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1、萬方數(shù)據(jù)第1期(總第138期)2009年2月中圄千百支暑農(nóng)No．1(5eriaINo．138)CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb．2009橡膠瀝青性能與SBS瀝青性能的分析對比陳候杰。曾家廣(正中路面科技有限公司，四川成都610061)摘要：橡膠瀝青是將廢輪胎橡膠粉作為改性劑添加到基質(zhì)瀝青中，經(jīng)高溫制作成的膠結(jié)材料。橡膠瀝青在瀝青的改性原理和耐高溫性能、低溫性能、抗水損壞性能、抗老化性能等方面與SBS瀝青作了分析比較。關(guān)鍵詞：路用材料；橡膠瀝青；SBS瀝青；基質(zhì)瀝青中圖分類號：
2、U414．7喝文獻標識碼：A文章編號：1004-4655(2009)01-0066-02橡膠瀝青(AR)是指把廢輪胎橡膠粉作為改性劑添加到基質(zhì)瀝青中，在高溫作用下制成的膠結(jié)材料。橡膠瀝青作為路用材料．具有較強的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗老化、抗疲勞、抗水損壞等特性。SBS又叫熱塑性丁苯橡膠。其作為對瀝青的改性劑．能顯著提高改性瀝青的黏度、韌度和韌性。普遍存在一個誤解．認為彈性體聚合物特別是SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)合成橡膠與輪胎橡膠是相同的。但事實上它們在成分、形態(tài)、物理性能以及與瀝青的化學(xué)反
3、應(yīng)上都不相同。如果將SBS與輪胎橡膠分別加入瀝青中．所產(chǎn)生的兩種改性瀝青的性能有很大不同。1兩種瀝青改性原理對比橡膠瀝青是輪胎橡膠粉在充分拌合的高溫條件下(180℃以上)與瀝青熔脹反應(yīng)得到的改性瀝青膠結(jié)材料。橡膠粉不發(fā)生裂解．吸收基質(zhì)瀝青中輕質(zhì)組分．一方面直接改善基質(zhì)瀝青．另一方面達到橡膠與瀝青充分復(fù)合的效果11】。橡膠瀝青中橡膠粉摻量通常很大．熔脹后橡膠粉體積達到膠結(jié)料的30％～40％．橡膠粉顆粒通過凝膠膜連接．形成一個黏度很大的半同態(tài)連續(xù)相的體系。橡膠粉和瀝青的化學(xué)成分不完全相同．且都具有較強的
4、惰性．橡膠粉與瀝青拌合主要是熔脹反應(yīng)．既不僅僅是簡單的物理填充。也不完全會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．而是處于兩者共存的一種狀態(tài)。其產(chǎn)物是橡膠粉和瀝青的共混體系．對瀝青的物理性能和化學(xué)性能都有所改善。橡膠瀝青性質(zhì)的變化是體系結(jié)構(gòu)變化和基質(zhì)瀝青品質(zhì)變化雙重作用的結(jié)果。SBS又叫熱塑性丁苯橡膠．主要成分為苯乙烯一丁乙烯嵌段共聚物．SBS高分子鏈具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的不同嵌段．即塑性段和橡膠段。形成類似合金的組織結(jié)構(gòu)。在剪切作用下．SBS顆粒被細化和勻化。SBS分收稿Et期：2008—11-06·66·子中的熱蠼性段部分發(fā)生交
5、聯(lián)形成節(jié)點．于基質(zhì)瀝青內(nèi)部形成一個加勁彈性空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。瀝青粘溫性變化的主要原因是加勁結(jié)構(gòu)的形成．瀝青仍然作為連續(xù)相，通過網(wǎng)絡(luò)約束來達到改變?yōu)r青粘溫性的效果．基本不改變基質(zhì)瀝青的性質(zhì)。所以．在網(wǎng)絡(luò)約束(固體物為分散相)較少起作用的情況下(如低溫開裂)。基質(zhì)瀝青的性能起決定性的作用。2兩種瀝青性能特征對比2．1高溫性能比較研究表明．在瀝青中加入SBS或橡膠粉改性劑后，其耐高溫性能得到明顯改善。表l為基質(zhì)瀝青、橡膠瀝青和SBS瀝青的耐高溫性能對比表．由表1可見，一定摻量橡膠粉的橡膠瀝青．耐高溫性能已優(yōu)于
6、SBS瀝青。表1基質(zhì)瀝青、橡膠瀝青與SBS瀝青的性能對比指標70號基質(zhì)瀝青SBS改性瀝青橡膠瀝青軟化點，℃476770針人度／Pa．s614546黏度177℃245lOoo2800針入度指數(shù)／％一1．24一O．16075彈性恢復(fù)／％7675表2是根據(jù)不同的橡膠粉摻量下的橡膠瀝青車轍試驗結(jié)果。南表2可見。隨著橡膠粉含量的增加．橡膠瀝青混合料的動穩(wěn)定度明顯增加。相對變形減少。橡膠粉的加入，能夠明顯地增加瀝青的黏度．從而明顯提高抗高溫變形能力。經(jīng)過與普通瀝青常規(guī)性能的比較。橡膠瀝青177℃旋轉(zhuǎn)黏度提高10
7、多倍．針人度降低約16，軟化點提高20℃。提高幅度是相當顯著的。表2不同橡膠粉摻量下車轍試驗結(jié)果橡膠粉含最，％O102030．一動穩(wěn)定度／次．a(chǎn)m一1l468279534073870相對變形／％7．254．033．593．45萬方數(shù)據(jù)中圄千放z農(nóng)陳候杰，曾家廣：橡膠瀝青性能與SBS瀝青性能的分析對比2009年第1期在采用的摻量(18％)下，橡膠瀝青的高溫分級比基質(zhì)瀝青提高兩級到i級．其提高幅度完全不輸于當前最常用的SBS改性瀝青。2．2低溫性能比較橡膠粉和基質(zhì)瀝青共煉時，發(fā)生的主要變化是橡膠粉和基質(zhì)
8、瀝青之間的物質(zhì)交換．基質(zhì)瀝青的輕質(zhì)成分(這些成分對瀝青的低溫抗裂不利)被吸收?；|(zhì)瀝青本身的低溫柔性得到改善。另一方面．橡膠粉的主要來源是輪胎橡膠．其高低溫設(shè)計性能都要大于基質(zhì)瀝青．甚至要優(yōu)于其他改性瀝青。因此，從理論上講．主要在低溫受托時。初始微裂紋不首先發(fā)生在瀝青和橡膠粉顆粒的界面上．則橡膠瀝青低溫性能改善幾乎是肯定的．改善的幅度也不會小。橡膠粉相對于其他改性劑數(shù)量上的優(yōu)勢．也會對性能造成實質(zhì)的影響。橡膠粉含量的增加。橡膠粉顆粒接觸并進一步粘連的可能性增加．從而遏
