（1.甘肃路桥建设集团养护科技有限责任公司 甘肃 兰州 730050）
（2.甘肃省道面工程技术研究中心 甘肃 兰州 730050）
【摘 要】为了研究SBS改性剂在改性沥青当中的形态分布，分析SBS改性沥青影响因素。通过荧光显微镜对SBS改性沥青进行形态采集，采用SBS改性剂剂量变化、SBS改性沥青发育时间变化和储存温度变化，来分析改性沥青的形态特征变化。其结果表明，SBS改性剂在沥青中的剂量存在上限，最高掺量不宜超过8.1%，SBS改性沥青的发育时间建议在120～150分钟，同时对SBS改性沥青进行测试时的温度在160～180℃。
【关键词】SBS改性沥青；荧光显微测试；剂量
【Abstract】In order to study the morphological distribution of SBS modifier in modified asphalt, the influencing factors of SBS modified asphalt were analyzed. The SBS modified asphalt was collected by fluorescence microscope. The change of morphological characteristics of modified asphalt was analyzed by SBS modified dose change, SBS modified asphalt development time and storage temperature change. The results show that SBS modifier in the asphalt dose of the upper limit, the maximum content should not exceed 8.1%, SBS modified asphalt development time is recommended in 120~150 minutes, while the SBS modified asphalt temperature test 160~180℃.
【Keywords】SBS modified asphalt; Fluorescence microscopy; Dose
【中图分类号】U414 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0237-03
1.前言
SBS改性沥青凭借其优异的高温稳定性和低温抗裂性在沥青路面上得到了极大的应用。但是，由于SBS改性沥青为黑色材料，具有强吸光性，采用荧光显微技术动态分析SBS改性沥青的微观状态，则具有极大的优势。荧光显微技术分析SBS改性沥青在国内已经多次应用，其利用SBS改性剂在荧光的作用下，不饱和双键会激发而沥青不被激发的性能特点，可以形成清晰的影像。胡奎等人对SBS改性剂在沥青当中分布的粒径进行了细致的研究，通过粒径反映SBS改性沥青的性能[1]，但是对于影响荧光显微的相关因素未做细致研究。王明等人通过对改性沥青的掺量进行细致的研究，认为SBS掺量在4%~5%时的改性沥青性能最佳[2]，但是对更高剂量的改性沥青并未进行相关测试。肖鹏等人将荧光显微照片中SBS改性剂的面积同沥青的性能建立联系，发现二者具有很好的相关性[3]。樊亮等人也对荧光显微测试方法提出了自己的观点，认为需要在特定的条件下进行SBS改性沥青的荧光显微分析[4]。
本文通过对不同SBS改性剂剂量的改性沥青，在不同的温度发育时间和环境下进行沥青荧光显微观测，来研究SBS改性沥青制备工艺和沥青的荧光显微测试之间的关系。
2.试验部分
2.1 原材料性能
制备SBS改性沥青的基质沥青采用韩国SK90号A级沥青，其性能如表1所示。
改性沥青助剂为兰炼石化生产的减四线抽出油，SBS改性剂为岳阳石化生产型号为1301-1线性改性剂，外观为白色蓬松状颗粒，稳定剂采用甘肃路桥建设集团养护科技有限责任公司自主开发的兆力牌稳定剂。
2.2 室内试验生产参数
生产设备：FLULK高速分散乳化机；剪切速率：5000转/分钟；剪切温度：180℃；剪切时间：30min；
发育设备：0~300℃烘箱，控温精度：1℃；发育温度：175℃；发育时间： 2.5小时。
2.3 试验方案
针对SBS改性沥青的微观形态测试，分别采用SBS含量为4.5%、5.4%、6.3%、7.2%和8.1%五种掺量制备改性沥青，待剪切完毕后发育取样，观察在这段时间内SBS改性沥青形态发生的变化。具体的制备工艺如图1所示。
(d) (e) (f)
图2 不同剂量SBS改性沥青荧光显微照片
图2中，a图SBS掺量为0，b图中SBS掺量为4.5%，c图中SBS掺量为5.4%，d图中SBS掺量为6.3%，e图中SBS掺量为7.2%，f图中SBS掺量为8.1%。从图中可以看出，基质沥青在荧光照射下不激发，而SBS改性剂在荧光照射下激发出黄色的影像。同时可以看出，随着SBS改性剂剂量的提高，荧光激发的亮度也越来越高，但是在掺量达到8.1%的时候，荧光出现变暗的现象，表明SBS的掺量也达到了一个极限值。通常认为，SBS改性沥青随着改性剂剂量的增大性能呈现出上升的趋势，但是通过荧光显微镜可以看出，SBS改性剂的剂量不断增高的同时，沥青相和SBS相从分散相向连续相过渡，在达到8.1%的时候，出现了晦暗的现象。表明在此掺量时，SBS改性沥青的形态已经发生了巨大的变化，无法再称之为SBS改性沥青。在具体的实验中也发现，当SBS掺量达到8.1% 的时候，沥青样品呈现出高粘度的胶状材料，沥青的各项指标已经很难测试。通过掺量试验可以看出，SBS改性剂在沥青当中的剂量存在上限。
2.5.2 不同储存时间下改性沥青的形态
图3 不同储存时间下改性沥青的形态
图3表示SBS改性沥青当中的SBS改性剂掺量在5.4%时，不同发育时间下沥青的形态变化。a图、b图、c图、d图、e图和f图分别代表剪切完毕后发育10分钟、20分钟、40分钟、90分钟、120分钟和150分钟时改性沥青的形态。从图中可以看出，随着发育时间的延长，SBS改性剂呈现出一种溶胀扩展细化的过程。剪切完毕开始发育可以看出，初始阶段SBS改性剂颗粒较大，亮度较高，而且改性剂边缘形态和沥青相之间的界限清晰。随着发育时间的延长，SBS改性剂颗粒逐渐细化，亮度逐渐降低，SBS相和沥青相之间的界限也越来模糊。当发育时间达到120分钟以后，基本已经无法分清SBS相和沥青相，表明此时SBS改性沥青发育完成。从SBS改性沥青发育时间上来看，SBS改性剂最佳的发育时间在120分钟～150分钟，发育时间不能太短也不能太长。太短，则SBS改性剂还没有溶胀完成，改性沥青的性能不能全部发挥，发育时间太长，则存在老化的迹象。
2.5.3 不同储存温度下SBS改性沥青的形态
图4 改性沥青不同储存温度下的形态
图4中的a图、b图、c图、e图、d图和f图分别代表SBS改性沥青在60℃、80℃、100℃、130℃、160℃和180℃下的形态。从图中可以看出，在储存温度较低时，SBS改性剂呈现出球状分布，而且SBS改性剂和沥青之间的相态分离十分明显，随着储存温度的不断提升，SBS改性剂的形态逐渐从球状变成线性分布，再变成网络状分布。反映出SBS改性剂在温度的作用下，形态发生改变的过程。这一点在沥青形态上也可以看出，在温度较低时，SBS形态会出现肉眼可见的颗粒状状分布，而随着温度的升高，SBS形态在热力学作用下又重新分布细化，发挥改性沥青自身的性能。这一点与规范要求的沥青浇样温度在软化点以上90℃是相符合的。SBS改性沥青的软化点基本在75℃以上，则沥青的浇样温度基本在165℃以上，在这个温度时，SBS改性剂在沥青中基本呈现出网状分布，发挥着改性沥青的真实性能。若低于此温度，SBS改性剂回缩，更多呈现出基质沥青的特征。
3.结论
通过对SBS改性沥青的荧光分析可以可以得出以下几条：
（1） SBS改性沥青当中的SBS含量并非越高越好，存在上限，不建议超过8.1%的含量；
（2）SBS改性沥青在发育过程中存在最佳发育时间，建议发育时间为120分钟～150分钟；
（3）SBS改性沥青性能的体现需要一定的温度范围，建议进行改性沥青温度试验时，改性沥青的温度在160～180℃。
参考文献
[1]胡奎,韩森,周靓,石伟,薛雪. SBS聚合物在沥青中溶胀直径及其与沥青性质的关系[J].公路交通科技,2015,32(10):6-12.
[2]王明,刘黎萍.基于荧光显微镜的SBS改性沥青显微相态分析[J].交通科学与工程,2014,30(3):10-14.
[3]肖鹏,康爱红,刘蓓蓓.荧光显微分析方法量化改性沥青性能的研究[J].石油沥青,2005,19(3):45-48.
[4]樊亮,马士杰,林江涛,王林.荧光显微分析技术在沥青研究中的应用[J].公路工程,2011,36（2）:70-73.
[5]康爱红,张吴红,孙立军.改性沥青荧光显微观测样本制备方法[N].四川大学学报（工程科学版）,2012,44(2):154-158.
甘肃省科技厅中小企业创新基金项目（项目编号：1604JCCA147）
甘肃省建设厅 科技攻关项目（项目编号：kjggxm2015-235）
论文作者:冯新玉,王兆力,张星宇
论文发表刊物:《建筑知识》2017年12期
论文发表时间:2017/7/14
标签：改性沥青论文; 沥青论文; 荧光论文; 改性剂论文; 形态论文; 温度论文; 时间论文; 《建筑知识》2017年12期论文;