橡胶粉改性沥青的路用性能研究

摘要：本文通过对橡胶粉改性沥青进行路用性能试验，确定适合的橡胶粉改性沥青技术标准，提出把橡胶粉用于修筑道路路面具有重要的社会效益与经济效益。

关键词：橡胶粉，改性沥青，针入度

一、改性沥青的分类

所谓改性沥青，也包括改性沥青混合料，按照我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032）及《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036）的定义，是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料”。改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中，改善或提高沥青路面使用性能（与沥青发生反应或裹覆在集料表面上）的材料”。关于改性沥青的分类，国际上并没有统一的分类标准，按照改性剂的不同，一般将其分为四类：

1、热塑性橡胶类；

2、橡胶类；

3、树脂类；

4、其它：主要包括磨细橡胶粉。

二、研究橡胶粉改性沥青的目的与意义

改性沥青从40年代欧洲开始使用以来，迄今已有50多年历史。从80年代初开始欧洲曾经广泛使用过EVA,到80年代中期认识到SBS的优良性能，EVA逐渐被SBS所取代。现在SBS/SIS占改性沥青的比例为44%，EVA占11%，SB占10%，废旧轮胎橡胶粉占9%，EPDM占12%,PE占3%，Betaplast占7%,其他占4%，因此橡胶粉在改性沥青中还是占有较大的比重。

利用废旧橡胶粉改性沥青首先是出于环保方面的考虑，至于改性沥青的效果到底怎样，国际上一直有不同的看法。但只要采用的制作方法、施工方法恰当，其改性效果还是很明显的，再加上橡胶粉的价格相对比较便宜，这对于我国国情也是比较适合的。我国的废旧轮胎每年的形成量很大，并有逐年增大的趋势，除橡胶工业和其他行业使用外，还有相当的余量（据测算每年可生成多余的橡胶粉超过10万吨），把橡胶粉用于修筑道路路面，如果能起到既改善沥青的性能，又用掉废橡胶粉，这将是一举两得的好事，具有重要的社会效益与经济效益。

三、橡胶粉改性沥青路用性能试验

现通过对不同含量的脱硫及活化橡胶粉掺入到基质沥青中，通过与基质沥青及壳牌沥青记性路用性能对比来确定橡胶粉改性沥青技术标准。

3.1实验材料选用

基质沥青：采用辽河油田AH-90#沥青

改性沥青1#：基质沥青+12%脱硫废橡胶粉

改性沥青2#：基质沥青+15%脱硫废橡胶粉

改性沥青3#：基质沥青+12%活化废橡胶粉

改性沥青4#：基质沥青+15%活化废橡胶粉

加工后的改性沥青与壳牌AH-90#沥青的路用性能指标进行对比。（备注：本试验改性沥青中改性剂计量为外掺法。）

橡胶粉采用东北橡塑材料有限公司生产的以废旧轮胎为原料，经过粉碎、分离、除金属、筛选、活化等一系列工序处理制成的黑色粉末状物质，胶粉粒度为28目，主要成分为橡胶（含量40%～50%），炭黑（含量20%～30%）。

3.2活化与脱硫橡胶粉不同掺量的技术指标对比

基质沥青和橡胶粉改性沥青的试验结果见表1。

表1.基质沥青和改性沥青试验结果

根据试验结果，推荐橡胶粉改性沥青技术性能标准建议见表2。

表2.橡胶粉改性沥青技术要求表

四、实验结果分析总结

根据橡胶粉改性沥青的室内试验结果可以看出：

（1）虽然橡胶粉改性沥青的常温延度较基质沥青的延度降低很多，但低温延度显著增加，说明橡胶粉改性沥青低温性能得到有效改善，适合北方地区冬季的低温环境。

（2）橡胶粉改性沥青薄膜加热后针入度比较基质沥青明显增大，质量损失率降低，说明橡胶粉改性沥青抗老化能力较强。

（3）橡胶粉改性沥青的软化点比基质沥青有明显提高，提高幅度为8%～10%，说明其高温稳定性能有所增强。

（4）橡胶粉改性沥青的针入度指数PI值较基质沥青有明显增加（《公路改性沥青路面施工技术规范》中规定改性沥青的针入度指数PI值应大于-1.0），改性沥青的温度敏感性得到了改善。

（5）橡胶粉改性沥青的当量软化点比基质沥青和壳牌沥青有明显提高，当量脆点明显降低，也说明橡胶粉改性沥青的高低温性能得到了改善。

（6）脱硫和活化橡胶粉生产的改性沥青的各项技术指标差别不大。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。