橡胶沥青性能与SBS沥青性能的分析对比.pdf

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1、万方数据第1期(总第138期)2009年2月中圄千百支暑农No．1(5eriaINo．138)CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb．2009橡胶沥青性能与SBS沥青性能的分析对比陈候杰。曾家广(正中路面科技有限公司，四川成都610061)摘要：橡胶沥青是将废轮胎橡胶粉作为改性剂添加到基质沥青中，经高温制作成的胶结材料。橡胶沥青在沥青的改性原理和耐高温性能、低温性能、抗水损坏性能、抗老化性能等方面与SBS沥青作了分析比较。关键词：路用材料；橡胶沥青；SBS沥青；基质沥青中图分类号：

2、U414．7喝文献标识码：A文章编号：1004-4655(2009)01-0066-02橡胶沥青(AR)是指把废轮胎橡胶粉作为改性剂添加到基质沥青中，在高温作用下制成的胶结材料。橡胶沥青作为路用材料．具有较强的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化、抗疲劳、抗水损坏等特性。SBS又叫热塑性丁苯橡胶。其作为对沥青的改性剂．能显著提高改性沥青的黏度、韧度和韧性。普遍存在一个误解．认为弹性体聚合物特别是SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)合成橡胶与轮胎橡胶是相同的。但事实上它们在成分、形态、物理性能以及与沥青的化学反

3、应上都不相同。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。1两种沥青改性原理对比橡胶沥青是轮胎橡胶粉在充分拌合的高温条件下(180℃以上)与沥青熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。橡胶粉不发生裂解．吸收基质沥青中轻质组分．一方面直接改善基质沥青．另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果11】。橡胶沥青中橡胶粉掺量通常很大．熔胀后橡胶粉体积达到胶结料的30％～40％．橡胶粉颗粒通过凝胶膜连接．形成一个黏度很大的半同态连续相的体系。橡胶粉和沥青的化学成分不完全相同．且都具有较强的

4、惰性．橡胶粉与沥青拌合主要是熔胀反应．既不仅仅是简单的物理填充。也不完全会发生化学反应．而是处于两者共存的一种状态。其产物是橡胶粉和沥青的共混体系．对沥青的物理性能和化学性能都有所改善。橡胶沥青性质的变化是体系结构变化和基质沥青品质变化双重作用的结果。SBS又叫热塑性丁苯橡胶．主要成分为苯乙烯一丁乙烯嵌段共聚物．SBS高分子链具有串联结构的不同嵌段．即塑性段和橡胶段。形成类似合金的组织结构。在剪切作用下．SBS颗粒被细化和匀化。SBS分收稿Et期：2008—11-06·66·子中的热蠼性段部分发生交

5、联形成节点．于基质沥青内部形成一个加劲弹性空间网络结构。沥青粘温性变化的主要原因是加劲结构的形成．沥青仍然作为连续相，通过网络约束来达到改变沥青粘温性的效果．基本不改变基质沥青的性质。所以．在网络约束(固体物为分散相)较少起作用的情况下(如低温开裂)。基质沥青的性能起决定性的作用。2两种沥青性能特征对比2．1高温性能比较研究表明．在沥青中加入SBS或橡胶粉改性剂后，其耐高温性能得到明显改善。表l为基质沥青、橡胶沥青和SBS沥青的耐高温性能对比表．由表1可见，一定掺量橡胶粉的橡胶沥青．耐高温性能已优于

6、SBS沥青。表1基质沥青、橡胶沥青与SBS沥青的性能对比指标70号基质沥青SBS改性沥青橡胶沥青软化点，℃476770针人度／Pa．s614546黏度177℃245lOoo2800针入度指数／％一1．24一O．16075弹性恢复／％7675表2是根据不同的橡胶粉掺量下的橡胶沥青车辙试验结果。南表2可见。随着橡胶粉含量的增加．橡胶沥青混合料的动稳定度明显增加。相对变形减少。橡胶粉的加入，能够明显地增加沥青的黏度．从而明显提高抗高温变形能力。经过与普通沥青常规性能的比较。橡胶沥青177℃旋转黏度提高10

7、多倍．针人度降低约16，软化点提高20℃。提高幅度是相当显著的。表2不同橡胶粉掺量下车辙试验结果橡胶粉含最，％O102030．一动稳定度／次．am一1l468279534073870相对变形／％7．254．033．593．45万方数据中圄千放z农陈候杰，曾家广：橡胶沥青性能与SBS沥青性能的分析对比2009年第1期在采用的掺量(18％)下，橡胶沥青的高温分级比基质沥青提高两级到i级．其提高幅度完全不输于当前最常用的SBS改性沥青。2．2低温性能比较橡胶粉和基质沥青共炼时，发生的主要变化是橡胶粉和基质

8、沥青之间的物质交换．基质沥青的轻质成分(这些成分对沥青的低温抗裂不利)被吸收。基质沥青本身的低温柔性得到改善。另一方面．橡胶粉的主要来源是轮胎橡胶．其高低温设计性能都要大于基质沥青．甚至要优于其他改性沥青。因此，从理论上讲．主要在低温受托时。初始微裂纹不首先发生在沥青和橡胶粉颗粒的界面上．则橡胶沥青低温性能改善几乎是肯定的．改善的幅度也不会小。橡胶粉相对于其他改性剂数量上的优势．也会对性能造成实质的影响。橡胶粉含量的增加。橡胶粉颗粒接触并进一步粘连的可能性增加．从而遏