能力为遏制路面结构水损坏的发青混凝土磨耗层使用寿命可长达。同时磨耗层生，提高和延长沥青路面的长期使用性能奠定了基础。而表面粗糙可增加车轮的抗滑性；降噪性、渗水性好，可以其良好的级配还可以充分吸收和消减反射裂缝。使得沥大大减少雨天常见的水雾。提高能见度。尽管磨耗层仅有青路面结构设计更具经济性和科学性。由于采用级配碎厚，但却能与原有路面紧密结合、推移病害这对节石柔性基

13、层后，沥青层成为沥青路面结构的主要受力层，能降耗有较大的实用价值。设计人员可以根据交通量和交通荷载大小设计沥青层厚（沥青情报站供稿）稳定剂对SBS改性沥青性能影响的研究作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：王铁宝， 贾鹏， 李亚娟， Wang Tie-bao， Jia Peng， Li Ya-juan王铁宝,Wang Tie-bao(河北工业大学材料科学与工程学院,天津,300130)， 贾鹏,李亚娟,Jia Peng,Li Ya-juan(中国民用航空大学理学院,天津,300300)石油沥青PETROLEUM ASPHALT2008，22(5)0次参考文献(5条)1.郭淑

14、华 聚合物对改性沥青性能影响的综合评价期刊论文-公路交通科技 2003(03)2.黄卫东.孙立军 SBS改性沥青流变性质与显微结构的关系期刊论文-同济大学学报 2003(08)3.Wen Guian.Zhang Yong Rheological characterization of storage stable SBS modified asphalts 20024.JTG F40-2004.公路改性沥青路面施工技术规范5.孙大权.吕伟民 反应性SBS改性沥青热储存稳定性研究期刊论文-中国公路学报 2002(04)相似文献(10条)1.学位论文 高华 利用克拉玛依稠油沥青制备SBS改性沥青

15、2006克拉玛依环烷基石油沥青粘附性好和高低温性能优异，但是以克石化公司生产的道路沥青为原料研制SBS改性沥青，由于沥青中芳烃、沥青质和硫含量少，存在着SBS改性剂与沥青相溶性和配伍性差问题，采用现有的常规改性方法，改性剂在沥青中分散不均匀、不稳定，易分离出来，不能生产合格的改性沥青产品。本课题主要以克拉玛依石化公司生产的沥青为原料，通过研究克拉玛依沥青的组分、SBS改性剂种类和加入量、制备技术、稳定剂等对SBS改性沥青性能的影响，采用胶溶剂助溶分散加化学反应的方法一母液化学复合法进行试验，解决了克拉玛依沥青与SBS改性剂的相溶性和配伍性差的缺陷，研究确定出适宜的基质沥青(原料)、研制评选出价

16、廉、无污染的化学稳定剂，在大量实验的基础上，生产出符合聚合物改性沥青标准(JTG F40-2004)中SBS改性沥青技术要求的产品。为进一步验证SBS改性沥青的性能，对改性沥青的热稳定性能和沥青混合料性能进行了综合评价。评价结果表明，研制的SBS改性沥青产品性质优越，改性沥青体系具有较好的相溶性和稳定性，可以长期贮存；还具有优异的路用性能，即具有良好的高低温性能和抗老化性能，完全能够满足沥青路面对高性能沥青的要求。2.期刊论文 任兴荣 SBS 改性沥青质量控制因素分析 -黑龙江交通科技2010,33(2)从SBS改性沥青配合比设计原料选择、配伍性、改性剂的品种、掺加剂量以及生产工艺方面作简要分

17、析,总结原材料和工艺过程中影响质量的因素.3.期刊论文 周国健 浅析SBS改性沥青的高温稳定性 -湖南交通科技2008,34(2)针对SBS与基质沥青的相溶性问题,特别是与国产沥青的相溶性问题,从基质沥青的选择、改性剂量、化学助剂、稳定剂和工艺变化5个方面提出了解决sBs与基质沥青的相容性的方法.4.学位论文 趙振辉 聚合物改性沥青新产品的开发 2003该文以石蜡基原油生产的丁烷脱油硬沥青(DOA)和催化裂化拔头油浆为改性沥青基础调和组分,研究了基质沥青的化学组成对改性沥青性能的影响.考察了不同的制备工艺、SBS种类及用量、稳定剂加入量、反应温度、反应时间以及低温延度改进剂种类及用量对改性沥青

18、性质的影响,并对有关的工艺参数进行了优化.用荧光显微镜对改性沥青的微观结构进行了分析,用八五攻关提出的沥青性能评价体系对改性沥青的综合性能进行了评价,并对SBS改性沥青的机理进行初步的理论探讨.研究表明:基质沥青的化学组成对改性沥青的性能影响很大,选择组分系数Ic值介于4043的沥青调和组分调合的沥青具有良好的低温性能,其5延度可达到69150cm.聚合物SBS是一种良好的改性剂,不同结构的SBS对沥青的改性效果有一定差异,星型结构的SBS改性效果好,但与基质沥青相溶性差,线型结构的SBS改性效果不如星型,但相溶性较好.不同SBS加入量对改性沥青性能有较大影响,从兼顾产品改性效果和经济性考虑,

19、加入4mSBS比较合适.加入交联稳定剂可以提高改性沥青的储存稳定性以及高、低温性能;使用合适的低温延度改进剂可以达到提高软化点和低温延度、降低针入度的目的.提高反应温度或延长反应时间均可以改善SBS改性沥青的感温性和高低温性能,但过高的反应温度或过长的反应时间会导致改性沥青的热老化加剧.SBS、交联稳定剂、低温延度改进剂和工艺条件的协同作用,可以明显改善沥青的高、低温性能,提高其适应不同气候条件的能力.5.期刊论文 黄玮.丛玉凤.廖克俭.赵海燕 辽河减渣为基质沥青的SBS改性沥青储存稳定性 -抚顺石油学院学报2003,23(2)在评价SBS改性沥青储存稳定性的基础上,对国内外已报道的无机物类稳

20、定剂进行了筛选.并研究了无机物类稳定剂对辽河减渣为基质沥青的SBS改性沥青储存稳定性的影响.实验结果表明,使用无机物为稳定剂,改善了基质沥青与聚合物改性剂之间的相溶性,能很好地提高以辽河减渣为基质沥青的改性沥青与SBS改性剂的溶解度,使SBS改性沥青上下层软化点之差在0.2 左右,远远低于交通部JTJ036-98标准.同时,由于稳定剂的加入,提高SBS改性沥青的储存稳定性,即使在长期储存和运输过程中,改性剂与基质沥青之间也不发生分层、离析现象,有效地克服了目前沥青路面施工中普遍使用的现场拌和法、母液法和预处理等方法所存在的缺点,可以在沥青生产过程中将稳定剂一次性加入,即减少了沥青路面施工成本又

21、减少生产步骤.6.期刊论文 李泽鹏.李国正 浅谈SBS改性沥青的加工与生产 -中小企业管理与科技2008,(10)SBS改性沥青以其突出的的路用性能已逐渐被公路建设行业所认可,并不断推广使用,本文从SBS改性沥青相溶性机理和原料选择、生产、存储等工艺方面做了相关介绍.7.学位论文 蔺习雄 克拉玛依SBS改性沥青技术研究 2004为了提高道路沥青的质量,满足沥青路面日益苛刻的性能要求,本文主要以克拉玛依石化公司生产的沥青为原料,通过研究克拉玛依沥青的组分、SBS改性剂种类和加入量、制备技术、稳定剂等对SBS改性沥青性能的影响,解决了克拉玛依沥青与SBS改性剂的相溶性和配伍性差的缺陷,生产出符合聚

22、合物改性沥青标准(JTJ036)中SBS改性沥青技术要求的产品,按SHRP计划的分级达到PG76-34等级.为进一步验证SBS改性沥青的性能,对改性沥青的热稳定性能和沥青混合料性能进行了综合评价.评价结果表明,研制的SBS改性沥青产品性质优越,改性沥青体系具有较好的相溶性和稳定性,可以长期贮存;还具有优异的路用性能,即具有良好的高低温性能和抗老化性能,完全能够满足沥青路面对高性能沥青的要求.8.会议论文 谢雷东.付海英.李林繁.虞鸣.窦大营.姚思德 辐射接枝SBS改善道路沥青的性能 2006本文利用辐射接枝方法改性SBS热塑性弹性体,并应用于道路沥青改性剂.研究表明,长时间高速剪切下,沥青的粘度变大,存在老化现象;辐射接枝SBS共聚物可有效改善共混体系的相溶性和分散稳定性,改性沥青的粘流活化能比基质沥青大大提高,改性沥青的温度敏感性降低,高温抗车辙能力、低温抗裂性能都有了明显的改善.9.期刊论文 徐安花.李宜池.房建宏 JSR ROADEX U-改性沥青混合料的低温性能试验 -青海交通科技2003,(3) 通过室内试验和工程实践分析,ROADEX U-改性剂与兰州炼油厂生产重交110号沥青具有较好的相溶性,按8%的比例掺配ROADEX U-改性剂后,能明显提高沥青混合料的低温抗裂性能,可在青海省沥青路面工程中推广使用.10.学位论文 朱宝华 纳米层状硅酸