弓銳， 郭彥強， 徐鵬

(西安公路研究院， 陜西 西安 710065)

超薄磨耗層具有強度大、平整度和抗滑性能好的特點，主要用于高速公路路面養(yǎng)護施工。超薄磨耗層與下承層之間的黏結(jié)效果是這項技術(shù)的關(guān)鍵。目前多使用乳化瀝青、改性乳化瀝青作為黏層材料。但作為超薄磨耗層黏層材料存在如：乳化瀝青、SBR改性乳化瀝青的性能不理想，SBS改性乳化瀝青難生產(chǎn)、穩(wěn)定性差等不足。鑒于此，該文采用SBS改性乳化瀝青與SBR改性劑復(fù)配的方式，研制高黏改性乳化瀝青，使其滿足PCR型改性乳化瀝青與超薄磨耗層用改性乳化瀝青的指標要求，并具有良好的層間黏結(jié)效果。

1 原材料

(1) 基質(zhì)瀝青。采用SKA-90#，各項指標如表1所示。

表1 SKA-90#基質(zhì)瀝青的主要性能指標

(2) SBS改性劑。 SBS改性劑的技術(shù)指標如表2所示。

(3) 降黏劑。在乳化SBS改性瀝青時，需要添加降黏劑使其易于乳化，降黏劑的指標如表3所示。

(4) SBR改性劑。SBR改性劑為液體，有效含量為60%，其技術(shù)指標如表4所示。

表2 SBS改性劑性能指標試驗結(jié)果

表3 降黏劑性能指標

(5) 乳化劑。乳化劑為國產(chǎn)陽離子快裂型乳化劑，其技術(shù)指標見表5。

2 改性乳化瀝青的制備

2.1 改性瀝青

在基質(zhì)瀝青SKA-90#中，采用不同SBS改性劑摻量生產(chǎn)出SBS改性瀝青，改性瀝青檢測結(jié)果如表6所示。

表4 SBR改性劑性能指標

表5 乳化劑技術(shù)指標

表6 不同摻量SBS的改性瀝青檢測結(jié)果

由表6可得：隨著SBS改性劑用量的增加，改性瀝青的軟化點明顯提高，延度值略有提高，針入度值略有降低，這就給瀝青的乳化增加了難度，因此需要使用降黏劑，使其易于乳化。

2.2 降黏劑用量的確定

采用SBS改性劑摻量為5%的改性瀝青，摻加不同用量的降黏劑，通過對改性瀝青指標的檢測和比較，從中選擇出降黏劑的最佳用量。

表7 不同降黏劑摻量的改性瀝青檢測結(jié)果

由表7可知：

(1) 降黏劑的使用可以更有效地提高彈性恢復(fù)，降低改性瀝青的軟化點和黏度，利于乳化。

(2) 降黏劑摻量大于 4%后，黏度值降低不明顯，因此采用4%的降黏劑摻量進行后續(xù)試驗。

2.3 乳化SBS改性瀝青

對不同SBS改性劑用量(1%～5%)的SBS改性瀝青進行乳化，降黏劑摻量為4%，乳化劑用量為2%，穩(wěn)定劑用量為0.1%，具體乳化結(jié)果見表8。

表8 改性乳化瀝青乳化現(xiàn)象

由表8可知：確定用于生產(chǎn)SBS改性乳化瀝青的SBS改性劑的摻量為1%～3%。

SBS改性劑摻量為1%、2%和3%時，對所生產(chǎn)的改性乳化瀝青進行主要指標檢測，結(jié)果見表9。

由表9可知：改性劑摻量為2%～3%的SBS改性乳化瀝青指標滿足規(guī)范PCR型改性乳化瀝青的技術(shù)要求，但是軟化點、彈性恢復(fù)指標未能滿足超薄磨耗層技術(shù)要求。

表9 SBS改性乳化瀝青檢測結(jié)果

2.4 SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青

由于SBS改性乳化瀝青的部分指標不能滿足超薄磨耗層黏層技術(shù)要求，研究中在改性乳化瀝青的基礎(chǔ)上復(fù)配SBR改性劑，研制出SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青，使其滿足超薄磨耗層用黏層改性乳化瀝青的要求。

在改性劑摻量為2%和3%的SBS改性乳化瀝青中分別摻加不同用量的SBR改性劑，并檢測主要技術(shù)指標，結(jié)果見表10。

表10 SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青檢測結(jié)果

注：破乳速度：快裂。

由表10可得：

(1) 2%SBS改性乳化瀝青+3%SBR改性劑的復(fù)合高黏改性乳化瀝青和3%SBS改性乳化瀝青+2%SBR改性劑的復(fù)合改性乳化瀝青技術(shù)指標滿足超薄磨耗層黏層用改性乳化瀝青技術(shù)要求。

(2) 綜合檢測結(jié)果及改性乳化瀝青的經(jīng)濟性，最終確定超薄磨耗層黏層用SBS/SBR復(fù)合高黏改性乳化瀝青的材料組成為：2%SBS改性乳化瀝青+3%SBR改性劑。

2.5 SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青檢測

按照上節(jié)中確定的材料組成，生產(chǎn)SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青并進行檢測，結(jié)果如表11所示。

表11 SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青檢測結(jié)果

2.6 小結(jié)

通過以上試驗可得：，SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青的材料組成及生產(chǎn)工藝為：SBS改性劑摻量為2%，降黏劑摻量為4%，乳化劑用量為2%，穩(wěn)定劑用量為0.1%，SBR改性劑用量為3%。生產(chǎn)乳化瀝青時，乳化劑溶液溫度為70 ℃，瀝青溫度為170 ℃。

3 層間黏結(jié)效果檢驗

3.1 層間拉拔試驗

采用美國DeFelskoAT-A附著力測試儀，分別采用SBR改性乳化瀝青、SBS改性乳化瀝青和高黏復(fù)合改性乳化瀝青作為黏結(jié)材料，分別涂抹在預(yù)制水泥板和濕輪磨耗試件上，通過液壓對這兩種界面上特定面積的黏層材料進行拉拔試驗，比較這幾種材料的層間黏結(jié)效果。

具體試驗步驟如下：

(1) 制作30 cm×30 cm×5 cm的水泥混凝土板，將表面用鋼刷打毛，去除表面浮漿。

(2) 制作濕輪磨耗試件，在60 ℃烘箱中養(yǎng)生24 h后拿出，放置常溫。

(3) 用記號筆在水泥板和濕輪磨耗試件上分別劃出若干5 cm×5 cm的方格。

(4) 將黏結(jié)材料按照1.0 kg/m2的用量分格進行涂抹。

(5) 將試驗用定子直接放在黏層材料上，放置2 d后進行拉拔試驗。

3.2 試驗結(jié)果

按照3.1節(jié)的試驗方法，得到試驗結(jié)果見表12。

表12 改性乳化瀝青層間拉拔試驗結(jié)果

由表12可知：

(1) 將改性乳化瀝青分別涂刷在濕輪磨耗試件上及水泥板上，層間的黏結(jié)效果略有不同。在濕輪磨耗試件上的黏結(jié)效果優(yōu)于水泥板。

(2) 比較3種黏結(jié)材料的黏結(jié)效果，SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青的黏結(jié)效果明顯要優(yōu)于SBS改性乳化瀝青和SBR改性乳化瀝青。

4 結(jié)論

研究并確定了SBS改性劑和降黏劑在SBS改性瀝青中的用量，在此基礎(chǔ)上確定了SBR改性劑在SBS改性乳化瀝青中的添加量，研制出高黏高含量的符合超薄磨耗層黏層技術(shù)要求的SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青，具體結(jié)論如下：

(1) 隨著SBS改性劑用量的增加，改性瀝青的軟化點明顯提高，延度值略有提高，針入度值略有降低，改性瀝青的乳化難度有所增加。

(2) 確定了SBS改性劑和降黏劑的最佳摻量，分別為2%和4%。

(3) SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青的材料組成及生產(chǎn)工藝為：SBS改性劑摻量為2%，降黏劑摻量為4%，乳化劑用量為2%、，穩(wěn)定劑用量為0.1%，SBR改性劑用量為3%，乳化劑溶液溫度為70 ℃，瀝青溫度為170 ℃。

(4) 采用SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青作為超薄磨耗層黏層較SBS改性乳化瀝青，軟化點及彈性恢復(fù)值都得到了提高。

(5) SBS/SBR復(fù)合改性乳化瀝青的黏結(jié)效果要優(yōu)于SBS改性乳化瀝青和SBR改性乳化瀝青。在水泥板界面上拉拔強度較SBS改性乳化瀝青和SBR改性乳化瀝青提高34.8%和72.0%。在濕輪磨耗板界面上拉拔強度較SBS改性乳化瀝青和SBR改性乳化瀝青提高20.7%和66.7%。