废旧PE/橡胶粉复合改性沥青性能研究

摘 要：为提高废旧聚乙烯（PE）改性沥青的路用性能，采用橡胶粉对PE沥青进行复合改性。通过高温性能、弹性恢复、低温性能、温度敏感性等指标，评价PE/橡胶粉复合改性沥青的性能。在橡胶粉含量为15%时，通过改变废旧PE掺量研究废旧PE/橡胶粉复合改性沥青的路用性能，综合考虑并确定最佳废旧PE掺量为5%。试验证明，橡胶粉和废旧PE的复合改性使沥青路面的抗病害能力和使用寿命均得到提高。

关键词：复合改性沥青；废旧PE；橡胶粉；路用性能

中图分类号：U414.7 文献标志码：B

Research on Performance of Asphalt Modified by Waste Polyethylene and Rubber Powder

HAN Jun1，2，YU Xiaofei3，ZHOU Dehong1

（1. Jiangsu Baoli International Investment Co. Ltd.， Jiangyin 214422， Jiangsu， China；

2. School ofCivil Engineering andArchitecture， Zhejiang University， Hangzhou 310013， Zhejiang， China；

3. School of Chemistry and Chemical Engineering， Shanghai Jiaotong University， Shanghai 200240， China）

Abstract： In order to improve the pavement performance of waste polyethylene （PE） modified asphalt， rubber powder was brought in for complex modification. The performance of the complex modified asphalt was evaluated by indices of high temperature performance， elastic recovery， low temperature performance and temperature sensibility. With the content of rubber powder being 15%， the pavement performance of the complex modified asphalt was studied by changing the amount of waste PE， and the optimum amount was determined to be 5%. It is proved that the diseaseresistant ability and service time of asphalt pavement modified by the waste PE and rubber powder are improved.

Key words： complex modified asphalt； waste polyethylene； rubber powder； pavement performance

0 引 言

随着中国经济的迅速发展，废旧塑料和废旧橡胶的数量在以超过10%的速度逐年增加，这些废旧材料会给自然环境带来巨大污染；如何综合利用数量巨大的废旧塑料和橡胶高分子材料，缓解环境污染，已成为社会的焦点问题之一。采用废旧橡胶和塑料对沥青进行改性应用于道路工程，不仅可以减少环境中的黑色污染和白色污染，还能够提高沥青的高温稳定性、低温抗裂性、耐久性和弹性性能，同时复合改性沥青混合料铺筑的路面具有降低路面噪音、减少路面反光、提高路面抗滑性能、降低道路建设成本的效果[15]，有很好的社会效益和发展前景[68]。

为了提高沥青混合料的路用性能，在沥青混合料中添加外掺剂已经成了一种最普遍且有效的方法[910]。本文采用废旧橡胶粉和废PE（聚乙烯）材料作为改性剂对基质沥青进行复合改性，在废旧橡胶粉掺量为15%的条件下，掺入不同质量分数的废PE复合改性沥青，研究PE掺量对路用性能的影响，并确定最佳改性剂掺量。

1 材料及制备

1.1 原材料

本文采用的基质沥青为韩国双龙70#沥青，废橡胶是40～80目的细碎橡胶粉颗粒，废旧PE为废旧鲜奶软包装塑料袋和废旧塑料袋。废旧塑料使用前应先清洗，除去尘土杂物，并于60 ℃下干燥至含水量低于1%，然后将其剪成约为025 cm2的碎片（图1）备用。

1.2 废旧PE/橡胶粉复合改性沥青的制备

用废旧PE碎料和40～80目的橡胶粉对韩国双龙70#基质沥青进行复合改性。首先将基质沥青加热到160 ℃并保持温度恒定，然后加入不同掺量的PE碎料，以800 r・min-1的速度搅拌30 min；再加入15%的胶粉，继续搅拌30 min至分散均匀；初始高速剪切搅拌15 h，最后再普通搅拌30 min，赶走高速剪切中带入沥青中的大量气泡，并灌模测定其性质。具体流程如图2所示。

2 试验结果与讨论

2.1 高温性能

本文将废旧PE材料按不同的掺入量（3%、5%、7%）掺入废旧橡胶粉改性沥青制备废旧PE/橡胶粉改性沥青，并根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 051―2000）规定的方法对废旧PE/橡胶粉改性沥青进行相关试验，评价其性能。采用针入度和当量软化点T800两个指标来评价改性沥青的高温性能，试验结果如图3、4所示。