橡胶粉与SBS复合改性沥青制备工艺试验研究

刘贞鹏，王 晶，陆 芳，覃宏海

(广西交通职业技术学院，广西 南宁 530216)



橡胶粉与SBS复合改性沥青制备工艺试验研究

刘贞鹏，王 晶，陆 芳，覃宏海

(广西交通职业技术学院，广西 南宁 530216)

文章按6种不同工艺分别制备橡胶粉与SBS复合改性沥青，并通过测定其针入度、软化点、177 ℃布氏黏度及弹性恢复等指标对复合改性沥青的制备工艺进行了试验研究，结果表明：先将橡胶粉加入热沥青中，高速剪切30 min，然后加入SBS，高速剪切30 min，最后搅拌发育30 min为最佳制备工艺，同时可将弹性恢复作为复合改性沥青配方控制的指标。

橡胶粉与SBS复合改性沥青；制备工艺；试验研究

0 引言

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和橡胶粉是两种常用的道路石油沥青改性剂，但在基质沥青中单独掺加这两种改性剂时，SBS改性沥青存在着价格偏高的缺点，而橡胶沥青则存在着存储稳定性差、粘度高、施工难度大等缺点。为了克服单掺时的不足，根据材料复合化思想，将两种改性剂共同加入沥青中制得橡胶粉与SBS复合改性沥青的思路得到了越来越广泛的关注。

橡胶粉与SBS复合改性沥青的性能受内因和外因两方面因素的制约，内因包括橡胶粉来源、粒径、掺量，SBS类型、掺量和基质沥青的性能等，外因包括加工温度、加工时间、搅拌或剪切速度等[1]。鉴于单掺一种改性剂时，橡胶沥青和SBS改性沥青的生产工艺均已较为成熟，本文重点研究橡胶粉和SBS两种改性剂的掺加顺序对复合改性沥青性能的影响，以得到最佳的橡胶粉与SBS复合改性沥青制备工艺。

1 试验材料及试验方案

1.1 试验材料

基质沥青：70#A级道路石油沥青，主要技术指标如表1所示；

橡胶粉：江苏某公司生产的20目、40目废旧轮胎橡胶粉；

SBS：重庆某公司生产的线型SBS改性剂。

基质沥青的主要技术指标情况见表1。

表1 基质沥青的主要技术指标表

1.2 试验方案

查阅国内外相关文献[2]，初定6种橡胶粉与SBS复合改性沥青制备工艺，如表2所示，不同制备工艺均采用相同的配方：40目橡胶粉∶SBS∶70#基质沥青=13%∶2%∶85%(质量比)，制备过程中采用温度计控制温度在180 ℃～200 ℃。

1.3 测试项目

橡胶粉与SBS复合改性沥青组成较为复杂，测试项目的选取应考虑对其特殊组成的适应性。国内外普遍认为177 ℃布氏黏度是橡胶沥青最核心的技术指标，直接反映橡胶沥青的品质高低。黄文元认为橡胶沥青的弹性恢复能力与橡胶粉的掺量高度相关，可以作为橡胶沥青配方控制的指标之一[3]。另外考虑工程实际中试验方法的普及程度及试验操作的难易程度，选定针入度和软化点作为辅助测试项目。

表2 试验方案表

2 试验结果及分析

按1.2中初定的6种制备工艺分别制备橡胶粉与SBS复合改性沥青，并进行1.3中选定的4种测试项目试验，结果如表3及图1～4所示。为保证试验结果的可靠性，所有复合改性沥青均为现配现用。

表3 不同制备工艺橡胶粉与SBS复合改性沥青试验结果表

图1 不同制备工艺下的针入度曲线图

图2 不同制备工艺下的177 ℃布氏黏度曲线图

图3 不同制备工艺下的软化点曲线图

由表3和图1～4可以看出，不同工艺制备的橡胶粉与SBS复合改性沥青针入度相差不大，软化点均超过了65 ℃，弹性恢复均超过了70%，表明复合改性沥青具有良好的性能。同时，不同工艺制备的复合改性沥青软化点与弹性恢复两项指标变化趋势基本一致，表现出良好的相关性，从侧面印证了试验结果的准确性，以及采用弹性恢复作为改性沥青配方控制指标的可行性。

初定的6种制备工艺中，按工艺5制备的复合改性沥青软化点、弹性恢复及177 ℃布氏黏度均为最高，表现出最优的综合性能，因此确定为橡胶粉与SBS复合改性沥青的最佳制备工艺，即要先加橡胶粉后加SBS，先剪切后搅拌。

3 结语

(1)可将弹性恢复作为橡胶粉与SBS复合改性沥青配方控制的指标。

(2)橡胶粉与SBS复合改性沥青最佳制备工艺为：先将橡胶粉加入热沥青中，高速剪切30 min，然后加入SBS，高速剪切30 min，最后搅拌发育30 min。

[1]刘贞鹏.SBS/橡胶复合改性沥青混合料高温性能研究[D].重庆：重庆交通大学，2014.

[2]孙大权，徐晓亮，吕伟民.橡胶沥青生产工艺关键技术参数的研究[J].长沙交通学院学报，2008(3)：33-37.

[3]黄文元，张隐西.道路路面用橡胶沥青的性能特点与指标体系[J].中南公路工程，2007(1)：111-114.

Experimental Study on Preparation Process of Rubber Powder and SBS Composite Modified Asphalt

LIU Zhen-peng，WANG Jing，LU Fang，QIN Hong-hai

(Guangxi Vocational and Technical College of Communications，Nanning，Guangxi，530216)

This article separately prepared the rubber powder and SBS composite modified asphalt according to six different processes，and through measuring its penetration degree，softening point，177℃ Brookfield viscosity and elasticity recovery index，it conducted the experimental study on the preparation process of composite modified asphalt，the results showed that：the best preparation process is to firstly add the rubber powder into the hot asphalt，with high-speed shearing for 30min，followed by adding the SBS，then high-speed shearing for 30min，finally followed by stirred development for 30min，meanwhile the elasticity recovery can be used as the indicator to control the composite modified asphalt formula.

Crumb rubber and SBS composite modified asphalt；Preparation technology；Experimental study

U416.218

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.010

1673-4874(2016)09-0039-03

2016-08-05

刘贞鹏(1989—)，硕士，研究方向：筑路材料；

王 晶(1983—)，工程师，研究方向：道路建筑材料性能；

陆 芳(1976—)，高级实验师，研究方向：工程材料试验与检测；

覃宏海(1989—)，助理工程师，研究方向：工程测量及工程材料检测。