橡胶沥青性能影响因素分析

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。

3.3 搅拌温度对橡胶沥青性能的影响

采用相同的原材料和搅拌时间，测试不同搅拌温度下橡胶沥青性能，其结果如表4所示：

表4 搅拌温度对橡胶沥青性能的影响

表4的试验结果说明，橡胶沥青各指标随搅拌温度的升高而增大，其中180℃运动粘度和弹性恢复指标在搅拌温度大于190℃时显著升高、200℃时达到最佳，考虑到施工现场橡胶沥青生产设备的工作安全性，选择190℃作为橡胶沥青的生产温度。

3.4 搅拌时间对橡胶沥青性能的影响

采用相同的原材料和搅拌温度，测试不同搅拌时间下橡胶沥青性能，其结果如表5所示：

表5 搅拌时间对橡胶沥青性能的影响

表5表明，橡胶沥青性能随其搅拌时间处在不断的动态变化中，当搅拌温度为80min时，180℃运动粘度、软化点和弹性恢复均达到最大值，因此橡胶沥青制备的搅拌时间宜选择80min。

3 结 语

1)制备橡胶沥青宜选择抗老化性能好的基质沥青；橡胶沥青性能随胶粉掺量的增加而改善，在实际应用中宜根据橡胶沥青性能要求和现场施工设备的喷洒粘度确定其掺量。

2)选择搅拌温度190℃，搅拌时间80min作为橡胶沥青的制备工艺参数。

[1]吕伟明.橡胶沥青路面技术[M].北京：人民交通出版社,2011.1-4.

[2]黄文元,姜永杰,覃昌春.橡胶沥青的技术特质及其在路面工程中的应用[C].北京：中国公路学会,2005.223-225

[3]张文武.废胎胶粉改性沥青机理研究[D].重庆：重庆交通大学,2009.44-47.