摘要：通过对道路沥青添加改性剂SBS和碳酸钙进行改性试验，研究了不同方法的改性效果，得到了改性沥青的最佳配合比。结果表明：两种改性剂同时加入到基质沥青中得到性能更好的改性沥青，改性沥青具有很强的相容性，改善了基质沥青的软化点、延度和针入度值，提高了改性沥青的路用性能。

    目前，改性沥青广泛应用于高速公路、机场道面、桥面铺装等施工中，特别是SBS改性沥青在应用规模上占据绝对的优势，改性沥青的路用性能改善效果明显是改性沥青得到越来越多应用的主要原因。目前对改性沥青的研究虽较多，但研究的大多数仅是在其中添加一种有机聚合物，在基质沥青中添加无机物和两种以上的不同改性剂后性能变化方面研究甚少。本试验选用SBS、碳酸钙两种性质完全不同的物质作为改性剂来探究基质沥青的性能变化。 

1原材料性质
1．1 SBS改性剂
    采用湖南岳阳石化生产的巴陵牌SBS沥青改性剂，其主要指标见表1。 

1．2碳酸钙
    碳酸钙采用的是符合HG3—1066—90规定，由天津市北辰方正试剂厂生产的caC03，其主要指标见表2。 

1．3沥青
    试验采用兰州100号石油沥青，主要性能指标见表3。 

2合成改性沥青试验
2．1改性沥青制作的基本方法
    本次改性沥青制作的方法是高速剪切法，先加入一定比例的改性剂，熔融后剪切，时间为30 min左右，剪切时最高温度不超过190℃(瞬间温度)，剪切机的速度为6 000～8000 r／min，剪切好后，在150℃保温搅拌发育30 min。最后，对已经改性好的沥青进行常规指标检测，包括针人度、软化点、延度3项指标。 

2．2 SBS改性沥青试验
    试验将4％、5％、6％改性剂SBS分别掺加基质沥青中，进行改性试验，其试验结果见表4。 

2．3碳酸钙改性沥青
    试验将4％、6％、8％、10％改性剂碳酸钙分别掺人基质沥青中，进行改性试验，其试验结果见表4。 

2．4掺入两种改性剂的改性沥青
    经过试验分析获得SBS的最优掺配量在5％，而碳酸钙的最优掺配量在8％。其试验方法基本上与前两者相同，测定的改性沥青技术指标见表5。 

3 改性沥青的改性机理
3．1 SBS改性的作用机理
    在沥青中各组分比例恰当，SBS被均匀分散至沥青中后，随即与沥青发生相互作用，即溶胀现象。但微粒中每一个分子或链段运动仍有很大的内摩擦，高分子链间形成一种随机的运动网络，它既牵制高分子链的运动，又能给进入微团粒中的沥青组分的分子运动造成阻碍。这两种作用使每一个微粒有一定保持原形态和变形性的能力。改性沥青中当微粒分散度足够大且数量足够多时，众多微粒之间也会形成一种宏观的网络。它既能牵制微粒之间的相对运动，又能给自由沥青间的运动造成阻力。这种微观及宏观结构的形成及其作用，导致改性沥青粘度明显增大，并且粘度增大的程度明显依赖于进入SBS相的沥青数量以及每个微粒的形变能力以及这种宏观网络的稳定性。 

3．2碳酸钙改性的作用机理
    在沥青混合料中，沥青与矿料之间的作用是一个复杂的物理一化学交互作用过程，沥青与矿粉交互作用后，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，在矿粉表面形成一层一定厚度的扩散溶剂膜，在此膜厚度以内的沥青称为“结构沥青”，在此膜厚度以外的沥青称为“自由沥青”。如果矿粉颗粒之间的接触处是由结构沥青膜所联结，这样促成沥青具有更高的粘度和更大的扩散溶化膜的接触面积，因而可以获得更大的粘聚力。 

4试验结果分析
    SBS改性剂在4％～6％的范围内，随着改性剂剂量的增加，改性沥青各方面有不同的变化，软化点逐渐增高，25℃延度增大，而针入度值减小，但在5％左右时，增大的幅度就随之变小。同时随着改性剂的增加，改性沥青的离析增大，在6％左右时表现最明显。由于在5％以上后幅度变化较小，从经济合理角度来看，选取SBS最佳掺配比是5％。 

    碳酸钙在4％～10％的范围内，随着掺入量的增加，改性沥青各方面的性能也呈现逐渐增长的趋势，软化点逐渐增高，25℃延度减小，而针入度值减小，但其幅度变化不比SBS大。同样，从功效和经济性来看，碳酸钙的最佳掺配比是8％。 

    试验将两种改性剂同时掺人到基质沥青中，各项技术指标在SBS改性沥青和碳酸钙改性沥青的基础之上有所增大，但是幅度比SBS掺入量的变化大。试验改性沥青比普通沥青表现出了明显的优势，针入度下降，软化点提高，提高了沥青路面的高温稳定性，减少车辙现象的发生，同时延度增加，减少了路面的低温开裂，提高了沥青路面承受环境不良因素影响的能力，从而延长了路面的使用寿命。 

5 结 论
    通过本次试验得到以下的结论： 
    
    1)采用SBS和碳酸钙两种改性剂对石油沥青改性，可使针人度、软化点、延度及弹性恢复都有所增大。这说明其高、低温度的稳定性能得到一定的改善，特别是软化点得到升高。 

    2)本次试验反映了基质沥青有很强的相容性，不但可以聚合物结合，而且可以与无机物紧密地结合。