橡胶沥青制备技术探讨研究

王时根 （中铁四局集团第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）

1 引言

随着高等级公路建设的发展，平整性好、行车舒适且噪声低的沥青路面已成为公路路面的主要形式。但是由于近几年交通量迅速增长、超载严重、车辆渠道化等现象的日益明显，使沥青混凝土路面面临严峻的考验，正在运营的道路破坏严重。随着国家日益注重环保，其中废旧轮胎造成的严重的环境问题也亟需需要解决。因此研究使用废旧轮胎加工配置橡胶沥青既环保又能对沥青路面起到抗车辙、开裂、延长路面使用寿命的作用。

本文结合西咸北环线高速公路第LM-2合同段橡胶沥青上面层施工，针对项目环境特点、橡胶沥青现场加工、质量可控等要求，主要从原材料的选择包括橡胶粉的种类和特性、橡胶沥青配伍性试验及加工工艺等方面进行探讨研究。

2 原材料选择

2.1 基质沥青原材料技术要求

本项目橡胶沥青的基质沥青采用90#A级道路石油沥青，基质沥青各项指标均应满足表1要求。

2.2 橡胶粉种类确定

采用现场加工方式生产橡胶沥青，所用的橡胶粉加工厂选取天然胶含量较高的90～120cm规格子午轮胎或斜交轮胎经常温粉碎加工，并剔除废旧轮胎口圈部分原材料生产20、30、40目橡胶粉，经过对3种规格胶粉进行试验（结果见表2），最终选择30目橡胶粉作为橡胶沥青加工原材料。

90#A级道路石油沥青技术要求 表1

橡胶粉检测结果一览 表2

3 橡胶沥青配伍性试验

3.1 橡胶粉掺量确定

以外掺18%、20%、21%、22%、24%五种橡胶粉掺量在试验室内制作小样进行检测，具体试验结果如表3。

从表3不同橡胶粉掺量跟基质沥青掺配后橡胶沥青的各项检测指标分析，并结合橡胶沥青路面施工的和易性及经济性综合考虑，选择橡胶粉为21%掺量为最佳掺量。

橡胶粉各掺量检测结果 表3

4 橡胶沥青制备工艺

优质的改性沥青除了与改性沥青生产用的原材料（即改性剂与基质沥青）有直接相关的原因外，改性沥青的生产工艺和设备也是至关重要。橡胶沥青的加工工艺比传统的SBS、PE等改性沥青要复杂多，其影响因素也很多。因此，要在实际工程应用中生产出指标优越、质量稳定的橡胶沥青，优良的加工设备和成熟的加工工艺十分关键。目前国内外橡胶沥青加工备方法主要有两种，即干法和湿法。由于干法制成的改性沥青对温度的敏感性改进不大，且质量不够稳定，而湿法采用胶体磨/剪切实现搅拌功能的同时在局部形成高速涡流，同时达到粉碎和均质的效果。根据对两种加工工艺进行对比，本项目采用湿法加工工艺进行橡胶沥青现场加工制备工艺。

4.1 小样室内制作，确定搅拌时间和发育温度

通过对不同的搅拌时间和发育温度的正交平行试验，检测 180℃旋转黏度（Pa·s）、180℃Haake 黏度（Pa·s）、软化点（℃）、锥入度（25℃，150g）（0.1mm）、回弹恢复（25℃）（%）、针入度（25℃，100g，5s）、延度（5cm，min，5℃）、弹性恢复 25℃技术指标，优选出最佳橡胶沥青加工的搅拌时间和发育温度。

4.1.1 小样的制备

取基质沥青（约2000g），分别加热升温至160、170、180、190、200℃，加入 21%橡胶粉，以加入橡胶粉的时间开始计算，在各温度下熟化15min、30min、45 min、60 min不同时间下检测，浇模，（整个制作过程不停搅拌）。

4.1.2 小样的检测

对橡胶沥青所有指标进行检测，检测结果如表4所示，指标全部符合要求者为拟试生产改性沥青配方和加工工艺。

根据试验检测结果确定最佳发育温度为180℃，发育时间为45min。

橡胶沥青小样检测结果 表4

4.2 制备工艺步骤

①按照规范及细则要求对基质沥青进行检测，确认基质沥青的品质符合项目设计要求的标准。

②将基质沥青脱桶后分别存储于现场2个200t基质沥青储罐和拌和楼的基质沥青罐中。

③基质沥青(加热到145℃时）通过快速升温装置升至180℃，经过流量计打入橡胶设备配料罐中，加入沥青的同时加入橡胶粉，通过加料系统进行计量，然后通过配料罐使橡胶粉和基质沥青能更好的溶和在一起。（加料时间为1min）温度在180℃～190℃开始搅拌5min。

④然后加入存储罐进行搅拌发育，发育时间为45～60min。

⑤取样检测各项性能指标，以确认达到项目要求的质量后，将橡胶沥青泵入拌和楼使用。

5 结语

本文结合西安咸阳北环线高速公路第LM-2合同段项目的橡胶沥青技术要求，经过大量的试验研究，并对橡胶粉与基质沥青进行配伍性试验，最终确定橡胶粉的规格（30目）和最佳橡胶粉掺量（21%）。并通过对不同的搅拌时间和发育温度的正交平行试验，确定出最佳橡胶沥青加工的搅拌时间和发育温度。

同时结合橡胶沥青现场加工设备各项参数及试验研究结果，最终确定橡胶沥青现场加工的各项技术参数。