英文原题：Minireview on the Rejuvenation of Aged Styrene−Butadiene−Styrene (SBS) Modified Bitumen: State-of-the-Art and Outlook
通讯作者：邢成炜，蒋玮，长安大学公路学院，特殊地区公路工程教育部重点实验室
作者：Chengwei Xing*, Wei Jiang*, Ming Wang, Kai Zhao, Zhihui Li
SBS是一种由丁二烯和苯乙烯通过聚合反应形成的三嵌段结构的热塑性共聚物。由于SBS独特的结构特点和性能优势，常将其用于沥青改性，用于改善道路沥青的低温抗裂与高温抗车辙。随着服役时间的延长，道路中SBS改性沥青受到外界环境的影响发生自然老化，引起路面损坏的发生。目前，普遍认为SBS改性沥青的老化主要包括SBS改性剂的降解和基质沥青的老化。
考虑到路面养护维修过程中产生的大量旧料（RAP），这些废旧料若得不到有效利用，不仅会对生态环境造成极大的影响，而且会导致沥青和石料等资源的极大浪费，目前普遍做法是进行再生利用。由于SBS改性沥青的老化主要包括SBS改性剂的降解和基质沥青的老化，因此，对于老化SBS改性沥青的再生应包括老化基质沥青的再生与老化SBS改性剂的再生两个方面。为了更好的量化分析近些年对老化SBS改性沥青再生的研究现状，通过关键词，我们通过SCI数据库和CNKI数据库检索到67篇研究老化SBS改性沥青再生的论文。根据发表年份统计发现（如图1所示），所有的论文均是近十年发表，其中19年以后的论文占比超过60%，这表明关于老化SBS改性沥青的再生研究成为目前研究的热点。
图1. 不同时期相关论文所占比例
各国学者对老化SBS改性沥青的再生恢复手段做了大量有益的研究，研究表明老化SBS改性沥青的再生并不同于老化基质沥青的再生。然而，目前关于老化SBS改性沥青的再生技术手段仍然缺乏系统的归纳和总结，这并不利于未来进一步各取所长促进老化SBS改性沥青再生的技术进步。因此，长安大学邢成炜博士、蒋玮教授联合多位学者从再生老化沥青相、添加SBS改性剂、修复降解的再生剂等方面系统总结了用于老化SBS改性沥青再生的技术手段（如图2所示），分析了当前技术挑战，指出了未来发展趋势。
图2. 老化SBS改性沥青再生技术路径
（1）仅再生SBS改性沥青中的老化沥青相
工程中常采用以石油类和植物油类为代表的再生剂或软沥青来再生老化SBS改性沥青，这种再生方式主要通过恢复老化SBS改性沥青中的老化沥青相来实现对老化SBS改性沥青的再生恢复。加入商用再生剂、芳烃油、废旧机油、植物油、高针入度的沥青可以被认为是一种物理共混，补充因老化而降低的软沥青成分，能够改善老化SBS改性沥青的黏度和抗疲劳能力（如图3所示）。但是由于忽视对降解改性剂的恢复，高温稳定性被一定程度降低，低温抗裂性和抗疲劳性能难以恢复至原样状态。
图3. 添加再生剂前后的老化SBS改性沥青流变性质1
（2）通过添加再生剂再生老化SBS改性沥青
新的SBS改性剂通常被加入到老化SBS改性沥青中来恢复老化沥青中的交联网状结构，具体添加形式包括原样SBS改性沥青，原样SBS改性沥青和再生剂，含有SBS改性剂的复合再生剂。研究表明，掺加新的SBS改性剂能够重新形成连续网状结构，显著改善老化SBS改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能，部分性能甚至可以恢复或超过原沥青性质，实现对老化SBS改性沥青的二次改性。
（3）基于再生剂修复技术再生老化SBS改性沥青
SBS改性剂老化后会形成不同分子量的具有羟基、羧基等含氧基团的降解产物。这些含氧基团具有一定反应活性，可以通过添加反应性化合物，实现断链结构的重新组合，修复交联网络结构，从而改善老化SBS改性沥青的性能（如图4所示）。根据反应性化合物与降解SBS改性剂的作用机制，可以将降解改性剂的重构分为环氧反应再生和异氰酸酯反应再生。研究表明，修复后的交联网络结构能够显著恢复老化SBS改性沥青的高温、低温、疲劳、水稳等性质；不同的反应性化合物会对再生SBS改性沥青的性能产生不同的影响。
图4. SBS改性剂降解及修复示意图 2
（4）挑战和展望
仅再生老化沥青相制备的再生沥青由于忽视了对改性剂相的修复，导致再生沥青的性能难以满足改性沥青的技术要求。因此，为了进一步提高再生SBS改性沥青的性能，在恢复老化沥青相的同时，有必要通过技术手段恢复降解的网状结构。直接添加SBS改性剂忽视了对降解再生剂的修复，会导致一定资源的浪费。此外，大量存在的降解再生剂也有可能会对新再生剂形成交联网络结构产生不利影响。分子重构技术能够原位修复降解的再生剂，在充分利用原有老化材料的基础上全面恢复老化SBS改性沥青的性能，是一种再生老化SBS改性沥青较为理想的技术路径。
现有针对降解SBS改性剂重构技术的研究仍然具有一定的局限性，表现为：1.忽视了反应性化合物与传统再生剂的配伍性对再生效果的影响；2.现有室内制备再生SBS改性沥青的方式与实际工程有较大差别，现有选择或制备的反应性化合物能否在实际工程中与老化SBS改性沥青充分反应仍然有待进一步研究。
参考文献：
1. Zhu, H.; Xu, G.; Gong, M.; Yang, J., Recycling long-term-aged asphalts using bio-binder/plasticizer-based rejuvenator. Construction and building materials 2017, 147, 117-129.
2. Cao, Z.; Chen, M.; Yu, J.; Han, X., Preparation and characterization of active rejuvenated SBS modified bitumen for the sustainable development of high-grade asphalt pavement. Journal of Cleaner Production 2020, 273 (11-12), 123012.
转自：“ACS美国化学会”微信公众号
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