SBS改性沥青性能的影响因素分析

姚剑虹

【摘 要】随着道路修筑等级的提高及交通量的增大，改性沥青被广泛地运用到工程施工中。基于此，本文在分析SBS改性沥青机理的基础上，从基质沥青、SBS的掺入量、SBS分子量、SBS化学结构等方面，探讨了原材料对改性沥青性能的影响，以供有关部门参考。

【关键词】SBS；改性沥青；分子量；膨化度

现阶段，聚合物改性沥青是一种高附加值、高技术含量的新型筑路材料，其在公路沥青中掺入一定量的聚合物，以提高和改善沥青混合料的路用性能，施工中比较常见的改性剂有SBS、SBR、PE等。与原始的沥青相比，SBS改性沥青的拉伸能力、弹性性能、温度性能等参数，得到了一定的改善。通过长期的实践，我们发现，SBS掺入量、基质沥青等多种因素，都会影响到SBS改性沥青的性能。所以，本文立足于SBS改性沥青原材料的角度，对其主要影响因素进行综合探讨，以期为相关的工程生产提供依据。

1 SBS改性沥青机理

一般来说，改性沥青主要是通过对沥青内部结构体系的改善，使沥青的物理性能得以提升。SBS是一种高聚合物，其在吸收沥青中的饱和分、芳香分后会产生溶胀，进而使得自身的极性发生改变，趋向于胶质。在此过程中，SBS和沥青之间会产生挤压作用，导致两者之间的相容性被改变。除此之外，聚合物粒子能否较好地吸附沥青组分，以及沥青组分能否较好地实现对聚合物粒子的充分溶胀，将直接影响到改性沥青性能的好坏，这是一个动态的过程，其将直接改变聚合物改性沥青的空间结构。

2 SBS改性沥青性能的影响因素

2.1 SBS改性沥青效果与基础沥青的关系

相关资料显示，SBS和沥青的相容性易受到基质沥青的影响，换句话说，基质沥青的组成部分与改性效果直接相关，随着沥青质含量的不断增加，沥青的应力应变特性、改性剂在沥青中的相容稳定性都会产生变化。另外，由于芳香分的不断增加，高聚物通过吸收饱和分小分子，使其比表面积得以增加，促进改性沥青相容稳定体系的形成。在相反的情况下，过多的芳香分将会导致改性沥青的软化点和内聚力下降。

2.2 SBS掺入量对改性沥青性能的影响

SBS的掺入量将会直接影响到沥青组分的重新分配。在这个过程中，饱和分将会减少，而芳香分、胶质、沥青质等都会增加。作为一种高聚物，SBS改性剂将会在沥青中发生溶解，这是一个溶胀过程。一些小分子如饱和分等，因为运动速度相对较快，将会增大高聚物的体积。与此同时，若高聚物的分散度过大，将会增加饱和分小分子的进入量，改性后饱和分的含量则会相对减少。为满足实际施工的需要，在生产过程中应严格控制改性剂的掺入量。

2.3 SBS自身性质对改性沥青的影响

SBS是以丁二烯和n一苯乙烯为单体，采用阴离子聚合制得的线形或星形嵌段共聚物，是一种热塑性弹性体，其自身具备一定的复杂性。相关的研究显示，为改善改性沥青的性能，SBS需要满足以下几个条件：（1）富含B链段，聚合物应具备两个S嵌段；（2）应将S嵌段的相对分子质量控制在104以上。许多施工实例表明：平均分子量、SBS化学结构、膨化度等，都会影响到改性沥青的性质。

2.3.1 SBS分子量对改性沥青的影响

在SBS的组成及支化度确定的条件下，分子量的多少将直接影响改性沥青的粘度的大小。若在沥青中加入分子量相对较高的SBS，改性沥青的粘度上升幅度将会增大，路面的粘合性能也会在一定程度上得到改善。当改性沥青的其他影响因素确定时，可以考虑在生产过程中采用分子量较大的SBS改性剂，增强其和集料的粘附性。大量的实验表明，当线形SBS的分子量达到10万左右时，沥青的改性效果将会产生明显的变化，其路用性能将会在很大程度上得到提高。但是，不是说分子量越大越好，过大的分子量将会增大SBS在沥青中的溶解难度，进而给对改性效果带来负面的影响。

2.3.2 SBS化学结构对改性沥青的影响

相关资料显示：SBS的化学结构一般分为两种，一种是线形结构，一种则是星形结构。相对比之下，前者的分子量较小，这主要是因为SBS的星形结构中存在化学交联点。在星形结构中，由于化学交联点的存在，SBS分子间相互作用力将会增大，进而阻碍分子间的相对运动。这时，可以将星形SBS和配伍性较好的基质沥青一起生产，进而增大改性沥青的粘度，提升其储存稳定性。在具体的生产过程中，将星形SBS与配伍性优良的基础沥青组合，能有效地提升改性沥青的性能。值得注意的是，因为星形SBS微粒形变能力相对线形SBS较弱，所以前者的延度相对后者较小。

2.3.3 SBS膨化度对改性沥青的影响

从上述的论述中，不难发现在SBS改性剂和沥青之间存在一个界面层。而这个界面层的性质，与改性沥青的性质是息息相关，所以要引起重视。在这个界面的形成过程中，必须确保SBS与沥青之间具备一定的接触面积，同时确保其混溶性符合生产要求。因此，在确定好改性剂和沥青之后，可以通过减小SBS的颗粒粒径的方式，提升沥青的性能。

由于在沥青中SBS的溶解性相对较差，因此若其膨化度不足，将会出现颗粒致密的情况。这样一来，沥青中的溶胀作用将会减缓，进而加大高速剪切工作的难度。受剪切时间的影响，膨化度低的SBS在沥青中的分散效果会相对较差，进而导致剪切后的SBS颗粒粒径不合格，影响到改性沥青的路用性能。

3 结语

从本文可以看出，影响SBS改性沥青性能的因素是多方面的，因而在生产实践中要注意以下几点：

（1）基质沥青直接影响SBS改性沥青的性能，所以用于改性的基质各组分要有合理的比例，特别是基质中芳香烃的含量，应将其控制在合理的范围内。

（2）SBS的掺入量影响对改性效果的影响相对突出，在实践应用中应该综合考虑改性沥青成本和改性效果，合理掺入用量。

（3）在材料的选择上，要根据工程实际情况，严格选择基质沥青和SBS改性剂，以便指导SBS改性沥青的生产实践。

随着SBS改性沥青在我国进一步的推广，其必将在我国的道路建设中发挥重要作用。因此不断总结SBS改性沥青在生产实践中的经验，有利于打造出优质的路面工程。

【参考文献】

[1]周伟.SBS改性沥青生产配合比检测技术研究[J].公路与汽运，2014.

[2]曹贵，刘永红，馬晓燕.SBS改性沥青疲劳特性影响因素分析[J].公路交通科技（应用技术版），2014.

[3]沈银玲.高速公路路面施工质量管理浅析[J].价值工程.2010.

[责任编辑：张涛]