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1、干法SBS改性技术在高速公路工程上的应用与成本分析摘要：干法SBS改性技术能够有效解决湿法SBS改性沥青存在的质量管理和 储存变质难题，可适用于更多的基质沥青种类，施工组织的机动性也得到根本性 改变。为研究干法SBS改性技术在高速公路工程上的应用效果，本研究依托银百 高速，以SBS-T改性剂、韩国sk 90号A级道路石油沥青为原材料进行了室内及 试验段的应用研究，同时将湿法改性与干法改性两种方案的成本进行对比分析。 结果表明，采用干法SBS改性技术铺筑的高速公路试验路段符合性能及质量评价 的要求，且能够明显降低生产成本，具有很大的推广应用价值。关键词：高速公路；干法SBS；改性沥青；应用研究1
2、 前言SBS改性沥青因本身独有的兼具橡胶和塑料的双重特性，逐渐成为应用最多 的改性沥青。根据使用方法不同，SBS改性沥青可以分为湿法和干法两种工艺。 其中“湿法”改性工艺制备过程中需要使用大功率高速剪切机或胶体磨对SBS改 性剂进行充分溶胀、剪切、发育等关键工艺处理，并需要掺和一定数量的相容剂 调节剂、稳定剂等，以确保SBS改性沥青的品质。但是在20余年工程实践中SBS 改性沥青也暴露出了诸多技术和管理难题：（1） SBS改性沥青与基质沥青相容性 差，分散均匀性欠佳，易从沥青中离析；（2）SBS改性沥青在加工工艺中温控难 度大，并且易受热发生分子链断裂，降解和产生基质沥青老化现象；（3）SBS
3、改 性沥青质量层次不齐，大多存在SBS改性沥青掺量达不到要求；（4） SBS改性沥 青热贮存稳定性差，存在储存、运输过程中性能衰减、变质问题。干法SBS改性剂（SBS-T）是以SBS为主要改性成分，经过一定工艺制备成 的、可直接投放于沥青混合料拌缸，实现快速熔融并发挥相应改性作用的新型速 熔型SBS材料。干法SBS改性技术是将干法SBS改性剂直接投放于拌和楼拌缸、与基质沥青和矿料拌和生产 SBS 改性沥青混合料的新型改性工艺。该技术避开了 湿法 SBS 改性沥青存在的质量管理和储存变质难题，对基质沥青种类实用性更广 大大加强施工组织的机动性。为评价环保型干法SBS改性技术的应用效果，本文以干法
4、SBS改性剂(SBS-T)、90 号 A 级道路石油沥青为主要原料，依托于银百高速公路工程项目对干法 SBS 改性技术的实用性和经济性进行深入的研究。2 原材料的选择干法SBS改性剂选用直投改性剂SBS-T，其技术要求参照公路干法SBS改 性沥青路面技术指南(T/CHTS20003-2018)中相关要求。主要性能指标如表1 所示。表 1 干法 SBS 改性剂的主要性能指标项目 单位技术要求试验结果外观均匀，无明绿色、均匀 显色差灰分含量%5.00.020熔融指数g/10min2.04.01干拌分散- 无颗粒残留 无颗粒残留 性基质沥青采用韩国sk 90号A级道路石油沥青，其主要性能指标满足公路
5、沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）要求，如表2所示。表2基质沥青的主要性能指标技单试指标术要位验结果求2273闪点，不小于C30.805针入度（25C, 5S,100g).1mm08072针入度指数PI，不小于/-/0.4c3延度(5C, 5cm/min)，不小于m032775.软化点（环球法），不小于C05弹性恢复（25C）,不小于%890贮存稳定性离析，48h软化点差软化点差，不大于2C.51.00.0质量损失%1.004针入度比680.薄膜加热试验(25C)，不小于%56延度(5C),不c223小于m0干法SBS改性剂与基质沥青的配伍性检验按T/CHTS 20003-201
6、8进行，其性能符合要求。表3干法SBS改性剂与基质沥青配伍性检验技术要求性能等级及技术要求试验项目单位试验结果I-C延度（5C,30475cm/min)cm软化点TR&BC6084.5弹性恢复（25C）%75983室内研究3.1改性剂最佳用量的验证本研究采用推荐的改性剂掺量，即干法SBS改性剂用量为沥青用量的6%,制 备得到干法SBS改性沥青，对主要技术指标进行研究，并与“湿法” SBS改性沥 青进行对比，结果如表4所示。表4 “干法”和“湿法” SBS改性沥青主要技术指标对比干BS 湿试验方法法SBS检验项目单 （I- 法”改性剂 位 C）技 SBS+基质 术指 改性沥青标 沥青针入度（25
7、C,100g，5s）75 T 0604 .1mm 080 20.针入度指数PI，不小0.4 0.13 3延度（5cm/min,c3347T06055C），不小于m027784软化点T，不小于CT0606R&B05.5.5运动粘度1P321.T0625（135C），不大于as.0.5965252234闪点，不小于C3073.87T06119999溶解度，不小于%99.35.85T0607弹性恢复（25C），%8998T0662不小于00贮存稳定性离析，48hC212.T0661软化点差，不大于.5.03实g1 1.密度（25C）测记T 0603/cm3.026 038录TFOT （或RTFOT）
8、后残留物 0 -质量变化，不大于%1.0.0040.072T 0609针入度比（25C）,不小于T 060468% 9250.634 T 0605c22 延度（5C），不小于m03干法SBS改性剂（掺量为5.66%） +基质沥青在延度、软化点、闪点、弹性恢 复、残留针入度比（25C）、残留延度（5C ）性能上相对传统“湿法” SBS （I-C）改性沥青有较大的提升。3.2 生产配合比设计的验证本研究中、上面层沥青混合料配合比各档热料比例为：（ll-16mm）碎石：7-llmm碎石：4-7mm碎石：机制砂：矿粉=29： 30： 7： 29.5： 4.5。以银百告诉 项目的AC-20C改性沥青配合
9、比的最佳油石比开展了混合料技术指标及路用性能 的检测，结果如表5所示。表5改性沥青混合料技术指标及路用性能对比混合料类型序技术指标号单术标 位AC-20C准“湿干法 SBS法 ” SBS1沥青种类(I-C)改性沥青改性剂(6%)+基质沥青12最大公称粒径mm19.09.03试件尺寸mm101.6mmX63.5mm击实次数(双74次75面)535空隙率 VV%4.43.76矿料间隙率16%13.013.1VMA，不小于37沥青饱和度 VFA%8MS，马歇尔稳定度不小于kN9流值 FLmm01 浸水马歇尔残留稳定度，不小于%11 冻融劈裂残留强度比，不小于%1动稳定度DS,不次2小于/mm1低温弯
10、曲破坏应3变口 ,不小于65.9 575815.1923.54896.125885.80357125002/80071.411.463.292.190.897381 渗水系数，不大 ml127.34于/min20 /由数据可以看出，干法SBS改性沥青混合料的各项技术指标和路用性能均不 低于原配合比性能，并且在实际施工时其性能不会发生衰减，能够有效提高沥青 路面质量。4 试验段的铺筑4.1 试验段概况本研究依托于银百高速宁夏段(宁东至甜水堡)项目进行试验段的铺筑。本 试验段实施段落为K17+400 K18+400 (右幅)中面层、K17+400 K18+900 (右 幅)上面层，采用“基质沥青+
11、干法SBS改性剂”的干法SBS改性技术，替代原 本湿法SBS改性沥青施工方案。4.2 混合料的拌制(1) 干法SBS改性剂直接投入沥青拌和楼拌缸使用，投放采用配套干法SBS 改性剂配套投送设备，实现拌和楼控制室自动监控和操控。(2) 混合料拌和总时间为45s，其中干法SBS改性剂投入拌缸后，与热集料 干拌时间为10s。(3) 干法 SBS 改性沥青混合料拌和温度符合公路沥青路面施工技术规范 (JTG F40-2004)中改性沥青混合料生产温度的有关规定。(4) 拌制的干法SBS改性沥青混合料均匀一致，无花白料、无结团成块现 象。5 成本分析5.1 材料成本湿法SBS改性沥青成本费用由基质沥青、
12、SBS改性剂材料、改性加工设备及 加工费等组成。干法SBS改性沥青只需采购基质沥青及干法SBS改性剂。通过分 析湿法与干法改性沥青的材料费、加工费、设备费，成本对比结果如表6所示：表6改性沥青成本费用对比项目单价（元/吨）掺 量 （%）成本（元/吨）单价（元/吨）掺 量 （%）成本（元/吨）基质沥34434003433400青00.2400.9915420 5改性剂000.7705000 .661132材料10稳定剂0004400替换基34 -201质沥青00 0.25材料成本合45054331计（元/吨）湿法改性沥青材料成本主要由基质沥青、改性剂、稳定剂构成，而干法所使 用的材料仅为基质沥青和改性剂，且在使用过程中，加入的改性剂质量属于总沥 青质量的一部分，意味着可以原有沥青用量中可以减少基质沥青的用量，最
