JTT 5272004路面沥青改性材料 苯乙烯丁二烯橡胶SBR1502

路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯中华人民共和国交通行业标准中华人民共和国交通行业标准路面沥青改性材料路面沥青改性材料 苯乙烯苯乙烯-丁二烯橡胶丁二烯橡胶（SBR1502SBR1502）JT/T 527-2004JT/T 527-2004主编单位：交通部公路科学研究所主编单位：交通部公路科学研究所 重庆交通学院重庆交通学院路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯一、背景一、背景 沥青改性效果的关键在于解决改性剂与沥青的相容性问题。改性剂与基质沥青的相容性主要取决于两者之间的界面作用、基质沥青的组分以及集合物的极性、颗粒大小、分子结构等因素。当前用于路面沥青改性材料的SBR产品质量控制标准只有化工生产部门的标准。为有效地控制路面沥青改性材料SBR的性能质量，保证改性沥青性能的稳定，使SBR改性沥青的生产过程标准化，改性沥青产品的质量标准化，制定出SBR改性剂的产品标准是非常必要的。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 本标准是在路面沥青改性材料SBR大量推广应用的实践基础上，结合调研国内主要生产厂家的产品技术性能，总结并提出了SBR的性能要求、试验方法和检验规则等技术要求，使得路面沥青改性材料SBR的推广应用有了全面而可靠的技术保障。从本标准编制的准备到报批稿的完成，整个过程中得到了交通部有关部门的指导和帮助。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯二、编写过程二、编写过程 交通行业标准路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004是根据交通部交科教发2002531号文“关于下达2002年交通标准化补充计划的通知”中的计划编号JT2002-135项的要求制定的。由交通部公路科学研究所、重庆交通学院负责起草。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 2002年8月成立标准编写组，制定了工作计划，开展了收集资料及调研，先后收集分析整理了全国生产厂家的企业标准、国家标准苯乙烯丁二烯橡胶（SBR1502）（GB/T 12824），以及众多的SBR改性沥青路面的工程设计、施工和运营情况资料。2003年2月编写组召集各有关材料的生产厂家和相关技术专家，对编写组提出的标准编制大纲进行讨论和学术交流，交通部科教司主管领导到会指导。2003年4月完成标准讨论稿，2003年12月完成标准报批稿及编制说明的编制。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯三、三、SBR改性沥青研究和使用状况改性沥青研究和使用状况 早在八十年代初，交通部重庆公路科学研究所承担的“六五”国家科技攻关研究项目就开展了橡胶改性沥青的研究，提出了一套溶剂法生产SBR改性沥青的方法。“溶剂法”橡胶沥青生产工艺是将固体丁苯橡胶切片，用溶剂使其溶解（溶胀）变成微粒，以液态形式与热沥青共混，再回收溶剂，制成固体成分含量达20%的高浓度SBR改性沥青母体，以商品形式销售。在工程上使用时，用户将此固体形态的母体切碎，按要求比例投入液态的沥青中，用搅拌机搅拌1h2h使之混合均匀，再放入沥青混合料拌和锅中拌合即可。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 取代溶剂法SBR改性沥青的是SBR胶乳改性沥青，美国ASTM D5840-95仅规定了“SBR胶乳或CR胶乳类改性沥青标准”，不适用于溶剂法的情况。由于橡胶固体很难与沥青共混，采用溶剂法制成橡胶沥青母体再在现场使用的二步法工艺较为复杂，而合成橡胶工厂在生产SBR产品对必须将胶乳破乳、脱水，所以完全可以在胶乳阶段就作为改性剂使用于沥青改性，这不仅在经济上是很大的节约，也给使用上带来了极大的方便。因此利用合成橡胶制造过程中的中间产品胶浆，再制成高浓度的胶乳，便可以在沥青混合料制造过程中直接喷入拌和锅中拌匀，使施工工艺简化。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 目前国内外用得较多的是丁苯胶乳（如日本Road star、Roadce SBR胶乳）、氯丁胶乳（如美国的Rub-Road-504）、丁腈胶乳(如加拿大的Rdystar Latex 761)等。1966年日本提出沥青改性用 SBR胶乳的技术标准见表1。表1 日本沥青改性用 SBR胶乳的技术标准项项 目目固体有效成固体有效成分分25时的粘度时的粘度结合乙烯结合乙烯25时的时的pH值值凝固分含凝固分含量量指标要求指标要求（500.5）300Pas以下以下（232）9110.05以下以下路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 我国生产SBR胶乳的主要是齐鲁石化公司、吉林化学公司和兰州化学公司。齐鲁石化总公司胜利炼抽厂从1987年开始研究SBR胶乳改性沥青，并生产了浓度为23%左右的SBR胶乳，以后与江苏省南京市公路管理处等单位合作，在江苏、山东等地铺筑了南京环城高速公路等沥青路面工程，并与1992年5月通过中国石化总公司的鉴定。根据道路沥青路面改性的工程实际要求，齐鲁公司橡胶厂于1994年8月建成了一套2000吨/年的高浓度胶乳生产线，固体含量可达45以上，9月份起开始供应市场。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 胶乳是0.05m1.0m大小的橡胶或树脂的微粒均匀分散在水中而成的产品。SBR胶乳是在含有表面活性剂的水溶液中加入苯乙烯、丁二烯、聚合调整剂、引发剂等，控制在一定的温度下发生反应，由特定的反应率使反应停止，回收未反应的单体，加入稳定剂，经浓缩，调整固体成分的含量，调整pH值，形成产品。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 通过调整聚合物调整剂的数量和反应条件，可使SBR胶乳的聚合物链由线状变为三相的网状结构。调整S/B比值可使胶乳的性质得以改变，道路沥青改性用的SBR胶乳的S/B比通常为25/75左右。改变门尼粘度（分子量大小的尺度）能使胶改变门尼粘度（分子量大小的尺度）能使胶乳改性沥青的性质发生改变，门尼粘度越大，粘乳改性沥青的性质发生改变，门尼粘度越大，粘韧性和韧性也越大，针入度则变小。韧性和韧性也越大，针入度则变小。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 SBR改性沥青的延度特别大，在常温如25、l5时，只需掺加很少一点，哪怕0.51的SBR，也能使沥青的延度增大到100cm以上。由此往往给人一种误解，认为只需要很少很少的剂量就够了，并把它作为改性普通沥青到重交通道路沥青的技术措施。山东省东营市就曾经用1%SBR的胶乳改性胜利沥青铺筑了60km的东营海港的一级汽车专用公路，以代替进口沥青。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 这种看法是不全面的，延度大仅仅是一项指标，如果注意一下薄膜加热试验后的延度，将会发现SBR改性沥青的延度并不高，或者说，薄膜加热试验使延度遭到了极大的损失。所以，把普通沥青掺加很少的SBR使延度达到100cm以上，认为达到了重交通道路沥青的技术要求，可以取代进口沥青的看法是不能成立的。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 SBR改性沥青受热稳定性差，一直是困惑国内外道路界的问题，所以SBR也就常常只用在低温地区改善沥青路面的低温抗开裂性能。而且，剂量过少的改性剂直接喷入沥青混合料拌和锅中，能否在短短的10s20s内与混合料均匀地混合，还是问题。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 国内外的研究证明，对SBR改性沥青来说，SBR的合理剂量为35（固胶含量）。不同剂量的SBR改性胜利100原样沥青的改性效果，见表2。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯表2 S B R 胶 乳 改 性 沥 青 效 果 S B R 胶 乳 改 性 剂 胶 体 含 量 试 验 项 目 单 位 胜 利1 0 0 原 样 沥 青 2 2.5 3 4 5 0.1 m m 8 8 1 0 9 9 1 5 0.1 m m 2 3 2 3 2 8 2 8 2 8 2 5 0.1 m m 7 2 7 0 7 0 7 5 7 2 针 入 度 3 0 0.1 m m 1 3 7 1 2 4 1 2 2 1 3 9 1 2 4 P I -1.3 -1.1 2 -0.4 6 -1.0 3 -0.7 7 T8 0 0 4 4.0 4 7.1 4 9.2 4 6.5 4 7.9 T1,2 -11.5 -1 2.5 -1 6.6 -1 3.8 -1 4.7 脆 点 -1 2 -1 2 -1 2 -1 3 -1 3 软 化 点 4 7 4 9 4 9.8 4 9.1 4 9.9 粘 韧 性 N m 2.5 9 3.4 4 3.8 4 4.0 4 4.9 5 韧 性 N m 0.2 4 0.9 5 0.9 8 1.5 5 1.9 0 粘 度（6 0 ）P as 6 4.3 9 5.5 9 9.8 1 0 3.3 11 3.1 粘 度（1 3 5 ）m m2/s 2 9 1 4 3 4 4 5 2 5 1 0 5 2 6 质 量 损 失%0.1 4 6 0.1 0 2 0.1 2 3 0.1 2 8 0.1 0 6 针 入 度 比%5 2.5 6 4.5 6 8.7 7 4.0 7 7.6 延 度（1 5 ）cm 1 3 8 4 7 3 7 1 1 2 1 T F O T 延 度（2 5 ）cm 8 8 6 0 6 0 6 8 5 0 含 蜡 量%4.7 -路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 青海省交通厅公路建设开发中心于2001年开始在公路建设中大量推广应用SBR改性沥青，取得了良好的效果，经SBR改性后的沥青技术指标，除未检测粘韧性和韧性两项指标外，其余指标经检测均能达到交通部公路改性沥青路面施工技术规范（JTJ036-98）中SBR(II-A)的技术要求（见表3）。（检测工作一致由重庆交通学院承（检测工作一致由重庆交通学院承担）担）路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯表 3 SBR 聚合改性沥青的技术要求 SBR（）技术指标-A-B-C 针入度（25oc，100g,5s）(0.1mm)最小 100 80 60 针入度指数 PI 最小-1.0-0.8-0.6 延度（5cm/min,5oc）不小于 (cm)60 50 40 软化点（环球法）(oc)最小 45 48 50 运动粘度(135oc)(Pa.s)最大 3 闪点（COC）不小于 (oc)230 溶解度(三氯乙烯)不小于 (%)99 粘韧性(N.m)最小 5 韧性(N.m)最小 2.5 质量损失(%)最大 1.0 针入度比 25oc(%)最小 50 55 60 薄膜加 热试验 1630C,5h 延度(5oc)(cm)最小 30 20 10 路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯四、标准技术内容编制总结 常用的乙烯丁二烯橡胶（SBR）1502的性能见表4。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯表 4 常用的乙烯丁二烯橡胶（SBR）1502 的性能 项 目 指标 挥发分，%0.11 灰分，0.81.5 有机酸，%47 皂，%0.020.5 结合苯乙烯，%2225 生胶门尼粘度，ML（1+4）100 4556 混炼胶门尼粘度，ML（1+4）100 7683 25min 713 35 min 1318 300%定伸应力，MPa，145 50 min 1520 拉伸强度（14535 min），MPa 2431 扯断伸长率（14535 min），%430450 路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 本标准中产品的主要指标来源于近年的SBR沥青改性路面工程的应用和SBR沥青改性技术的研究结果。本标准所选用的技术指标主要参考国标GB/T 12824-2002苯乙烯丁二烯橡胶（SBR)1502的内容，与GB/T 12824 苯乙烯丁二烯橡胶（SBR）考核指标的比较见表5。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯表 5 本标准与 GB/T 12824 考核项目的比较 项 目 GB/T 2824-2002 JT/T 527-2004 挥发分，%灰分，有机酸，%皂，%结合苯乙烯，%生胶门尼粘度，ML（1+4）100 混炼胶门尼粘度，ML（1+4）100 25min 35 min 300%定伸应力，MPa，145 50 min 拉伸强度（14535 min），MPa 扯断伸长率（14535 min），%注：“”表示考核；“”表示不考核。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯 从表5可以看出，本标准的考核指标基本与GB/T 12824-2002吻合。但考虑到苯乙烯丁二烯橡胶（SBR）材料在路面沥青改性中的实际应用情况和结合所得的经验，发现灰分对沥青改性效果影响较小，并且在产品生产中此指标相对变化相对较小，所以，在制定本标准时删除了灰分灰分这一指标。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯最后本标准制定的SBR产品技术指标如表6所示。表 6 本标准制定的 SBR 产品技术指标 项 目 指标要求 挥发分，%0.11.0 有机酸，%5.06.0 皂，%0.040.5 结合苯乙烯，%2324 生胶门尼粘度，ML（1+4）100 4556 混炼胶门尼粘度，ML（1+4）100 7683 35 min 1318 300%定伸应力，MPa，145 50 min 1520 拉伸强度（14535 min），MPa 2431 扯断伸长率（14535 min），%430450 注：表中列出的是使用 ASTMIRB NO.7 的混炼胶和硫化胶性能指标。路面沥青改性材料 苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR1502）JT/T 527-2004 宣贯试验方法试验方法 本标准项目的试验方法引用了GB/T 12824-2002苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)1502的试验方法。