加工工艺参数对橡胶沥青技术性质的影响分析.pdf

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1、加工工艺参数对橡胶沥青技术性质的影响分析刘延强，李俊2，李春香，韩森2(1．陕西省高速公路集团公司，陕西西安710000；2．长安大学新型路面研究所，陕西西安710064)摘要：通过沥青技术性质试验，分析了加工温度、热存储时间和存储方式等加工工艺参数对橡胶沥青技术指标的影响，由此推荐了橡胶沥青合理的加工工艺。研究表明：180℃是兼顾橡胶沥青技术性质和经济性的适宜温度；随着热存储时间的增长，橡胶沥青表现出复杂的反应进程，热存储时间不超过4h时各种技术指标最优；动态存储条件下，橡胶沥青的网络结构破坏迅速，导致橡胶沥青粘度下降速率远大于静态存储时的粘度下降

2、速率。关键词：道路工程；技术性质；橡胶粉；橡胶沥青；加工工艺参数中图分类号：U414文献标识码：B橡胶沥青是将废旧轮胎加工成合适细度的胶粉后2试验结果分析与普通基质沥青在一定加工条件下所形成的结合料，是沥青、废旧轮胎橡胶粉和某些添加剂组成的混合2．1加工温度对橡胶沥青技术性质的影响分析物。由于橡胶沥青具有的优良路用性能以及在环保方本文选择170，180％，190~C三个温度条件制面的优势，受到国内广大公路工程技术人员的关注，备橡胶沥青，分析加工温度对橡胶沥青技术性质的影近年来在我国的研究应用发展迅速。响。不同加工温度下橡胶沥青技术性质的试验结果见在制

3、备橡胶沥青的过程中，橡胶沥青的加工工艺表1所示及图1～图4。需要控制许多重要参数，如加工温度、存储时间和存表1不同加工温度下橡胶沥青技术性质试验结果储方式等因素，任何一个因素的变化都将导致橡胶沥青的技术性质发生改变，其中加工温度是最为关键的影响因素。因此，橡胶沥青加工工艺的研究对指导工程应用具有非常重要的意义。本文主要针对橡胶沥青的加工温度，热存储时间以及存储方式对橡胶沥青技术性质的影响进行研究，以确定出合理的加工工艺参数，指导工程应用。§量1试验方案<1．1原材料原材料选用ES90#基质沥青，40目废旧轮胎加工温度／'c胶粉。图1橡胶沥青针入度与图

4、2橡胶沥青延度与加工1．2试验条件加工温度的关系温度的关系胶粉掺量20％(本文中所提及掺量在未加以说70明时均以胶粉占橡胶沥青质量计)；加工温度选取3p65个水平：170~C、180~C、190~C；热存储时间选取8运60个水平：0、2、4、6、8、12、24、48h；存储方式选餐55取2个水平：静态热存储、动态热存储。5O1．3试验项目l选用不同加工温度、热存储时间和热存储方式等图3橡胶沥青软化点与加图4橡胶沥青粘度与加工制备橡胶沥青，进行技术性质试验，试验指标包括针工温度的关系温度的关系人度、延度、软化点、180~C旋转粘度等4个指标，由图1可以

5、看出，在橡胶沥青制备完成时，针入具体试验操作过程参照国家行业标准。度随着加工温度的升高而增大。这是因为，随着加工2014年6期(总第114期)109温度的升高，在促进胶粉溶胀的同时，胶粉的脱硫裂解程度也相应增大，胶粉粒子的体积减小使得胶粉粒子间的联系作用减弱，故而针人度升高。由图2可以看出，随着加工温度的升高，橡胶沥青的延度值愈大。出现这种现象的原因，一方面，温度的升高在促进胶粉溶胀的同时，加速了胶粉裂解反应的发生，胶粉有效粒径不断减小，应力集中现象减少，延度值增加；另一方面，胶粉裂解程度的增大使得分散于沥青中的小分子链段数越多，沥青的柔韧性得到改善

6、，延度值图6橡胶沥青延度与热存储时间的关系增加，因此随着加工温度的升高延度呈递增趋势变化。由图3可以看出，随着橡胶沥青加工温度的变化，橡胶沥青软化点随着加工温度的升高而下降。分析其原因，主要是加工温度较低时，胶粉以溶胀为主，胶粉颗粒之间的联系作用较强，故而软化点较高。随着加工温度的升高，胶粉的脱硫裂解程度增大，胶粉粒子间的联系作用减弱，软化点降低。由图4可以看出，随着加工温度的变化，橡胶沥青的粘度随加工温度的升高而减小。这与针入度分析一致，随图7橡胶沥青软化点与热存储时间的关系着加工温度的升高胶粉的裂解程度增大，胶粒间的联系作用减弱，粘度减小。一Ir

7、0一＼<％跎加工温加度的鼹升高如有利于胶粉与沥青的交互作用，但可能会发生沥青老化现象。在实际工程应用中可根据工程需要合理选择所需温度，以确保橡胶沥青的性质满足使用要求，同时避免不必要的损耗。基于本文的研究结果，笔者建议采用180℃作为加工温度。2．2热存储时间对橡胶沥青技术性质的影响研究图8橡胶沥青粘度与热存储时间的关系裂解，橡胶沥青的网络结构被破坏，针入度增大；同时选取180~C加工温度制备橡胶沥青后，进行不同胶粉在热裂解的过程中，不断的有分子残片进入沥青当时间的热存储，其各技术指标值随热存储时间变化的中，沥青的柔韧性得到改善，低温延度值不断增大。

8、试验结果见图5～图8所示。(2)软化点。如图7所示，沥青软化点在制备完成时达到最大值以后，随着热存储时间的增