輻射改性sbs高粘度瀝青在新型環(huán)保排水性瀝青路面中的應(yīng)用

1、1輻射改性輻射改性SBS高粘度瀝青在新型環(huán)保排水性瀝青路面中的應(yīng)用高粘度瀝青在新型環(huán)保排水性瀝青路面中的應(yīng)用謝雷東姚思德李林繁李銀濤虞鳴（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所輻射技術(shù)應(yīng)用中心上海201800）摘要摘要利用輻射接枝技術(shù)對(duì)SBS（苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物）進(jìn)行改性，改善SBS與極性材料共混相容性，并提高材料力學(xué)性能和抗老化、耐侵蝕性能。輻射改性SBS用于制備高粘度改性瀝青，可應(yīng)用于新型環(huán)保瀝青路面—排水性瀝青路面。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞S

2、BS輻射改性高粘度改性瀝青排水性瀝青路面1.前言前言隨著高等級(jí)公路的大量興建，車輛行駛速度大幅提高，道路的安全、環(huán)保性能受到廣泛關(guān)注，近年來，一種新型環(huán)保路面—排水性瀝青路面逐漸興起。排水性瀝青路面（DrainingAsphalt）是指能夠在混合料內(nèi)部形成排水通道的多孔性瀝青混凝土面層，雨水可以滲入路面之中，并由路面中的連通空隙向路面邊緣排走，這樣雨天道路表面不存在很厚的水膜，避免產(chǎn)生水飄、濺水和水霧，同時(shí)，這種多孔性路面還具有降低噪聲

3、、防眩光以及在炎熱的夏季調(diào)節(jié)路面溫度等功能，從而既能有效保證行車安全，又利于環(huán)保。圖1雨天排水性路面與普通路面的對(duì)比2.排水性瀝青路面發(fā)展概況排水性瀝青路面發(fā)展概況發(fā)達(dá)國家出于安全及環(huán)保目的，已普遍在高速公路和城市道路中使用排水性瀝青路面，德國等歐洲國家60％的高速公路鋪裝了排水性瀝青路面。日本在上世紀(jì)80年代后期開始從歐洲引進(jìn)排水性瀝青路面技術(shù)，雖然起步較晚，但發(fā)展速度非?？?。日本建設(shè)省土木研究所通過對(duì)試驗(yàn)路的跟蹤觀測(cè)，認(rèn)為這種路面耐

4、久性可以與普通瀝青路面相當(dāng)。隨后，日本道路協(xié)會(huì)頒布了排水性路面技術(shù)指南。1999年日本道路公團(tuán)做出規(guī)定，要求今后所有管轄的新建或改建的高速公路表面層都必須采用排水性瀝青路面鋪裝。目前日本70%的高速公路都使用排水性瀝青路面。近年，國內(nèi)一些城市陸續(xù)鋪設(shè)了排水性路面試驗(yàn)路。如西安咸陽機(jī)場(chǎng)高速公路所鋪的排水性路面，其長(zhǎng)度13.5km，計(jì)37100m2。實(shí)際應(yīng)用證明，排水性路面具有抗滑性好、不積水、水霧少、行車安全，高溫穩(wěn)定性好、抗車轍能力強(qiáng)，

5、噪聲低、防眩光等突出優(yōu)點(diǎn)。3穩(wěn)定劑、抗氧劑以及粘接性樹脂、無機(jī)填料等組分，改性劑配方中SBS僅占50%左右。對(duì)于高粘度瀝青，SBS含量要達(dá)到7%左右才能保證性能指標(biāo)，因而需要較高的改性劑摻量。以目前國內(nèi)使用最多的日本TPS高粘度瀝青改性劑為例，TPS國內(nèi)價(jià)格在50000元噸以上，是普通SBS改性劑的近3倍，TPS摻量要達(dá)到15%左右，使用TPS修建排水性瀝青路面，造價(jià)要比普通路面高35%以上，大大制約了排水性瀝青路面的推廣。本工作利用獨(dú)

6、特的輻射技術(shù)，在SBS分子鏈上接枝功能化單體，提高SBS與瀝青的相容性與混合穩(wěn)定性，并通過適度交聯(lián)，在不影響SBS分散性能的前提下，使線性SBS發(fā)生支化，通過支化分子鏈的纏結(jié)作用，進(jìn)一步強(qiáng)化SBS的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。輻射改性SBS用于制備高粘度瀝青，可以不借助于相容劑、穩(wěn)定劑和粘接性樹脂，顯著改善SBS的分散穩(wěn)定性，有效避免在高摻量下發(fā)生相分離和相反轉(zhuǎn)，并大幅提高改性瀝青的60℃粘度。有意思的是，流變性能研究表明，輻射改性SBS的支化分

7、子鏈纏結(jié)效應(yīng)對(duì)剪切速率比較敏感，在高剪切作用下，容易發(fā)生物理解離（或稱解糾纏），即在常溫和低剪切速率的路面使用條件下，具有很高的粘度，而在高溫和高剪切速率的加工條件下，粘度并不過高。所以，采用這種高粘度瀝青，在160～170℃下與石料拌和時(shí)，拌和機(jī)的負(fù)荷并不增大，具有較好的加工性能。目前，初步研制的高粘度瀝青改性劑，經(jīng)上海市浦東路橋股份有限公司（浦東建設(shè)600284）試驗(yàn)和檢測(cè)，性能指標(biāo)如下。表2輻射改性SBS高粘度瀝青改性劑性能指標(biāo)試

8、驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)項(xiàng)目摻量8％摻量9％摻量10％摻量11％日本產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)25℃針入度47.844.242.941.841.04050軟化點(diǎn)(℃)92.895.596.4111.794.7≥805℃延伸度(cm)53.244.333.728.3－≥3015℃延伸度(cm)－－－－90≥10060℃動(dòng)力粘度(Pa.S)361200478000500000500000500000≥20000135℃運(yùn)動(dòng)粘度(Pa.S)2.393.945.406.263

9、.50－針入度指數(shù)PI－1.341.501.70－≥0當(dāng)量軟化點(diǎn)(℃)－63.1064.4066.10－－當(dāng)量脆點(diǎn)(℃)－22.723.624.1－－相關(guān)系數(shù)R－0.99980.99970.9996－≥0.997粘韌性（N.m）26.2625.4027.3036.9025.9≥20韌性（N.m）19.4519.2718.4027.6015.1≥15老化后質(zhì)量損失(%)－0.22－－0.51.0老化后25℃針入度－35.20－－－－老化后