浅析橡胶改性对沥青指标的影响

杨卫 李清

摘 要：基质沥青加入橡胶颗粒后性质发生变化，在指标方面发生明显的趋向性。通过改性前改变橡胶颗粒掺量，获得改性后的沥青针入度、软化点、延度实测值，加入基质沥青指标作为对比，推断出加入量对指标影响情况，有效地说明橡胶颗粒掺加量的改性效果。

关键词：橡胶颗粒；指标；沥青；试验

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0162-02

橡胶改性沥青的主材橡胶颗粒来源于各种废旧橡胶制品，其中主要来自废旧轮胎。废旧轮胎的使用减少了其处置及闲置给环境带来污染。

我国废旧轮胎资源有 70%没有被回收利用，对橡胶改性沥青的发展还有很大空间。把废旧轮胎作为资源回收利用，可以在解决环境压力的同时创造经济效益。通过机械的方式，将废旧轮胎加工成一定粗细的颗粒状胶粉而用于沥青改性或者沥青混合料改性是普遍认为废旧轮胎无害化处理最佳方式。

通过大量的研究和工程实践证明，利用橡胶改性沥青铺筑的路面，在路用性能上优于一般路面。

改变橡胶改性沥青混合料级配类型，路面同时可以达到降低路面噪音的效果。在冬冷和冬寒地区，由于橡胶改性沥青混合料路面具有较好的弹性，使用路面有一定程度上的除冰雪效果。

橡胶粉成分十分复杂，所以胶粉和沥青在高温下混合制成橡胶改性沥青的过程中，相互间作用难以确定，可能存在物理共混、网络填充和化学共混三种作用方式，只是各种作用程度存在一定差异。

其中物理共混占据主要部分，因此橡胶粉在热沥青中的理想状态是细分散。通过溶胀反应和脱硫反应，达到对基质沥青的改性作用。

1 原 材

1.1 基质沥青

采用国产克拉玛依90#基质沥青，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011），对沥青针入度、软化点和延度进行试验，得到基本性能三大指标，见表1。

1.2 橡胶颗粒

本次采用上海生产的橡胶颗粒，其颗粒大小不均，采用筛分的方法对颗粒的组成进行分析，得到筛分结果，见表2。

通过筛分结果可以得出，橡胶颗粒中占比最高的是40目，达到了33.8%，其余总共占比66.2%。

2 制备方法

在统一设定好参数的基础上，利用掺加不同掺量橡胶颗粒，展开橡胶改性沥青性能影响研究。橡胶改性方式采用固定条件，剪切加热温度180 ℃，剪切时长取45 min，剪切速率采用5 000 r/min，橡胶溶胀时间取60 min（180 ℃）。评价指标选用针入度、软化点和5 ℃延度，分别确定15%、17%、19%和21%四个掺量进行比较，对比指标确定较优橡胶颗粒掺量。

3 指标影响

利用基质沥青指标作为基准，对不同橡胶颗粒掺量的改性沥青的针入度、软化点和5 ℃延度分别比较。说明不同掺量对指标的影响情况。

3.1 橡胶颗粒掺量对针入度影响

根据现行沥青与沥青混合料试验规程规定方法，测试得到橡胶颗粒掺量对针入度值影响，见表3。从数据推断，针入度随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐减小，这表明橡胶颗粒的掺入改变了沥青原有结构形式，使沥青高温稳定性有所增强。

3.2 橡胶颗粒掺量对软化点影响

根据现行沥青与沥青混合料试验规程规定方法，测试得到橡胶颗粒掺量对软化点影响，见表4。

从数据推断，改性沥青软化点随橡胶颗粒掺量的增加而升高，影响逐渐变小。说明橡胶颗粒的加入，沥青的高温性变好。

3.3 橡胶颗粒掺量对5 ℃延度影响

根据现行沥青与沥青混合料试验规程规定方法，测试得到橡胶掺量对5 ℃延度影响，见表5。

从数据推断，沥青5 ℃延度随着橡胶掺量的增加而逐渐增大。15%掺量影响显著，到达21%时影响很小，原因可能是沥青与橡胶颗粒的结合趋于饱和状态。

4 结 语

通过以上对橡胶改性沥青三大指标影响分析，可以得出，胶粉颗粒加入基质沥青对改善沥青的高温性能有很大作用。使改性后沥青软化点较基质沥青有较大提高，并随橡胶颗粒掺量的增加而升高，变化速率逐渐降低。同时橡胶颗粒的掺加也影响沥青的低温脆性，使得沥青有了较好的粘韧性，并随橡胶颗粒掺量的增加使其低温延度不断增大。所以，橡胶改性沥青在高低温性能上都较基质沥青有明显的提高。

参考文献：

[1] 李美江，王旭东.第四届亚太可持续发展交通与环境技术大会论文集[C].2011.

[2] 张文武.废胎胶粉改性沥青机理研究[D].重庆：重庆交通大学， 2009.

[3] 吴中华.橡胶粉改性沥青及混合料路用性能研究[D].上海：同济大学， 2013.