论文橡胶复合改性沥青性能研究

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1、SBS橡胶复合改性沥青性能研究马媛媛(营口市公路沥青拌合站11500)摘要简要介绍了营口市公路沥青拌合站生产的SBS橡胶复合改性沥青的路面特点，该沥青的作用机理，通过对四种不同配方的试验，定性分析了对沥青的高温性能、低温性能、弹性恢复性、抗老化性能等几个方面的改善作用。关键词橡胶粉SBS复合改性高温性能低温性能弹性恢复老化性能一、概述随着我国汽车工业和道路建设的迅速发展，大规模的废旧轮胎将会带来巨大的社会环保问题；同时道路的使用性能也需要提高。将废旧轮胎橡胶粉用于公路建设是解决当前面临问题的有效途径之一。随着近年来橡胶粉加工工艺的改善，精细橡胶粉的生产成本不断降低，橡胶粉

2、在公路中的应用研究已全面开展。本文介绍同时掺加橡胶粉和SBS的复合改性沥青。10橡胶粉来源于废旧轮胎，它是已经硫化的橡胶，具有空间网状结构，虽经机械粉碎变成粉末状，但其粒子的微结构仍保持着网状交联结构，并且还含有炭黑和防老化剂等化学成分（例如其中的碳黑含量都在30%以上，碳黑是一种性能良好的沥青补强剂）。将这样的橡胶粉与沥青配合使用，在高温重交通路面中可有效提高软化点、减轻交通车辙，而且对提高沥青的抗老化性，延长道路使用寿命有着实际应用意义。SBS为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物，属热塑性橡胶类，又称为热塑性弹性体。SBS质轻多孔，既具有橡胶的弹性性质，又具有树酯的热塑

3、性性质，因而兼具橡胶和树脂的特性。沥青结合料获得弹性性能的程度取决于使用剂量、SBS种类、与沥青的相容性、生产工艺以及是否使用其它添加剂。SBS橡胶复合改性沥青路面特点是：a)、可明显减少交通噪音3-8分贝；b)、减缓沥青路面的老化，延长使用寿命；c)、增加路面弹性，车辆行驶舒适；d)、可缩短车辆的刹车距离，减轻路面反光，提高了车辆行驶安全系数；e)、粘结力强，耐磨性、抗水剥落性大为提高；f)、大大降低路面维护费用；g)、提高冬季的抗撕裂性能及夏季的抗融变性能；h)、节约资源，保护环境；i)、较橡胶沥青粘度低，更易于改性沥青的生产和混合料的拌和。一、研究背景普遍存在一个误

4、解，认为弹性体聚合物特别是SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）合成橡胶与轮胎橡胶（GTR）是相同的。事实上，它们在成分、形态、物理性能以及与沥青的化学反应上都完全不同。10如果将SBS与轮胎橡胶分别加入沥青中，所产生的两种改性沥青的性能有很大不同。然而，若以适宜比例将两者同时加入沥青中，就可以得到更高路用性能的改性沥青，这种改性沥青具备独有特征并且性能更优，同只使用SBS或轮胎橡胶的改性沥青均不相同。简单而言，弹性体聚合物特别是SBS提高沥青结合料的高温性能，同时保持基质沥青本身的低温性能。弹性体聚合物同时具有弹性性能，能够增强沥青与骨料的粘附性。再生轮胎橡胶可以提高沥青结合

5、料的低温性能，轮胎橡胶也具有一定的弹性性能，但与相同剂量的大部分SBS相比相对较低。某些特定的轮胎橡胶也能够增强沥青与骨料的粘附性以及其它相关性能。适当地使用轮胎橡胶能够很好地改善沥青结合料的低温性能。不过，各种轮胎橡胶的不同成分仍然影响橡胶改性沥青生产的质量稳定性。所用轮胎种类及部位的不同使得再生轮胎橡胶的成分可能会呈现很大不同，结果导致橡胶改性沥青的物理性质与相关性能受到影响。我国橡胶粉主要来源于斜交胎，占60%~70%。斜交胎与子午胎在化学成分上存在较大差别，斜交胎中天然胶与合成胶的比例一般为7：3，而子午胎一般为2：8，所以斜交胎好于子午胎。一、橡胶粉、SBS在沥

6、青中的作用机理分析10橡胶粉掺入到沥青中以后制成橡胶粉与沥青的共混物，成为橡胶改性沥青。目前橡胶粉与沥青之间的相互作用机理尚未研究清楚，公认的改性机理有：物理共混说、网络填充说以及化学共混说，每种说法各有千秋。所谓物理共混说，是橡胶粉加入到沥青中后，橡胶粉的分子受到沥青组分中芳香烃、饱和烃的作用发生熔胀和溶解，而均匀分散在沥青中形成共混体系。在物理共混中没有发生化学作用，仅仅是物理作用，要求橡胶粉与沥青有较好的相溶性、相容性、溶解性和分散性，以达到较好的物理混合。网络填充说，是指在橡胶粉加入到沥青中后，橡胶粉分子受到沥青油分和芳香分的作用而被分开，发生溶胀和部分溶解过程；

7、然后是扩散或溶胀团粒的分散过程，是橡胶粉以微粒或丝状随即分布在沥青基体中。化学共混说是指在沥青中不仅有烷属烃、烯属烃和芳香烃，还含有极性和非极性化合物，存在着羚基、脂基等有机官能团，可以和许多物质发生化学反应，产生化学交联或化学加成，生成新的化学键的结合。在橡胶沥青中加入硫化剂使橡胶发生硫化反应，可以形成硫化的大分子网络结构。这些学说所论及的橡胶粉与沥青的相互作用，在其共混过程中都有可能存在，只是程度不同。这与橡胶粉的成分、沥青的品质、添加剂的种类以及加工方式等因素有较密切的关系。对经过加工的橡胶沥青采用40目（0.6mm）和