废旧橡胶粉及SBS复合改性沥青性能试验

王永金

(贵州宏信创达工程检测咨询有限公司，贵州 贵阳 550014)

1 生产工艺介绍

对于橡胶改性沥青，其生产工艺主要包含以下三种类型：第一种为简单搅拌；第二种为低强度搅拌；第三种为高强度搅拌，并进行湿法处理。其中，第一和第二种生产工艺所得橡胶改性沥青往往具有很高的黏度，且储存稳定性相对较差，这在一定程度上对其大规模应用造成了影响和阻碍。而采用第三种生产工艺，则能从本质上解决上述问题，并通过对剪切搅拌工艺的适当改进，并添加适量改性剂，在减小橡胶颗粒实际粒径的同时，使其处在弥散状态，另外，因橡胶材料可以不断消融至沥青当中，使改性沥青变为网状结构，这样能有效改善胶结料自身相容性，从而增强储存稳定性。

目前主要采用的工艺来生产橡胶改性沥青。该工艺和以往的热熔法有很大不同，借助经改进之后的剪切工艺完成沥青生产。在实际的生产过程中，由于橡胶与改性沥青在抗剪切能力上存在一定差别，所以对改性沥青要先在热沥青当中完成剪切及溶胀，然后再和胶粉实施剪切和溶胀发育，通过这样的处理，能使橡胶与沥青粒子均被细致的研磨，使沥青当中橡胶的实际分布更加均匀，在保证改性效果的同时，改善储存稳定性。

2 性能试验

2.1 试验方案与结果

(1)采用40目橡胶粉按照15%的数量掺加时，橡胶改性沥青各项性能试验结果为：25 ℃针入度(0.1 mm)为69.2，软化点为62.2 ℃，5 ℃延度为13.5 cm，25 ℃弹性恢复量为75%，180 ℃黏度为2.1 Pa·s。

(2)采用40目橡胶粉按照20%的数量掺加时，橡胶改性沥青各项性能试验结果为：25 ℃针入度(0.1 mm)为65.6，软化点为65.5 ℃，5 ℃延度为16.6 cm，25 ℃弹性恢复量为81%，180 ℃黏度为2.4 Pa·s。

(3)采用40目橡胶粉按照25%的数量掺加时，橡胶改性沥青各项性能试验结果为：25 ℃针入度(0.1 mm)为64.4，软化点为63.8 ℃，5 ℃延度为17.2 cm，25 ℃弹性恢复量为79%，180 ℃黏度为2.9 Pa·s。

(4)采用60目橡胶粉按照15%的数量掺加时，橡胶改性沥青各项性能试验结果为：25 ℃针入度(0.1 mm)为68.5，软化点为61.5 ℃，5 ℃延度为14.8 cm，25 ℃弹性恢复量为78%，180 ℃黏度为1.7 Pa·s。

(5)采用60目橡胶粉按照20%的数量掺加时，橡胶改性沥青各项性能试验结果为：25 ℃针入度(0.1 mm)为64.9，软化点为63.2 ℃，5 ℃延度为18.4 cm，25 ℃弹性恢复量为82%，180 ℃黏度为2.4 Pa·s。

(6)采用60目橡胶粉按照25%的数量掺加时，橡胶改性沥青各项性能试验结果为：25 ℃针入度(0.1 mm)为63.2，软化点为66.5 ℃，5 ℃延度为18.2 cm，25 ℃弹性恢复量为84%，180 ℃黏度为2.6 Pa·s。

(7)对于SBS改性沥青，其各项性能指标为：25 ℃针入度(0.1 mm)为66.7，软化点为76.5 ℃，5 ℃延度为37 cm，25 ℃弹性恢复量为87%，180 ℃黏度为1.2 Pa·s。

2.2 结果分析

(1)当采用细度较高的橡胶粉时，若橡胶粉实际掺加量保持不变，则橡胶改性沥青的针入度与软化点均有所降低，但延度得到一定程度的提高。对橡胶改性沥青自身改性效果进行分析评价时，黏度是一个重要评价指标。根据以上试验结果可知，当橡胶粉的细度不变，掺加量增加时，橡胶改性沥青的黏度增大。通过对比发现，橡胶粉细度不会对橡胶改性沥青自身黏度造成太大的影响。因此，由于细度为40的橡胶粉比细度为60的橡胶粉便宜，所以从经济性角度讲，采用细度为40的橡胶粉完成复合改性即可，这样能在发挥良好改性效果的同时，有效降低经济成本。

(2)以上不同细度橡胶粉和不同橡胶粉掺加量的橡胶改性沥青和常规条件下的SBS改性沥青比较，各项技术指标均有所提升，仅延度这一技术指标稍显不足，其根本原因在于橡胶颗粒自身，在试验时，未能完全进行溶胀的部分橡胶颗粒周围存在应力集中，使橡胶改性沥青形成后延度相对较小。此外，当所掺加的橡胶粉细度较大时，所形成的橡胶改性沥青自身延度有所增加。

(3)根据以上试验结果和对试验结果进行的分析，结合工程实际情况，将最佳的掺配比例确定如下：基质沥青∶SBS∶橡胶粉=78∶2∶20。其中，橡胶粉采用细度为40的橡胶粉。

3 工程应用检测及评价

3.1 压实特性

压实特性实测结果如表1所示。

表1 压实特性实测结果

现场钻芯所得芯样厚度均匀，无论是压实度还是空隙率都能满足设计和规范的要求。

3.2 抗滑性能

构造深度实测结果如表2所示。

表2 构造深度实测结果

从表2数据可知，ARHM-13混合料构造深度比SMA-13混合料小，但都满足相关规范提出的要求。

3.3 平整度

试验段路面实际平整度比普通路面要好，这主要和级配类型相关，试验段所用混合料和SMA混合料相似，现场施工中基本不会发生离析，能有效提高路面实际平整度。

3.4 抗渗性

试验结果表明，试验段实测渗水系数均小于120 mL/min，满足相关规范提出的要求。

4 结 语

综上所述，试验表明，橡胶改性沥青各项技术指标均与SBS改性沥青相接近，甚至某些性能指标还高于SBS改性沥青，为了使橡胶改性沥青充分发挥应有的作用效果，建议采用基质沥青∶SBS∶橡胶粉=78∶2∶20的掺配比例。经实践，橡胶改性沥青路面的压实度、抗滑性、平整度和抗渗性都能达到设计与规范提出的要求。