TOR温拌橡胶沥青技术

摘 要：本文介绍了外掺剂TOR对橡胶沥青的影响，分析了TOR对不同胶粉掺量橡胶沥青的性质的影响。并选用温拌橡胶沥青，进行了SMA-13的配合比设计，对温拌橡胶沥青混合料的路用性能进行了分析。

关键字:TOR 温拌技术 橡胶沥青

中图分类号：TU57+1文献标识码：A

引言

随着汽车工业的不断发展，汽车保有量不断增加，每年都会有大量的废旧轮胎产生，如何处理这些废旧轮胎已经成为我国的一个很大的社会问题。近年来我国道路技术的不断进步，废旧轮胎制成的橡胶粉作为改性剂加入沥青制成橡胶沥青的技术越来越成熟，很大程度的解决了“黑色污染”。 但是，通常道路施工都采用热拌技术，由于橡胶沥青粘度大，必须在更高的温度下拌和、摊铺。所以，它在处理废旧轮胎的同时，又产生了一种新的废弃物—硫化氢。硫化氢既对大气会造成污染，对现场工作人员的身体健康也有影响。而温拌技术恰好可以降低橡胶沥青的粘度，从而降低施工温度，符合我国节能减排的国策。

一、温拌橡胶沥青改性工艺

第一步，将基质沥青融化，在110℃烘箱内将橡胶粉烘干，准备好规定用量的外掺剂TOR，分别称重;

第二步，把基质沥青加热至170℃，加入橡胶粉，简单搅拌5分钟，为了防止胶粉结团，将TOR与橡胶粉同时加入;

第三步，当橡胶粉能比较均匀的分布在基质沥青中时，开始用高速剪切机进行剪切，同时保证剪切温度为180℃;

第四步，剪切1h后，橡胶沥青先在180℃环境发育2h，然后进行相应试验，不得长时间搁置，以防止影响试验结果。

二、TOR对橡胶沥青性能的影响

（一）试验方案

本文参考国内外的研究成果采用目数为40目的橡胶粉，掺量分别为基质沥青的15%、20%、25%，外掺剂TOR的掺量为橡胶粉的4.3%。然后对比分析掺加TOR对橡胶沥青的性能影响。

（二）TOR对25℃针入度影响分析

橡胶沥青25℃针入度试验结果如表1所示。从表1中可以看出，与基质沥青相比，橡胶沥青的针入度有明显的下降。

表1温拌橡胶沥青25℃针入度试验数据

沥青的针入度与沥青的路面使用性能具有密切的关系，是我国现阶段选择沥青标号的主要依据，其作用主要表现在高温温定性上。随着TOR降粘剂的掺加，温拌橡胶沥青的针入度有不同程度的降低，并且随着降粘剂掺量的增加而减小；温拌橡胶沥青的针入度指数有明显的增大，使感温性能得到改善。伴随着橡胶粉掺量的增加，针入度呈现出下降的趋势，橡胶粉掺量由15%增加到20%时针入度值下降幅度较大。这是由于在沥青与胶粉混合过程中沥青中增加了固相胶粉，使粘度增大，因此针入度降低。而掺加了外掺剂TOR后橡胶沥青的针入度比相同胶粉掺量的橡胶沥青有明显的下降，说明TOR能够进一步降低橡胶沥青的针入度。

（三）TOR对软化点影响分析

橡胶沥青软化点试验结果如表2所示。由表2看出，橡胶沥青的软化点与基质沥青相比有明显的提高。

表2温拌橡胶沥青软化点试验数据

软化点是道路沥青最基本的一种性质指标，直接与表示路面发软变形的程度相关联，因此，软化点是大多数国家用来说明沥青高温性能的指标之一。加入tor降粘剂后，软化点升高，说明tor使橡胶沥青具有良好的高温性能。随着胶粉掺量的增加，橡胶沥青的软化点呈现增高趋势。在掺加了TOR后橡胶沥青软化点橡胶沥青软化点相比，有了明显的提高，说明TOR能够改善橡胶沥青高温性能。

（四）TOR对旋转粘度影响分析

为了更好的了解橡胶沥青的粘结性，本文除了对其进行177℃布氏旋转粘度试验，还对橡胶沥青放置48h后进行粘度测试，以分析橡胶沥青粘度变化的状况。橡胶沥青的粘度试验数据见表3.

表3 温拌橡胶沥青177℃旋转粘度

可以看出，橡胶沥青的粘度较其他改性沥青有了大幅度提高。这是因为橡胶粉与沥青在高温充分混合，然后吸收沥青轻质组分溶胀。旋转粘度随胶粉掺量增大而增大，这是由于随着掺量的增加，胶粉颗粒和沥青中的轻质油分发生溶胀产生更多的固液两相体。在掺加了外掺剂TOR后，橡胶沥青的粘度略有下降，这说明了TOR能够改善橡胶沥青的施工和易性。

橡胶沥青在放置48h后，粘度有了明显降低，全部都已低于粘度规定下限。所以，在测试橡胶沥青任何指标时都必须现改现用，在实际工程中，也要在48h时内使用，当经过较长时间存储后再次使用，首先必须检测橡胶沥青的指标是否还能满足技术要求。在掺入TOR后橡胶沥青布式粘度降低速率较相同胶粉掺量的普通橡胶沥青有所放缓，其中当胶粉掺量为20%时，掺加了TOR的橡胶沥青在搁置48h后的 177℃粘度仍然满足规定要求。这就说明，TOR能够改善橡胶沥青存储稳定性。

三、温拌橡胶沥青混合料性能分析

（一）温拌橡胶沥青混合料目标配合比设计

1.级配选择

参考现行规范中推荐的SMA-13混合料级配范围,并考虑到混合料中应有较大的空隙,以保证胶粉的变形,所以决定减少矿粉用量。通过控制4.75mm、0.075 mm筛孔的通过率(4.75 mm通过率分别为29%、27%,0.075 mm通过率分别为6%、4%),利用交叉试验,可得到4个不同的初试级配,结果见下页表4。根据4个初试级配和油石比为6.3%成型马歇尔试件,进行体积指标的计算,最终确定级配3为选择的设计级配。

表4初试建议级配

2.最佳沥青用量确定

利用设计级配以及4个不同的油石比6.3%、6.6%、6.9%、7.2%,成型马歇尔试件,计算得到各自的体积指标,试验结果见表5。

表5 不同油石比下的体积指标

经过分析,确定最佳油石比为6.6%。此时,混合料空隙率为4.5%,大于普通SMA混合料配合比设计的目标空隙率4.0%。

（三）路用性能检验分析

1.温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性分析

4.3%TOR橡胶沥青混合料与不掺加降粘剂的橡胶沥青混合料分别在155℃、165℃、185℃的成型温度下制作车辙板进行试验。TOR降粘剂对混合料的高温抗车辙能力都有所提高，变形量也都有所减小。

2.温拌橡胶沥青混合料的低温性能试验

橡胶沥青混合料的低温抗裂性利用小梁弯曲破坏来评价，小梁低温弯曲破坏试验是国内常用的评价沥青混合料低温抗裂性试验方法。本文采用试验温度为（-10.0±0.5）℃，加载速度为50mm/min来进行试验。TOR降粘剂在降低成型温度的同时，最大弯拉应变和抗弯拉强度都有所提高。

四、结语

通过试验结果可以看出,TOR作为外掺剂可以很好的改善橡胶沥青的各项性能，因此在降低施工温度的前提下依然提高了混合料路用性能，在未来的应用中有着广泛前景。

参考文献：

[1]JTG F 40－2004，公路沥青路面施工技术规范.

[2]王旭东，李美江，路凯冀． 橡胶沥青及混凝土应用成套技术． 北京: 人民交通出版社，2008.

[3]中国环保产业协会、中国橡胶工业协会联合调研组.关于废旧橡胶综合利用和环境保护情况的调研报告[J].中国橡胶，2006，22(17):4一9.