胶粉掺量对橡胶沥青性能影响探究

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1、胶粉掺量对橡胶沥青性能影响探究　　摘要：对橡胶沥青性能的影响因素主要有：沥青的品种、橡胶粉的掺量、橡胶粉的细度、搅拌时间和搅拌温度等几个方面。本文通过对不同掺量橡胶沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复以及布氏旋转粘度等主要技术指标进行试验，定量分析了橡胶粉的掺量对橡胶沥青性能的影响性。结果表明，合理的橡胶粉掺量能使橡胶沥青在满足主要技术指标的前提下，得到更好的路用性能。关键词：橡胶沥青、胶粉掺量、弹性恢复、旋转粘度中图分类号：F767文献标识码：A橡胶沥青(AsphalRubber，简称为AR)是沥青、回收轮胎橡胶粉和某些添加剂混合而成的胶结料，橡胶成分

2、最少占到总量的15%，并且与热沥青充分反应，橡胶颗粒产生溶胀[1]。国外20多年的胶粉改性沥青使用结果表明，与普通沥青相比，橡胶沥青具有低噪音、抗高温变形、抗低温开裂和耐疲劳等优势。根据以往的研究结果，胶粉在热沥青中溶胀后，体积大大增加，几乎占据整个胶结料的1/3~1/2，细橡胶颗粒相互连接，形成了具有高黏度的橡胶连续相，使得整个橡胶沥青具有较高的黏度。要形成这种状态，必须具有足够的胶粉，因此要求胶粉的掺量应大于最低值。美国ASTM规定橡胶沥青中胶粉的掺量至少为内掺815%。其他国家也对橡胶沥青中的胶粉掺量有类似规定，见表1。本文通过对不同胶粉掺量的橡胶

3、沥青进行性能试验，分析其影响性，并给出橡胶沥青合理的胶粉掺量。表1各地区对橡胶沥青中胶粉掺量的规定材料选择基质沥青采用厦门华特公司生产的70#重交石油基质沥青，主要性能指标见表2。表270#基质沥青性能技术指标橡胶粉采用湖北宏鄂远橡塑环保科技有限公司生产的40目和60目废旧子午胎橡胶粉，主要性能指标见表3.表3橡胶粉主要检验指标及标准试验条件保持胶粉与沥青混合搅拌时间（90min）和搅拌温度（180±5℃）不变，选择40目和60目两种废胎胶粉，在掺量分别为10%，15%，20%，25%的情况下测定橡胶沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复和布氏旋转粘度5个

4、技术指标。其中交通部推荐废橡胶粉改性道路沥青技术要求见表4。表4交通部推荐废橡胶粉改性道路沥青技术要求8试验结果分析3.1胶粉掺量对橡胶沥青针入度的影响根据上述的试验条件，得到不同胶粉掺量下橡胶沥青的针入度数据，见表5。表5废胎胶粉掺量对橡胶沥青25℃针入度（单位：0.1mm）的影响从表5可以看出，橡胶沥青的针入度均小于基质沥青，这表明在掺加了废胎胶粉后沥青的高温性能得到了改善，这主要是由于废胎胶粉在基质沥青中的结构性改性作用。当废胎胶粉溶于基质沥青时，基质沥青作为胶粉的溶剂而存在、废胎胶粉吸收沥青中的轻质组分，使得胶粉溶剂中沥青质的含量相对增加，沥青的

5、胶体结构发生改变，从而使橡胶沥青高温性能得到改善，橡胶沥青针入度增加。随着废胎胶粉掺量的增加，橡胶沥青的针入度有逐渐减小的趋势，这是因为废胎胶粉分散在沥青中，包裹着沥青质的胶质与橡胶颗粒之间相互作用而形成一定的空间网状结构，增大废胎胶粉的掺量，形成网状结构的机会相应增大，网状结构的存在使得沥青粘度增加。3.2胶粉掺量对橡胶沥青软化点的影响8根据上述的试验条件，得到不同胶粉掺量下橡胶沥青的软化点数据，见表6。表6废胎胶粉掺量对橡胶沥青软化点（单位：℃）的影响从表6可以看出，在橡胶粉细度及制备条件不变的情况下，橡胶沥青软化点随废胎胶粉掺量的增加基本呈递增关系

6、。且通过对表6的分析看出，橡胶沥青的软化点远高于基质沥青，说明橡胶粉对沥青的高温性能有明显的改善作用。这是因为硫化橡胶粉颗粒的橡胶分子呈交联结构，在各种添加剂的相互作用下，其热稳定性能良好，把橡胶颗粒用于沥青改性剂可以提高沥青的热稳定性能。随着胶粉剂量的增加，一方面沥青分子与橡胶颗粒结合在一起的数量增加，另一方面沥青中裹着沥青质的胶体与溶胀的橡胶粉形成空间网状结构的机会增大，从而生产出较好的改性沥青，达到良好的改性效果。随着胶粉剂量的增加，软化点增大的趋势逐渐变缓，从表6可以看出，当废胎胶粉掺量达到25%时，橡胶沥青的软化点略有下降，这是因为橡胶粉颗粒与

7、沥青的结合达到了饱和的状态，有部分橡胶颗粒在沥青中形成小胶团，使改性效果减弱。3.3胶粉掺量对橡胶沥青低温延度的影响根据上述的试验条件，得到不同胶粉掺量下橡胶沥青的延度数据，见表7。8表7橡胶粉掺量对橡胶沥青5℃延度（单位：cm)的影响从表7的数据可以看出，在添加了废胎胶粉后，橡胶沥青的低温性能较基质沥青有了明显的改善。这主要是由于橡胶颗粒在搅拌和溶胀的过程中吸收了基质沥青中的芳香分和饱和分等低分子量的轻质组分，相对的增加了胶粘结构中胶体的含量，使得沥青在低温下发脆的性能减弱。同时颗粒细小的橡胶粉的加入使橡胶沥青在低温受拉的过程中产生大量的银纹，吸收部分

8、能量，延缓了裂缝的发生。由表7中数据可知，随着废胎胶粉掺量的增加，橡胶沥青的低温