辐射改性sbs高粘度沥青在新型环保排水性沥青路面中的应用

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1、辐射改性SBS高粘度沥青在新型环保排水性沥青路面中的应用谢雷东姚思德李林繁李银涛虞鸣（中国科学院上海应用物理研究所辐射技术应用中心上海201800）摘要利用辐射接枝技术对SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）进行改性，改善SBS与极性材料共混相容性，并提高材料力学性能和抗老化、耐侵蚀性能。辐射改性SBS用于制备高粘度改性沥青，可应用于新型环保沥青路面—排水性沥青路面。关键词SBS辐射改性　高粘度改性沥青排水性沥青路面1.前言随着高等级公路的大量兴建，车辆行驶速度大幅提高，道路的安全、环保性能受到广泛关注，近年来，一种新型环保路面—排水性沥青路面逐渐兴起。排水性沥青路面（Dr

2、ainingAsphalt）是指能够在混合料内部形成排水通道的多孔性沥青混凝土面层，雨水可以渗入路面之中，并由路面中的连通空隙向路面边缘排走，这样雨天道路表面不存在很厚的水膜，避免产生水飘、溅水和水雾，同时，这种多孔性路面还具有降低噪声、防眩光以及在炎热的夏季调节路面温度等功能，从而既能有效保证行车安全，又利于环保。图1雨天排水性路面与普通路面的对比2.排水性沥青路面发展概况发达国家出于安全及环保目的，已普遍在高速公路和城市道路中使用排水性沥青路面，德国等欧洲国家60％的高速公路铺装了排水性沥青路面。日本在上世纪80年代后期开始从欧洲引进排水性沥青路面技术，虽然起步较晚，但发展

3、速度非常快。日本建设省土木研究所通过对试验路的跟踪观测，认为这种路面耐久性可以与普通沥青路面相当。随后，日本道路协会颁布了排水性路面技术指南。1999年日本道路公团做出规定，要求今后所有管辖的新建或改建的高速公路表面层都必须采用排水性沥青路面铺装。目前日本70%的高速公路都使用排水性沥青路面。近年，国内一些城市陆续铺设了排水性路面试验路。如西安咸阳机场高速公路所铺的排水性路面，其长度13.5km，计37,100m2。实际应用证明，排水性路面具有抗滑性好、不积水、水雾少、行车安全，高温稳定性好、抗车辙能力强，噪声低、防眩光等突出优点。但是，5排水性沥青路面的多孔性构造使得路面强度

4、低，沥青易老化、耐久性差，特别是我国尘土污染比较严重，孔隙容易被堵塞，养护比较困难。根据国外理论研究和实际使用经验，防止孔隙堵塞的有效办法是提高空隙率，但路面空隙率愈大，石料间结合愈差，路面强度愈低，对沥青胶接料的要求也愈高。国外排水性路面的初始空隙率一般为20～25％，我国由于运输车辆超载现象严重，为了兼顾路面强度，排水性路面的初始空隙率仅为18～20％。因此，要解决排水性路面空隙率与路面强度这一对矛盾，需要使用高性能的沥青胶接料。2.排水性沥青路面与高粘度改性沥青早期排水性沥青路面使用普通沥青铺筑，其强度明显不足，在交通荷载作用下路面易被进一步压密而变形，使空隙率降低，并影

5、响路面的平整度。同时由于沥青粘度低，集料颗粒表面的沥青膜比较薄，不耐老化，集料颗粒容易脱落，造成路面松散。为此近十年来许多国家已开始注意使用改性沥青材料。日本对排水性沥青路面所用沥青胶接料进行了深入研究，并专门研制了高粘度改性沥青。应用高粘度改性沥青，不仅能显著提高排水性路面的抗变形能力，而且对沥青与集料的粘结性也能得到有效的改善。日本高粘度改性沥青主要技术指标如表1所示。表1日本高粘度沥青技术标准技术指标技术标准针入度，25℃（0.1mm）＞40软化点(℃)＞80延度15℃(cm)＞50闪点（℃）＞260TFOT后残留针入度比(%)＞65TFOT后质量损失(%)＜0.6粘韧性

6、25℃(N·m)＞20韧性25℃(N·m)＞15粘度60℃(Pa.s)＞20000表中数据表明，日本高粘度沥青的软化点要求80℃以上，60℃粘度大于20,000Pa.s，是一般沥青粘度的100倍，而实际使用的高粘度沥青其粘度往往高达80,000Pa.s，几乎是普通沥青的400倍。综观国外大量的研究，近几年排水性路面所用的沥青，总的向采用高粘度沥青方向发展，其中以日本所提出的技术标准更为合理。为此我国现行沥青路面施工技术规范（JTGF40—2004）中对于排水性沥青路面所用的沥青要求基本是参照同日本的技术标准而制订。3.辐射改性SBS高粘度沥青研制热塑性弹性体SBS（苯乙烯-丁二

7、烯-苯乙烯嵌段共聚物）是目前使用最广泛和综合性能最好的沥青改性剂。SBS分为线型和星型两种构型，分子量在100,000～150,000左右。SBS的构型及分子量与改性沥青性能密切相关，星型结构和高分子量对改性沥青的高温性能及提高粘度有利。但是，SBS与沥青的相容性较差，而且与线型、低分子量SBS相比，星型和高分子量SBS更加难以在沥青中稳定分散，特别是针对高粘度改性沥青，SBS添加量较高，极易发生相分离和相反转。因此，高粘度改性沥青不能简单地采用基质沥青与SBS及稳定剂经高剪切加工这种传统方