橡胶沥青加工技术的质量特点与工艺原理

孙永茂

汇通路桥建设集团有限公司 河北保定 074000

1 技术特点

（1）橡胶沥青是指废胎胶粉与沥青(有的掺加一定比例的添加剂)按一定比例加工得到的满足相关技术指标要求的产物，其中废胎胶粉的掺量不小丁15%（内掺）或17.6%（外掺），又称沥青橡胶（as-phaltrubber）。

（2）橡胶沥青的加工温度高，一股要达到180℃以上。

（3）橡胶沥青的发育反应时间长，一般要45min以上。

（4）橡胶粉掺量大，一般为基质沥青质量的17.6%-30%（外掺）。

（5）现用现加工，不宜长期储存，一般要求在24h内使用完。

2 应用范围

橡胶沥青可用于各种等级公路新建和改建工程的沥青路面混合料中，也可作为防水、黏结、应力吸收的功能层用在沥青路面结构层中。

3 工艺原理

（1）胎橡胶粉主要的化学成分是天然橡胶和合成橡胶(如丁苯橡胶，顺丁橡胶)，还有硫、碳黑、氧化硅、氧化铁、氧化钙等添加剂成分，以上这些成分都是良好的沥青改性剂。

（2）废胎胶粉和沥青在高温下共混成为橡胶沥青，橡胶粉会和沥青产生化学反应和物理作用，使得橡胶粉融胀，但橡胶粉不会溶解在沥青中，在经过长时间反应后，胶粉依然在沥青中稳定存在。

（3）废胎胶粉和沥青混合成为分散相共混结构，胶粉为分散相、沥青为分散介质，形成了废胎胶粉和沥青连续或相互交错的三维的空间结构，使得橡胶沥青既具有了沥青介质的部分性能也具有了废胎胶粉的一些性能。

（4）橡胶沥青加工过程中有脱硫的化学反应。橡胶沥青的加工温度在180℃以上，最高能达到230℃，在沥青介质中废胎股粉持续保持高温状态（一般1-4h），同时橡胶沥青加工过程要采用高速剪切设备进行分散，并使用搅排设备使其保持运动状态，因此橡胶沥青的加工工艺符合废胎胶粉脱硫再生的工艺过程。大量试验已证明，橡胶沥青的加工过程也是废胎胶粉的脱硫过程，只是脱硫的程度难以控制。在实际工程中，通常采用橡胶沥青的黏度变化水平间接反映其在加工过程中废胎胶粉的脱硫程度。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 橡胶沥青的选择

根据工程的自然环境、交通特点和使用目的，选择橡胶沥青的技术标准。针对我国气候和交通环境,橡胶沥青的有关技术指标见表1。

表1 橡胶沥青技术标准

4.2 橡胶粉掺量是橡胶沥青的主要技术参数之一，橡胶沥青中废胎胶粉的掺量可根据实际使

用的技术要求确定。一般来说，废胎胶粉的掺量越大，相应的路用性能越好；但橡胶沥青的黏度增大，施工和易性下降，因此，废胎胶粉的掺量有一定的合理范围，一般为基质沥青质量的17.6%-30%（外掺）。

4.3 橡胶沥青的配方设计

橡胶沥青的配方设计首先是根据气候、交通特性选择橡胶沥青需要达到的技术标准：然后根据选用的技术标准，按方头进行橡胶沥青的配方设计，确定橡胶沥青的配方。橡胶沥青配方确定的主要参数有：基质沥青的品种、橡胶粉的品种、橡胶粉的掺量、外掺剂（主要是延展油等）的种类和掺量。

4.4 橡胶沥青的加工流程及设备

橡胶沥青加工的基本流程，主要分为以下几个步骤：

第一步：基质沥青、废胎胶粉等原料的添加。

第二步：基质沥青、废胎胶粉等原材料的预混。

第三步：橡胶沥青的反应过程。

第四步：橡胶沥青质量监控。

4.5 橡胶沥青加工前的准备

（1）加工橡胶沥青前，橡胶沥青加工设备中的计量装置应进行专门标定，并贴有计量标签。

对于固定式的加工设备，按计量有效期年限的频率进行标定,对于移动式设备，每个工程开工前均需要标定。计量标定的主要仪器或传感器有：所有的称重设备传感器、温度传感器、流量计、搅拌器的转速。

（2）在正式生产前，橡胶沥青设备应进行试生产、检查设备的运转情况。

4.6 橡胶沥青的加工

（1）橡胶沥青宜采用搅拌法加工。

（2）橡胶沥青生产分为连续式和间歇式，宜采用间歌式生产橡胶沥青。

（3）橡胶沥青的加工温度宜控制在180℃-190℃，当废胎胶粉掺量较大时，加工温度可适当提高,但不应高于210℃。

（4）橡胶沥青加工搅拌的时间，一般为45-60min

（5）在生产过程中，应及时检测每锅橡胶沥青的技术指标。当采用连续式生产时，应每脱45-60min抽样检测橡胶沥青的技术指标。

4.7 橡胶沥青的存储

（1）橡胶沥青原则上应在24h内使用完毕。当由于不可抗力，如需临时存储时，应将橡胶沥青的温度降到145℃-155℃范围内存储，存储时间一般不超过3d。在存储期间应检测橡胶沥青的技术指标。

（2）当经过较长时间存储，再次使用前应检测橡胶沥青的指标是否满足技术要求，如果不满足要求，则应重新加工或掺加一定剂量（掺量一般小于10%）的废胎胶粉重新预混、反应至满足技术要求。

5 质量控制

5.1 质量标准及检验方法

应在橡胶沥青使用前1-2h对橡胶沥青的技术性能进行检测。

5.2 现场检测指标

（1）废胎胶粉进场前应按每批提供全套物理、化学指标的检测报告；进场后应按每200t的频率进行化学指标的抽检，并按每10t的频率抽检物理指标。

（2）废胎胶粉的掺量应严格按照设计掺量，允许正误差2%，不允许出现负误差。

（3）为确保橡胶沥青的质量，除针人度、软化点、延度、弹性恢复、老化试验外，黏度是关键有效的检测指标。

（4）黏度检测分为橡胶沥青生产检测和混合料生产检测两部分。对于橡胶沥青生产检测，如采用连续式生产，每隔1h从生产罐中抽取样品进行检测,如采用间歇式生产，每罐抽检一次。每次检测平行试验应不少于3个样本。对于混合料生产检测是在生混合料前和生产过程中从储油罐中提取样品进行检测。每隔4h抽取一个样本。当橡胶沥青的生产和混合料生产同步进时,可只进于橡胶沥青生产检测。

（5）现场黏度检测时，其温度应控制在180f2℃，从取样到试验结束应在1h内，试验记录应记录试验的时间。

（6）各沥青性能指标的数据应满足相应工程设计文件的要求。

6 环保措施

（1）橡胶沥青加工场地应远离居民区及村庄，无法避开时应选在主风向下方。

（2）橡胶沥青的搅拌罐与反应罐应密团，防止有毒气体排放。要对反应罐进行排气烟度检测，要满足环保部门的耍求,不符合者应采取有效措施。

（3）废胎胶粉应存储在通风，干燥的仓库中。并采取有效的防淋、防潮措施以及消防措施.防止橡胶粉粉尘排放。

（4）橡胶沥青的加工噪声应满足环保部门的要求，沥青橡胶设备操作位置处噪声声级不大于90dB（A），沥青橡胶设备周边7.5m处辐射噪声声级应不大于90dB（A）不符合者应采取有效措施隔音。

7 结语

首先从材料成本角度分析。由于橡胶沥青的加工主要采用搅拌方式，比一般SBS改性沥青的加工方式简单，同时橡胶沥青加工过程中对反应温度和时间要求比较严格，因此可以认为橡胶沥青与SBS为代表的改性沥青相比，加工成本基本相当。橡胶沥青与SBS改性沥青材料成本比较，SBS的掺量为5%。由此看出，每吨橡胶沥青的材料成本比SBS改性沥青平均降低19.2%-22.2%，具有明显的经济效益。