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橡胶沥青性能评价指标和影响因素研究
2016-11-21 
 摘要:本文分析了橡胶沥青的改性机理以及国外橡胶沥青性能评价指标，提出了基于我国国情的橡胶沥青性能评价指标。在此基础上，对基质沥青标号、橡胶粉掺量、橡胶粉细度等几个关键因素开展了橡胶沥青性能试验研究。
  关键词:橡胶沥青;改性机理;路用性能;评价指标
  随着近年来公路沥青改性剂用量的不断增加，使得常规沥青改性剂，如SBS和SBR的需求也不断增加，如果要保持需求及价格均衡关系，寻找新型优质改性材料是一个重要的途径。而将我国大量废弃的旧橡胶轮胎破碎加工制成橡胶粉，作为沥青改性剂，被认为是一种科学的处理方式。其生产工艺为:通过破碎机将废旧轮胎加工成一定细度的橡胶粉，而后使其按相应的掺配比例与标准温度石油沥青共混，在持续的高温搅拌作用下制成符合性能要求的橡胶沥青成品。
 基于橡胶沥青材料无论是生产工艺还是路用性能都与常规沥青材料存在差异，因而，在大规模应用橡胶沥青前，应该对其性能评价指标和关键影响因素开展专门研究。
 1——橡胶沥青改性机理分析   美国ASTM D 6144－97标准对橡胶沥青的定义是:含量在l5%以上的橡胶粉在高温状态下(180℃以上)与沥青充分反应得到的改性沥青胶结材料。
   向高温基体沥青中添加橡胶粉至生成橡胶沥青成品期间会持续发生一系列复杂的物理化学反应，这些复杂反应过程即为橡胶粉对基质沥青改性的过程，整个改性机理可作如下描述:橡胶粉加至高温的基质沥青持续搅拌后，橡胶颗粒会迅速吸收基质沥青中的轻质组分(饱和分和芳香分)，引起橡胶颗粒体积产生物理膨胀，在高温及搅拌的进一步作用下，胶粉颗粒将进一步吸收沥青中的轻质组分而发生溶胀，同时，部分橡胶粉颗粒会经历解聚和脱硫反应，引起胶粉颗粒分裂和颗粒变小，引起橡胶颗粒由原来的紧密结构变成相对疏松的絮状结构，并均匀地悬浮分散在基质沥青中，最终形成一个稳定的不会发生分离的混熔体系。
 2——沥青性能评价指标分析及选取
  由于橡胶沥青的改性机理与其他高聚物改性沥青有较大的差异，因此，在橡胶沥青评价指标的选取上也会不同。通过对比分析几个在橡胶沥青研究和应用成熟国家的技术标准，可以发现，高温性能普遍采用软化点指标评价，施工性能采用177℃粘度指标，而常温性能则采用25℃锥入度和弹性恢复指标评价。因此，本文结合我国实际情况，选取以下4个指标开展橡胶沥青性能试验，并以表1指标评价橡胶沥青的基本性能。
 3——几个关键因素对橡胶沥青性能的影响研究
 
   本研究选取了同一牌号的2种不同标号沥青(70#和90#)，其基本技术性能见表2和表3，采取掺入同类型、同细度及同掺量的轮胎胶粉，保持相同的拌和温度、搅拌时间，在试验室制作橡胶沥青并进行相关性能检测，试验结果见表4。
 由表4试验结果可以看出:
  (1)采用70#基质沥青为母体的橡胶沥青25℃锥入度低于以90#基质沥青为母体的橡胶沥青， 表明常温下前者稠度更大，抗变形能力更好。
 (2)以70#基质沥青为母体的橡胶沥青的软化点及177℃粘度均高于以90#基质沥青为母体的橡胶沥青，表明在热稳定性和抵抗流动变形能力方面，70#基质沥青为母体的橡胶沥青要好于后者。
 (3)以70#%，而9