CN101434472A - 一种提高sbr改性沥青抗紫外老化性能的方法 - Google Patents

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刘黎萍
孙立军
董文龙
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Abstract

一种提高SBR改性沥青抗紫外老化性能的方法，将抗紫外添加剂与热沥青搅拌，使其完全均匀分散于沥青中，然后再与集料拌合。可选择的添加剂是具有吸收紫外线功能的CeO2纳米材料或抗紫外线吸收剂UV－531；添加剂的用量范围是沥青用量的8‰～13‰；所述热沥青的温度范围为160－170℃。本发明的方法使得改性沥青紫外老化后的低温延度指标改善效果显著，而添加剂量仅为改性沥青的8‰和13‰，改善后的10℃延度指标为原样的2～3倍，且添加工艺简单，易于实现，尤其适合于高寒、高海拔地区受强紫外线照射这种特殊环境下使用。

Description

一种提高SBR改性沥青抗紫外老化性能的方法
技术领域
本发明属于交通运输工程领域，涉及SBR改性沥青，尤其是提高其抗紫外老化性能的方法。
背景技术
SBR改性沥青是低温寒冷地区常用的沥青混合料粘结材料，国内外对其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性能等都进行了较多研究，但未见关于SBR改性沥青的抗紫外老化性能不及SBS改性沥青的报道。
辽宁石油化工大学曾在辽河AH-70沥青中加入不同质量比的纳米CeO2复合紫外线吸收抗老化剂，研究了抗老化剂对沥青质量损失的影响(石化技术与应用2005(3)196-198，赵晓争等)。
本研究采用成品SBR和SBS改性沥青(其常规指标如表1所示)，分别进行两天、五天及十天时间的紫外线老化(在此之前先进行薄膜烘箱老化)，然后测试其三大常规指标和粘度，延度试验温度为5℃和10℃两种。为便于比较，将不同老化方式后两种改性沥青不同温度下的延度指标列于图1。
表1 两种改性沥青的常规指标
 
沥青试样 针入度@25℃/0.1mm        软化点/℃      延度@5℃/cm        延度@10℃/cm         粘度@135℃/Pa·s      
SBR 74 53 >150 >150 0.3
SBS 56 67 34 80 0.1
由图1可以看出：(1)SBR改性沥青TFOT老化对其延度的影响并不大，而在紫外线老化后，其延度骤减，说明了紫外线老化对其延展性能的降低影响非常之大；(2)SBS改性沥青在经历TFOT热老化和紫外线老化后，其延度下降的幅度相当，这说明TFOT老化和紫外线老化都会在一定程度上降低SBS改性沥青的延展性能；(3)SBS原样改性沥青的低温延度尽管要比SBR原样改性沥青小，但其紫外线老化后延度下降的幅度要远远小于SBR改性沥青，这就说明紫外线老化对SBR改性沥青的影响作用更大一些；(4)紫外线老化后，SBS改性沥青5℃延度、10℃延度的绝对数值均比SBR改性沥青大，这说明经历相同条件的紫外线老化后，最终SBS改性沥青的低温延展性能要优于SBR改性沥青。
SBR改性沥青混合料具有良好的低温性能，是寒冷地区常用的面层材料。但前述试验结果表明，其抗紫外老化性能欠佳，还不及SBS改性沥青。
发明内容
本发明的目的是针对现有高寒地区常用的SBR改性沥青抗紫外老化性能不足的现状，提出一种改善其抗紫外老化性能的方法。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种提高SBR改性沥青抗紫外老化性能的方法，将抗紫外添加剂与SBR改性沥青在加热状态下搅拌，使其完全均匀分散于沥青中，然后再与集料拌合。
所述“热沥青”温度范围为SBR改性沥青施工常用温度范围，如160—170℃。
进一步：可选择的添加剂是CeO2纳米材料或抗紫外线吸收剂UV-531。
CeO2纳米材料或抗紫外线吸收剂UV-531是可由市场上采购的标准商品，UV-531的型号可选择：RUNSORB@BP-12，CeO2纳米材料无型号，只需说明具有吸收紫外线功能的CeO2纳米材料即可。
添加剂的用量范围是沥青用量的8‰～13‰。
较佳的实施例：添加剂CeO2纳米材料的用量是沥青用量的8‰；或
抗紫外线吸收剂UV-531的用量是沥青用量的13‰。
本发明的方法使得改性沥青紫外老化后的低温延度指标改善效果显著，而添加剂量仅为改性沥青的8‰和13‰，改善后的10℃延度指标为原样的2～3倍，且添加工艺简单，易于实现，尤其适合于高寒、高海拔地区受强紫外线照射这种特殊环境下使用。
附图说明
图1是不同老化方式后两种改性沥青的延度指标图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明所指抗紫外老化添加剂适用于上面层SBR改性沥青混合料。正式施工前，将添加剂运至施工现场，此类添加剂一般为20kg桶装，密封性好，便于运输。施工前，可根据施工路段的长度、宽度、路面厚度计算出总的混合料用量，然后根据上面层最佳油石比计算出总的沥青用量，同时根据现场施工条件预留一个沥青罐用于装该施工路段所需用的沥青。
根据添加剂种类及添加比例(如CeO2纳米材料的添加剂量为8‰；抗紫外线吸收剂UV-531的添加剂量为13‰。)计算出添加剂的用量，在施工前约12h时将添加剂从加热后的沥青罐顶部(改性沥青温度为160-170度)投放于罐中，并启动位于沥青罐底部的气泵，使得沥青在气流的作用下翻滚，时间一般控制在15min左右，以便于添加剂更好地分散于沥青中。由于该化学添加剂与沥青的相容性好，因此当现场无气泵实施条件时，也可采用人工方法进行搅拌(约30分钟)，同样能达到分散均匀的效果。
施工时，可再次启动气泵进行5min的翻滚，确保添加剂与沥青混合均匀。正常出料时，按照普通热拌沥青混合料出料程序操作即可。
说明：若添加剂量小于推荐值，则吸收紫外线的效果不及推荐剂量，若高于推荐值，则费用增加，不经济，所以，建议按推荐值使用。
按照前期研究得到的参考剂量添加至SBR改性沥青中，进行薄膜烘箱老化以及室内加速紫外老化试验，室内加速紫外老化的试验时间为2天，测得性能指标结果如表2所示。
表2 掺加添加剂后SBR改性沥青室内加速紫外老化后性能指标测试结果
由上表可以看出，掺加添加剂后，针入度均出现减小的趋势；软化点变化规律不一，但变化幅度均不是很大；添加剂8‰CeO2和13‰UV-531对紫外老化后的低温延度有明显的改善作用，可用作提高强紫外线地区SBR改性沥青抗紫外老化性能的措施。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种提高SBR改性沥青抗紫外老化性能的方法，其特征在于：将添加剂与热沥青搅拌，使其完全均匀分散于沥青中，然后再与集料拌合。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：可选择的添加剂是具有吸收紫外线功能的CeO2纳米材料或抗紫外线吸收剂UV-531。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：添加剂的用量范围是沥青用量的8‰～13‰。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：具有吸收紫外线功能的CeO2纳米材料的用量是沥青用量的8‰。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：抗紫外线吸收剂UV-531的用量是沥青用量的13‰。
6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述热沥青的温度范围为160—170℃。
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