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SBS改性沥青到底应该怎么改?工厂化、现场改性、还是干法?

在诸多改性沥青产品中,SBS改性沥青凭借其均衡的高低温性能得到了最为广泛的应用,本文对SBS改性沥青的生产方式和工艺进行了详细分析。

国内SBS改性沥青在道路应用的起源

20 世纪90 年代初,奥地利Novophalt 公司的移动式改性沥青加工设备进入中国,他们以租借(不出售)的形式(每吨改性沥青的加工费为100 至110 美元)在中国承接大量的改性沥青加工工程,先后参加了北京机场路和广佛、成渝等多条公路的建设,开启了SBS改性沥青在道路中应用的先河。

改性沥青(混凝土)的加工工艺

根据加工方式来分,SBS改性沥青可以根据使用方式不同分为干法与湿法两种,其中湿法是指在工厂或施工现场将改性剂与基质沥青预混制得成品改性沥青,与集料拌合后使用,是目前常用的改性沥青生产工艺。与之相比干法无需预先制备成品改性沥青,在拌合时直接将基质沥青、改性剂、集料拌合,通过拌合过程实现沥青改性的效果,因此干法工艺其实是生产改性沥青混凝土,而非改性沥青。

湿法又可以根据加工方式不同分为工厂化加工和现场加工两种。工厂化加工是指在改性沥青工厂生产成品改性沥青,而后运输至现场使用;而在现场加工方式将改性沥青设备运输至施工现场,与拌合站的沥青输送系统对接,根据路面施工需要安排改性时间,改性后立即拌合使用。另外,有些母液法也得到了一定的应用,所谓母液法是指在工厂预先制备高浓度的改性沥青母液,将母液运输到施工现场后与基质沥青混合使用。

现场改性——到底还要不要储存?

前文已经提到,现场改性开启了国内改性沥青应用之先河,在改性沥青储存稳定性难以控制的早期阶段,现场改性是沥青的唯一改性方法。

由于生产后立即使用,避免了改性沥青的储存过程,因此使用现场改性工艺生产的改性沥青可以不考虑离析(JTG F40-2004中有明确规定),这对于沥青工作者而言是一件非常有利的事。

另外,现场改性加工在拌合站进行,业主可以通过监控物料消耗及生产参数对生产过程进行监督,在一定程度上避免了偷工减料、以次充好的发生,对于提高产品质量有积极作用。

但是现场改性在应用过程中也暴露出了一些问题:

1.现场改性生产环境较为简陋,生产、维护力量相对薄弱,容易因设备故障造成工期延误。

2.现场改性每生产一批产品后,要么不经过检验直接打入拌合楼使用,要么存入改性沥青储罐,等待分析合格后使用。对于前者来说,不经检验的产品质量是无法保证的;对于后者来说,即使只分析主要的三项指标也需要最少3小时的时间,在这个过程中,改性沥青可能已经离析了。而在实际应用过程中,为了赶工期,不经过检验而直接拌合的情况大有发生。

3.对于不同的基质沥青种类要制定不同的配方和工艺,而在现场改性中,往往不具备指纹识别等基质沥青种类的检测条件,一旦沥青供应商更换了基质沥青种类,仍继续沿用原配方和工艺,轻则造成指标下降、离析,重则可能会造成凝胶,带来严重的后果。为了避免这种现象的发生,往往采取每批基质沥青先做实验室小样,成功后再大规模生产的方法,带来了很大的工作量。

4.施工单位处于工期考虑,容易降低改性沥青的质量要求,而一旦合格的改性沥青经过拌合摊铺到路面后,又难以追责。

为了提高操作弹性,改性沥青往往会在拌合站正式拌合之前几个小时生产,或者改性沥青刚生产完毕后遇到阴雨天气无法摊铺,这都带来了储存的问题。那么,需要储存的现场改性还能不能说是现场改性?还要不要考虑离析?这是一个值得思考的问题。

随着技术的进步,改性沥青储存稳定性问题得到了一定程度的解决,改性沥青的加工方式由“现场改性”逐渐演变成了“工厂化改性为主、现场改性为辅”的格局。

在我国西部的一些地区,现场改性的应用规模甚至超过了工厂化加工,这可能与人们对改性沥青的认识程度有关。

工厂化改性——难以根本解决的储存稳定性难题

目前,国内改性沥青的应用主要以工厂化为主,改性沥青工厂一般都具备较为雄厚的技术、生产、质检和维修实力,且大多都具有一定的基质沥青储存能力,因此在质量控制和生产稳定方面具有不可替代的优势。

但是,工厂化改性的缺点也非常明显:即使在改性技术得到长足进步的今天,人们对改性沥青的质量控制仍未达到足以驾驭的程度,改性沥青的储存稳定性仍未得到根本解决。

成品改性沥青在检验合格后,要经过工厂储存、运输、现场储存的过程才能最终进入拌合楼拌合使用,如果一切顺利,往往要储存2天的时间,如果遇到阴雨天气或者交通堵塞,这个时间可能要延长到7天。因此,改性沥青工厂必须保证生产的产品在热储存7天的情况下,改性剂不发生明显的离析分层,且各项性能指标不发生明显变化。

现行规范(JTG F40-2004)中,仅对离析有要求,对于各项指标在热储存过程中的衰减并无说明,这一点也常常被人们所忽视,因此造成了很多的产品质量纠纷:改性沥青工厂表示出厂产品质量是合格的,而且这种合格可能也得到了施工单位驻厂人员的认可;施工单位则表示收到的改性沥青某项指标与出厂合格证有较大偏差,这种偏差的原因可能会被工厂归结为施工单位检验方法和设备的缺陷,双方陷入了无穷无尽的扯皮,最后往往在推杯换盏中不了了之。

干法——到底是改性,还是调合?

干法其实不是一个新鲜的词语,它一直贯穿了整个改性沥青发展史,瑞典早在上世纪60年代便开发了掺加橡胶颗粒的沥青混凝土干法生产工艺,岩沥青、硬质石油沥青等也通过干法工艺得到了大量的应用。

使用干法生产改性沥青混合料具有以下几点优势:

1. 省去成品改性沥青的生产环节,减少了生产过程的能耗及污染物排放,减少基质沥青运输至改性沥青工厂的能源消耗。

2. 省去成品改性沥青的运输环节,避免了改性沥青在储存和运输过程中出现的改性剂离析和性能指标衰减的问题,提高了路用性能。

3. 便于施工组织,干法改性剂储存时间较长,使用灵活方便,施工现场可以根据实际情况随时安排生产。

一直以来,干法改性主要应用于物理改性范畴,应用最为广泛的SBS改性未能涉足。目前市面上有很多号称属于重大技术创新的干法改性技术,他们主要的原理是以岩沥青、硬质石油沥青、废旧胶粉,甚至是煤沥青(如直接煤液化残渣)为主要原料,通过调合或者填充的方法提高沥青混凝土的某些性能指标,从全局的角度来说,质量并不如SBS改性沥青混凝土,因此这种干法改性并非实质意义上的改性沥青,只能说是“新瓶装旧酒”,并不是一种技术的进步。

不过有一个好消息,日前中国公路学会发布了2017年第一批学会标准编制计划,其中有一项是由北京某研究机构申报的《公路路面干法SBS改性沥青混合料技术指南》,小编虽然没有见到过该指南的具体内容,单从题目可以发现他们已经认识到了干法改性存在的问题,并尝试解决这些问题,该指南的编制可能会开启国内干法SBS改性沥青应用的先河。

SBS改性沥青到底应该怎么改?

说了那么多,那么SBS改性沥青到底应该怎么改?

借用专家的一句话:要根据不同的情况选择不同的改性工艺

再给出一个让你无法反驳的答案:业主领导说怎么改,就怎么改

小编最后想说一句,沥青改性的最终目的并非为了得到高性能的沥青材料,而是充分发挥SBS对于沥青混合料路用性能的提升,如果干法确实能够达到目的,试试又何妨?


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