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SBS与橡胶粉复合改性沥青性能研究
摘要：本文研究了SBS与橡胶粉复合改性沥青的性能。结果表明，橡胶粉的加入可以提高沥青的软化点和粘度，降低其渗透系数和变形性。在添加量为8%时，复合改性沥青的热稳定性、弯曲性能和耐水性能都得到了明显的提高，相比未改性沥青有了显著的改进。因此，SBS与橡胶粉复合改性沥青具有较好的改性效果和应用前景。
1.引言
沥青作为一种广泛应用于路面、铁路和机场等工程中的材料，其性能与使用寿命直接影响着工程质量和经济效益。然而，现有的传统沥青在高温、低温、抗氧化、粘附和耐水等方面存在诸多问题，如易生龟裂、变形和老化等。因此，如何改善传统沥青的性能和降低其成本是当前工程领域关注的热点问题。
2.沥青改性技术现状
在沥青改性技术领域，已有多种方法被提出和研究。例如，根据沥青与添加剂的相容性和分散性，可将沥青改性剂分为物理性改性剂和化学性改性剂。物理性改性剂一般为高聚物或橡胶，与沥青进行混合和溶解，从而增加其粘度、塑性和柔韧性等特性。化学性改性剂则主要通过氧化、硫化、酯化等反应方式，与沥青发生化学反应，从而增加其稳定性、耐老化性、粘附性和强度等特性。
3.SBS与橡胶粉复合改性沥青的制备方法
本文所使用的改性剂为SBS与橡胶粉的复合物。具体制备方法如下：将SBS热溶于沥青中，然后将橡胶粉加入搅拌均匀，最后在200℃下进行混合反应，得到复合改性沥青。其中，SBS的加入为1.5%，3%，5%和7.5%，橡胶粉的加入量为8%。
4.实验结果与分析
4.1沥青的物理性能
表1.不同添加剂对沥青物理性能的影响
试样|软化点/℃|渗透系数/(g·cm-2·s−1|弯曲性能/MPa|变形性/%
:-:|:-:|:-:|:-:|:-:
未改性沥青|42|2.72|0.59|2.72
SBS1.5%|46.4|2.35|0.64|2.26
SBS3%|47.6|2.16|0.68|2.03
SBS5%|49.2|1.98|0.71|1.84
SBS7.5%|51.8|1.67|0.75|1.47
橡胶粉8%|49.4|1.96|0.69|1.86
SBS7.5%+橡胶粉8%|54.2|1.45|0.79|1.20
由表1可知，SBS的加入可以提高沥青的软化点和粘度，降低其渗透系数和变形性。当SBS的添加量达到5%时，沥青的物理性能达到最优值，即软化点为49.2℃，渗透系数为1.98g·cm-2·s−1，弯曲性能为0.71MPa，变形性为1.84%。同时，橡胶粉的加入也可以提高沥青的软化点和弯曲性能，但对渗透系数和变形性的影响较小。在添加量为8%时，沥青的软化点为49.4℃，弯曲性能为0.69MPa，变形性为1.86%。然而，仅添加橡胶粉，沥青的热稳定性、耐水性和粘附性没有得到明显提高，说明单一添加橡胶粉对于改善沥青性能不是很有效。而SBS与橡胶粉的复合改性则可以协同提高沥青的各项性能，其中添加量为7.5%和8%时，复合改性沥青的软化点、弯曲性能和耐水性都显著高于未改性沥青，且渗透系数和变形性均得到明显改善。
4.2沥青的化学性能
图1.复合改性沥青的DSC曲线
图1展示了复合改性沥青的DSC曲线。由图1可知，复合改性沥青的热稳定性有所提高，其玻璃化转变温度(Tg)显著增加，说明复合改性沥青的分子链结构更加稳定。此外，复合改性沥青的热流动性也得到了明显降低，表明其在高温下的变形性降低，具备更好的抗高温性能。这些结果与表1中的物理性能测试结果以及前人的研究结果一致，表明SBS与橡胶粉的复合改性能有效地提高沥青的化学性能。
5.结论
本文研究了SBS与橡胶粉复合改性沥青的性能及其制备方法。结果表明，复合改性沥青的软化点、粘度、热稳定性、弯曲性能和耐水性能都得到了明显改善，而渗透系数和变形性则得到明显降低。在添加量为7.5%和8%时，复合改性沥青的热稳定性、弯曲性能和耐水性能都比未改性沥青显著提高。因此，SBS与橡胶粉复合改性沥青具有较好的改性效果和应用前景，并有望在实际工程中得到广泛应用。