sbs2f橡胶复合改性沥青混合料高温性能研究

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1、第一章绪论1．1研究背景及意义沥青路面拥有众多优点，设计施工良好的沥青路面具有优异的路用性能，因而在我国的高等级公路中得到了广泛应用。然而，由于受到气候条件、交通状况、原材料质量、旄工管理水平等因素的影响，我国的沥青路面使用寿命很少能达到设计要求，往往通车后不久就出现了较为严重的早期破坏现象，其中车辙、推移、拥包等高温稳定性问题更是困扰着广大道路工作者。广东地区气候湿热，光照充足、雨量充沛，经济发达、道路超载运输现象普遍，沥青路面在水、热、荷载等综合作用下的永久变形问题越发突出。近年来，汽车产业的不断发展给人们的日常生活带来了极大便利，但是

2、作为副产品的橡胶轮胎大量堆积，也导致了极大的资源浪费和环境污染问题，其回收处理技术成为世界性难剐11。将废旧橡胶轮胎磨细制得胶粉(颗粒)用于沥青路面中，不仅可以改善沥青路面的路用性能，缓解废弃轮胎导致的“黑色污染”问题，注。而且可以大量回收利用废旧轮胎，有效因此橡胶沥青技术得到了各国的广泛关不过由于橡胶粉表面呈现出较大的惰性，与沥青之间的相容性较差，橡胶沥青容易离析，而且橡胶粉掺量低时改性效果不明显，橡胶粉掺量高时改性沥青粘度大，施工温度高，施工难度大。另一方面，SBS是应用广泛且成熟的道路沥青改性剂，能显著提高沥青路面的高低温性能，但是S

3、BS作为石油制品，价格较高，使其应用受到限制。若将这两种改性剂复合使用，利用不同改性剂对沥青性能的不同改性作用，充分发挥各自的优势，得到的SBS／橡胶复合改性沥青可望具有更好的综合性能。SBS／橡胶复合改性沥青中SBS的掺量可以较少(2％左右)，减少了SBS的使用，降低了成本；另外SBS改性剂的加入也可以在保证改性效果的基础上减少橡胶粉的用量，降低改性沥青的粘度，方便施工，而且可望改善改性沥青体系的存储稳定性，有利于工业化生产。本论文即是考虑采用这种复合改性方案，充分利用橡胶粉和SBS改性剂对基质沥青改性的叠加效应，大大改善沥青混合料的高温

4、稳定性能。高温稳定性[21是沥青路面最基本的路用性能，反映的是沥青路面在荷载反复作用下抵抗永久变形的能力。稳定性不足问题通常发生在混合料劲度模量较低的高温季节，表现为车辙、推移、粘轮、拥包、泛油及波浪等。其中车辙的危害最大，车辙的存在严重影响了行车舒适性和安全性，降低了路面服务质量和使用性能，重庆交通大学硕士毕业论文缩短了路面使用寿命。目前来说，我国的高等级公路沥青路面基层绝大多数还是半刚性基层，这种基层具有较好的刚度和整体稳定性，所以沥青路面的永久变形主要发生在沥青面层中，基层及以下路基的变形很小，车辙变形基本上都来源于沥青混合料的流动变

5、形。要解决沥青路面的流动性车辙问题，提高混合料本身的高温抗车辙能力是根本措施。聚合物改性沥青(尤其是SBS改性沥青)及SMA混合料的应用，取得了明显的效果，不过较高的造价限制了其广泛应用。本论文针对广东地区较为特殊的气候特点，考虑采用SBS／橡胶复合改性沥青技术来改善该地区高温多雨条件下沥青路面的车辙变形问题，比较全面地研究了SBS／橡胶复合改性沥青及其混合料在高温下的稳定性能及流变性能。SBS／橡胶复合改性沥青技术的应用不仅可望提高沥青路面的抗车辙能力，延长沥青路面的使用寿命，而且还可以有效缓解废旧橡胶轮胎带来的环境污染问题，产生良好的经

6、济和社会效益。1．2国内外研究与应用现状1．2．1国外研究与应用现状在国外将废旧轮胎用于沥青路面中已经有比较悠久的历史【3】，最初这主要是出于环保上的考虑。20世纪60年代CharlesMcDonald首先采用湿法工艺(WetProcess)发明了橡胶沥青(AsphaltRubber)，他第一次将橡胶沥青作为常规方法用在了路面的养护和维修t4]。美国于1991年通过了“冰茶”法案(ISTEA)，其中第1038条款(UseofRecycledPavingMaterial)对橡胶沥青混合料的使用进行了强制规定，其他工业发达国家也有许多类似的法律

7、，尽管这在一定程度上造成了橡胶沥青的滥用，但总体上还是对橡胶沥青的稳定发展起到了一定的促进作用。美国亚利桑那州通过大量研究及实践提出了一套关于橡胶沥青的完整体系【5】，包括橡胶粉的粒径、掺量、加工工艺、混合料级配等，工程实践证明了这一体系是科学合理的，因此也受到了各国的推崇。另外，美国加利福尼亚州、德克萨斯州、佛罗里达州等地区的相关研究与应用也极为活跃[6】。美国的经验表明【『71，湿法工艺橡胶沥青混合料性能更加稳定，而无论采用湿法工艺还是干法工艺，间断级配橡胶沥青混合料的性能都优于连续密级配。橡胶沥青在南非的公路行业中应用得也十分成功【8

8、】，南非基本上已经拥有了一整套橡胶沥青相关的技术标准，并将橡胶沥青应用到了混合料、应力吸收层、碎石封层等各种领域。法国将橡胶沥青用到了排水性路面中，并认为橡胶沥青排水性路面比普通