胶粉改性沥青低温性能研究

张立华

（吉林交通职业技术学院 吉林省长春市 130012）

0 前言

随着道路建设的发展和交通量的增加，对路面性能的要求越来越高。改性沥青可改善路面的早期破损，裂痕，车辙和防滑性能不足，提高沥青的路面性能，从而延长沥青路面的使用寿命。橡胶粉在改性沥青中的应用不仅具有环境保护的意义，而且其低廉的价格可以降低改性沥青的成本，而又不影响改性沥青的性能。橡胶沥青路面每公里消耗多达4000个废旧轮胎，这可以降低道路建设成本，改善路面性能，提高抗病能力并延长路面使用寿命。目前，热拌沥青主要用于沥青路面的施工，但在搅拌，运输和摊铺过程中，热拌沥青存在热老化，有害气体排放，能耗过大等问题。热拌沥青的应用可以大大减少废气的排放，减少对周围环境和施工人员的伤害，减少能源消耗，减少沥青的老化，提高道路性能。温拌沥青技术结合了温拌技术和橡胶粉改性沥青技术的优势，有利于“节能减排和循环经济”的可持续发展，形成了环保双赢的局面，废物利用和道路寿命的延长，具有广阔的发展前景。

目前，SBS，LDPE，EVA和SBR是中国改性沥青常用的改性剂。SBS改性沥青通常用于高速公路的上层。近年来，越来越多的省份开始在中间层使用SBS改性沥青。随着环保意识的发展和循环经济的发展，用废橡胶粉代替昂贵的SBS作为沥青改性剂是一种经济，实用，简单，有效的方法，不仅可以降低道路维修的成本，而且可以将废料转化为废料。金和消除“黑色污染”。因此，橡胶粉改性沥青在我国公路建设和养护中具有重要意义。

1 橡胶粉对改性沥青砂浆高温锥入的研究

为了研究改性剂用量对沥青砂浆性能的影响，本文采用改进的针刺试验机进行锥入度试验，参照测量土壤抗剪强度的试验方法研究沥青砂浆的高温性能。在相同的测试温度下，锥体渗透率越小，沥青砂浆的高温稳定性越好。用不同改性剂量的橡胶粉对改性沥青进行了实验，粉与橡胶的比例从0.4变为2.4，步长为0.4。在不同的橡胶粉比例下，橡胶粉改性沥青的锥度随粉体种类的变化而变化一个度，从图中可以看出：在较小的粉/水泥比下，橡胶粉改性的沥青和碱性到纯的高温稳定性改性沥青的高温性能，以及随着粉状橡胶锥的增加，进入每个粉状胶浆的度值变得非常接近，因此可以看出，在较低的粉胶比例下，胶浆的高温稳定性在改性沥青中起着举足轻重的作用。在比较高的粉胶比例下，胶浆的高温稳定性主要是矿粉在起主导作用用，每种改性沥青浆料的高温稳定性为40至60目＞60到80目＞30到40目。

随着橡胶粉细度的增加，胶的锥体尺寸是凹的，即先减小然后增大。这就表明了并非是。可以看出，采用40～60目橡胶粉的改性沥青具有最佳的高温性能。

2 低温蠕变实验

低温蠕变试验是在使用不同类型橡胶粉的改性沥青砂浆上进行的。用螨测试仪在5C水中进行测试，以确定在指定时间内砂浆小梁的蠕变变形。在试验过程中，将沥青砂浆梁建立在支架上，并采用简支梁原理将瞬时荷载施加到试件的中部，以测量试件在载荷作用下的弯曲变形。在相同的试验温度和载荷下，沥青砂浆梁的变形越大，则在低温下砂浆的抗裂性越好。由于橡胶粉改性沥青的高粘度，当粉末与橡胶的比例达到2.4时，很难形成小梁样品。但是，当粉末与橡胶的比例为0.4时，几种橡胶粉改性沥青砂浆的蠕变达到250以上。

随着胶粉的增加，比60～80目粉体改性沥青的蠕变性能逐渐出现，当粉水泥比为0.8时，各种胶粉改性沥青砂浆的蠕变值非常接近，几乎没有沥青性能好或不好，当粉/水泥比为1.2时，60～80目橡胶粉改性沥青的蠕变效果相对于其他种类的在改性沥青方面的蠕动效果更加明显，由于加入的粉胶量逐渐增大，在这方面的差距也体现出更大的差距逐，而其余的则效果并不是很明显。这意味着60～80目粉末改性沥青的低温抗裂性能优于其他细度，换言之，因此推断出橡胶粉改性沥青时，60～80目的粉末改性沥青相比于其他细度的改性沥青来说是可以是一种突变，并且对于橡胶粉对于改性沥青低温性能方面对于细度有一个很严格的要求。

3 银纹机理

我们可以采用银纹机理的方法开进行研究分析橡胶粉对于改性沥青方面的低温性能效果。开裂是一种塑性变形，通常在低于其玻璃化转变温度的条件下出现在热塑性材料中，对于聚合物改性的沥青，由于聚合物的分散相和沥青基质的模量相差，在作用下的外载荷会在颗粒周围出现应力集中，并引起大量细纹痕迹（称为银线），其性能是无效的，银纹的发展将终止于另一种聚合物颗粒中并被阻塞，银纹和银纹相遇同时，可以使银纹发生变化，这些吸收能量，这就是为什么在添加聚合物颗粒时脆性沥青会表现出一定程度的韧性，并且要是没有这些方面的影响，那么它就会失去其主要的功能。

银线有一定条件，该条件之一是分散相与基体相模量比为0.3，为确保分散相周围有足够的应力集中，实际上橡胶改性剂在沥青的低温模量条件下很小，因此用银线来说明橡胶改性沥青的增韧机理是成功的，除了模量比条件高，聚合物颗粒的大小对于形成裂纹也起着重要作用，太小的颗粒将失去触发裂纹的能力。从橡胶粉改性沥青的试验结果可以证实，随着粉体细度的增加，改性沥青的性能有所提高，但是在提高到一定程度以后，虽然细度也在提高，但是其对于改性沥青的效果却没有发生变化，所以，我们可以知道橡胶粉的最佳改性沥青效果的尺寸为粉体科颗粒，以前认为是那种粉末，事实证明缺乏更好的改性效果是众所周知的。所以说并非橡胶粉的细度越高对于其改性沥青的效果就好，相反由于橡胶粉的细度过高，就会导致其成本会呈现出线性增加，不仅难以将这种方法进行普及，而且也增加了生产商的负担。

4 结语

综上所述，我们可以了解到橡胶粉关于对改性沥青方面有一定的作用，尤其是当橡胶粉的细度为40目以上，湿法改性沥青可以满足美国橡胶沥青规范的要求在温度范围内用于改性沥青。但是，除此之外，对于橡胶粉的改性沥青方面的一些要求还必须符合我国外聚合物改性沥青SBS（I）中的一些要求，来证明湿法加工的橡胶改性沥青的高温和低温性能。

对于橡胶粉改性沥青的低温性能，存在较好的细度范围，使橡胶粉改性沥青获得最佳的低温性能。通过对橡胶粉改性沥青的性能指标和细度的分析，进一步验证了聚合物银粒机理的存在，银粒是改善橡胶粉低温性能的主要原因。