引言

西藏地區(qū)有著特殊的自然條件，高海拔、高寒、空氣稀薄、氧氣含量少、氣壓低、晝夜溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、紫外線強(qiáng)烈、氣候類型復(fù)雜、施工周期短，這些特點(diǎn)給西藏公路的修筑技術(shù)和筑路材料的性能提出了特殊要求。對(duì)于西藏地區(qū)首選的改性瀝青筑路材料是SBR改性瀝青。SBR改性瀝青所用的主要改性劑是丁苯橡膠，英文名SBR，是Styrene（苯乙烯）Butadiene（丁二烯）Rubber（橡膠）首字母的縮寫。SBR改性瀝青具有兩大特點(diǎn)。

其一、具有非常好的低溫抗裂性能，原樣瀝青的延度（5℃）能夠達(dá)到100cm，經(jīng)老化實(shí)驗(yàn)后殘留物的延度（5℃）同樣能夠達(dá)到100cm，這是其他瀝青所不能達(dá)到的。其二、具有較好的粘韌性以及韌性，能夠有效應(yīng)對(duì)由于溫差較大所造成的瀝青收縮裂縫和抵抗車轍問題，是很好的筑路選擇材料。SBR改性瀝青因其具有良好的路用使用性能，能夠適應(yīng)西藏等條件相對(duì)惡劣的地方使用。但并不是簡(jiǎn)單的用基質(zhì)瀝青添加SBR改性劑就能夠生產(chǎn)出合格的SBR改性瀝青，對(duì)基質(zhì)瀝青的性能、SBR改性劑的適應(yīng)性以及各項(xiàng)添加劑的比例都有要求。為此，我們有必要對(duì)SBR改性瀝青做出一系列的分析和研究。

一、原料性質(zhì)分析

南美MR-16和BSK屬于環(huán)烷基原油，是生產(chǎn)道路石油瀝青的優(yōu)質(zhì)原料，兩種原油的性質(zhì)見表1。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，MR-16和BSK兩種原油具有密度大、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高、蠟含量低等特點(diǎn)，是生產(chǎn)基質(zhì)瀝青的優(yōu)質(zhì)原料。經(jīng)MR-16與BSK經(jīng)常減壓蒸餾工藝混煉生產(chǎn)即可得到不同牌號(hào)的道路瀝青產(chǎn)品，流程簡(jiǎn)單，成本較低，且質(zhì)量?jī)?yōu)異。兩種原油混煉得到的基質(zhì)瀝青數(shù)據(jù)見表2。

二、SBR改性劑的選擇

選擇不同廠家生產(chǎn)的3種SBR改性劑。首先摸擬裝置進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)，在完全相同的實(shí)驗(yàn)條件下，每次更換1種SBR改性劑，分別是GS-B型SBR改性劑為第1組，XY-A型SBR改性劑為第2組，DS-A型SBR改性劑為第3組。然后將3組樣品進(jìn)行檢驗(yàn)分析。得到分析結(jié)果見表3。

從表3可以看出，第1組試樣得到的分析結(jié)果全部合格，且質(zhì)量數(shù)據(jù)較交通部JTGF40-2004的SBR改性瀝青Ⅱ-A產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有較高的富余量，推薦選擇第一組所用的GS-B型號(hào)SBR改性劑進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)和試生產(chǎn)。

三、基質(zhì)瀝青原料的優(yōu)化

以南美MR-16和BSK經(jīng)蒸餾工藝混煉生產(chǎn)得到的不同牌號(hào)的直餾瀝青做為基質(zhì)瀝青，將其加熱到170度，并添加一定量的橡膠油，隨即加入一定比例的GS-B型SBR改性劑，剪切速度4000r/min，剪切30分鐘，控制溫度170度。然后，攪拌發(fā)育，攪拌速度300r/min,攪拌1個(gè)小時(shí)，控溫170度。得到的試樣分析數(shù)據(jù)見表4。

從表4中的數(shù)據(jù)分析對(duì)比可以看出，用MR-16和BSK混煉生產(chǎn)得到的90號(hào)、110號(hào)瀝青改性后均能得到合格的SBR改性瀝青產(chǎn)品。但用90號(hào)瀝青作為基質(zhì)瀝青原料，需要添加較高比例的相容劑油，才能滿足SBR改性瀝青針入度大于100的特殊要求，而用110號(hào)瀝青作為基質(zhì)瀝青原料，可使相容劑油的添加比例減少到一半。從理論上分析，高針入度的基質(zhì)瀝青殘留一部分的高芳香烴組分，能夠代替一部分橡膠油。因此，采用較高針入度的基質(zhì)瀝青將促進(jìn)成本的降低，更具經(jīng)濟(jì)性。

四、工業(yè)試生產(chǎn)方案

將南美MR-16和BSK原油混煉生產(chǎn)的高針入度指標(biāo)的110號(hào)瀝青引入反應(yīng)釜中，分別加入一定量的橡膠油和一定比例的GS-B型SBR改性劑，加熱至適宜的溫度并進(jìn)行攪拌，通過膠體磨高速剪切，然后用膠體輸送泵將其打入成品罐，攪拌發(fā)育2個(gè)小時(shí)，最終得到符合交通部JTGF40-2004標(biāo)準(zhǔn)的SBRII-A、SBRII-B等產(chǎn)品。

五、包裝儲(chǔ)存及運(yùn)輸條件的優(yōu)化

SBR改性瀝青長(zhǎng)期高溫儲(chǔ)存運(yùn)輸，將造成SBR改性瀝青質(zhì)量的嚴(yán)重衰減變質(zhì)，且因其粘度大，不適合油槽車長(zhǎng)距離運(yùn)輸。特別是針對(duì)高寒高海拔的西藏地區(qū)來講，特殊的環(huán)境會(huì)加速瀝青的老化。為了解決這一難題，我們考慮到了SBR改性瀝青的特殊性能，即在常溫儲(chǔ)存情況下，SBR改性瀝青的性能穩(wěn)定，產(chǎn)品指標(biāo)幾乎不變，而且能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存。為此，在產(chǎn)品產(chǎn)出后立即采用軟包裝的形式進(jìn)行包裝儲(chǔ)存，降至常溫形成固體后，分批次運(yùn)往西藏。最終滿足了從東部生產(chǎn)到西部使用的運(yùn)輸條件。

從表5出廠指標(biāo)和入庫(kù)指標(biāo)兩組數(shù)據(jù)來看，經(jīng)軟包裝長(zhǎng)距離運(yùn)輸后，SBR改性瀝青產(chǎn)品的指標(biāo)變化不大。由此可見，降低SBR改性瀝青的儲(chǔ)存溫度，可以抑制SBR改性瀝青的老化或衰減，從而有效確保SBR改性瀝青長(zhǎng)距離運(yùn)輸后產(chǎn)品質(zhì)量的合格穩(wěn)定。

六、結(jié)論

1）南美MR-16和BSK原油，因蠟含量低、密度大、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高，通過常減壓工藝得到的直餾瀝青，能夠生產(chǎn)出滿足交通部JTGF40-2004中SBR改性瀝青Ⅱ-A標(biāo)準(zhǔn)要求的SBR改性瀝青產(chǎn)品。

2）通過實(shí)驗(yàn)室篩選，可以優(yōu)選出適宜的SBR改性劑。

3）通過提高基質(zhì)瀝青的針入度指標(biāo)，可以適當(dāng)降低相容劑油的添加比例，從而降低SBR改性瀝青的生產(chǎn)成本。

4）常溫軟包裝的儲(chǔ)存運(yùn)輸方式，有效抑制了SBR改性瀝青產(chǎn)品的老化和指標(biāo)衰減問題，確保了長(zhǎng)距離運(yùn)輸后SBR改性瀝青產(chǎn)品質(zhì)量的合格穩(wěn)定。

 （文章來自：《中國(guó)石油石化》）