橡胶沥青性能影响因素分析

2013-02-01康成生冯新玉马晓燕王兆力

中国建材科技 2013年4期

曹贵康成生冯新玉马晓燕王兆力

（1甘肃路桥建设集团养护科技有限责任公司，甘肃兰州 730050；2甘肃路桥第一公路工程有限责任公司，甘肃兰州730050)

1 引言

道路交通基础设施的建设，有力的促进了汽车工业的发展，我国汽车保有量不断增加，废旧轮胎数量也以每年12%的速率增加，预计2013年底达2.8亿条，约合725万吨，废旧轮胎作为难以降解的高分子弹性材料，长期的堆置对环境造成严重破坏[1]。将废旧轮胎加工成橡胶粉用于橡胶沥青生产，既是废旧轮胎资源化利用的有效途径，又可以提高沥青路面质量、延长路面寿命。自1960年橡胶沥青问世以来，与橡胶沥青相关的研究集中于其适用的混合料级配类型、以及其在应力吸收层和应力吸收中间层的应用[2]，而对橡胶沥青性能影响因素并没有系统的研究。本课题就基质沥青、橡胶粉、搅拌温度、时间等对橡胶沥青性能的影响进行全面、系统的分析。

2 原材料和试验方法

2.1 原材料

基质沥青：埃索90#、镇海90#和塔河90#基质沥青，三种基质沥青性能如表1所示。

废胎胶粉：选用湖北宏鄂远橡塑环保科技有限公司生产的40目废旧轮胎胶粉，其中橡胶烃含量为56%。

2.2 试验方法

为了研究各因素对橡胶沥青性能的影响，分析3种90#基质沥青、5个搅拌温度（160℃-200℃)、5个不同的搅拌时间（40min-120min)对橡胶沥青180℃粘度、25℃弹性恢复、软化点的影响规律。

3 结果与讨论

3.1 基质沥青对橡胶沥青性能的影响

在掺量和制备工艺相同的条件下，采用埃索90#、镇海90#和塔河90#基质沥青制备橡胶沥青，其性能测试结果如表2所示：

表1 基质沥青性能指标

表2 基质沥青对橡胶沥青性能的影响

分析表2可以看出，在制备条件和掺量相同的条件下，使用三种90#基质沥青制备的橡胶沥青性能有显著的差异，其中采用埃索90#基质沥青的橡胶沥青性能最佳，而采用塔河90#基质沥青的橡胶沥青由于180℃粘度大于4000Pa·s而无法满足施工和易性的要求。分析其原因，主要是由于橡胶沥青较高的制备温度（大于190℃)导致基质沥青的老化，因此在选择基质沥青时，尽量采用抗老化性能好的沥青。

3.2 废胎胶粉掺量对橡胶沥青性能的影响

采用埃索90#基质沥青、相同的制备工艺，制备不同橡胶粉掺量的橡胶沥青，其性能如表3所示。

表3 橡胶粉掺量对橡胶沥青性能的影响

分析表3发现，橡胶沥青的粘度、软化点和弹性恢复随胶粉掺量的增加，呈规律的升高趋势；这是由于：相对于沥青相而言，废旧轮胎胶粉在沥青中的溶胀导致沥青相轻组分的减少，沥青相粘稠度增加，胶粉掺量越多，溶胀作用越充分[3]；对于胶粉颗粒而言，随胶粉掺量的增加，橡胶沥青中胶粉分散密度增大，橡胶颗粒间能够更好的协调作用，发挥其弹性性能。