路面混合料用橡胶沥青性能的研究

（西安市市政设施管理局 西安市 710016）

路面混合料用橡胶沥青性能的研究

蒋 曦

（西安市市政设施管理局 西安市 710016）

通过研究搅拌方式、温度、橡胶粉目数和掺量对橡胶沥青性能的影响，探究橡胶沥青性能的变化规律，研究结果表明：在橡胶沥青生产方面，推荐采用高速搅拌方式，生产温度控制在185℃~195℃之间，采用40目~80目胶粉(特别推荐40目)，掺量在22%~24%之间(40目胶粉)，搅拌时间宜在1h左右。

公路工程；橡胶沥青；性能研究

橡胶沥青是由沥青、回收轮胎橡胶及一定的添加剂组成的混合料，其中胶粉的含量不少于总质量的15%（内掺），且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并溶胀。回收废旧轮胎橡胶粉主要的化学成分还是天然橡胶和合成橡胶(如丁苯橡胶、顺丁橡胶),还有硫、碳黑、氧化硅、氧化铁、氧化钙等添加剂成分。这些成分都是良好的沥青改性剂,能够改善沥青的高低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能,起到减薄路面、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝、减轻行车噪声、优良的冬季柔性等作用[1]。据测算，每公里高速公路（1层）至少消耗4000～5000条废轮胎，而以4000～5000km单层橡胶沥青混凝土来计算，则消耗约2000万条，由于大量的消耗了废旧轮胎，橡胶沥青及其相关技术是值得倡导的环保节能技术。

在橡胶沥青技术的应用推广中，橡胶沥青的性能直接影响着橡胶沥青混合料的路用性能。本文通过参考国内外研究资料制定橡胶沥青性能试验方案，分析了橡胶沥青加工工艺、胶粉目数、掺量等因素对橡胶沥青性能的影响，为橡胶沥青的推广应用提供技术参考。

一、搅拌温度对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#沥青。

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的40目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将40目橡胶粉与沥青（按质量比为18：100）在不同温度下搅拌50min发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

粘度取对应50%扭矩时的值。试验结果表明，橡胶沥青的感温性、弹性恢复以及粘度均随着搅拌温度的升高先增加后降低，因此存在一个最佳搅拌温度范围。考虑到室内试验和实际生产的误差性，将橡胶沥青生产时的搅拌温度限定在185℃~195℃。

二、胶粉目数对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#沥青

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的30、40、60、80目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将不同目数的橡胶粉与沥青（按质量比为22：100）在190℃温度下搅拌50min发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

试验条件除胶粉目数不同外，其他条件均相同。试验结果表明，基质沥青中加入橡胶粉后可以大幅改善其感温性能，并且在40目时达到峰值。试验结果表明随着胶粉粒径的减小，延度和粘度均呈现先增加后减小的趋势。因此，适宜湿法采用的胶粉目数应选择在40~80目之间。但是从桥面铺装沥青的技术要求、工地施工的和易性以及工程造价等方面，选择40目的胶粉的性价比更高。

三、胶粉掺量和搅拌时间对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#沥青

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的40目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将不同掺量的40目橡胶粉与沥青在190℃温度下分别搅拌0.5h、1h、1.5h、2h发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

测试结果见图1~图3(试验条件除胶粉掺量和搅拌时间不同外，其他条件均相同)。

试验结果表明，基质沥青中加入橡胶粉后可以改善基质沥青的感温性和弹性恢复，并且随着胶粉掺量和搅拌时间的延长，这种对PI和弹性恢复的改善将明显增加。结果表明，随着掺量的增加，高温性能得到了很大改善，但是随着搅拌时间的延长，软化点均呈现小将的趋势。结果表明，随着掺量的增加，粘度基本增加的趋势，并且搅拌时间的延长，在大掺量情况下粘度下降的幅度更大。

因此，在胶粉掺量较大的情况下，橡胶沥青达到较佳的性能需要较长的搅拌时间从而得到充分溶胀，但是从橡胶沥青性能随时间增加的变化过程以及工地施工的经济性，过大的掺量又不符合实际。过小的掺量虽然能够在短时间内使胶粉得到充分溶胀，但是某些性能可能达不到规范要求。

图1 掺量对橡胶沥青软化点的影响

图2 掺量对橡胶沥青弹性恢复的影响

图3 掺量对橡胶沥青粘度的影响

四、基质沥青种类对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#道路石油沥青，SKA-70#道路石油沥青橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的40目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将40目橡胶粉与不同基质沥青在190℃温度下分别搅拌1h发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

由试验结果可知，基质沥青的种类对橡胶沥青感温性、延度和粘度均有较大的影响。随着基质沥青标号的减小，PI和粘度均呈减小趋势，延度呈增加趋势。

五、老化对橡胶沥青性能的影响1、原材料

基质沥青：埃索A-90#道路石油沥青

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的40目斜交胎废胶粉。

2、试验结果分析

老化后的试验结果见表1：

表1 橡胶老化前后试验结果

由上述试验结果可知，橡胶沥青具有很好的抗老化性能，从而能大幅提高路面的使用寿命。

六、结论

综合上述试验结果，充分考虑到施工和易性和经济性，在橡胶沥青生产方面，推荐采用高速搅拌方式，生产温度控制在185℃~195℃之间，采用40目~80目胶粉(特别推荐40目)，掺量在22%~24%之间(40目胶粉)，搅拌时间宜在1h左右。

另外，由于胶粉产地和胎源的不同，导致胶粉规格会有较大的差异，具体生产参数应根据所采用的胶粉和基质沥青的配合比试验来具体确定。对于基质沥青种类，应根据本地区的气候分区和施工经验来确定。

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1007-6344（2017）06-0327-01

蒋曦（1967-）籍贯安徽省无为县，高级工程师，从事市政工程相关技术管理工作，