膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青性能影響探究

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1、膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青性能影響探究　　摘要：對(duì)橡膠瀝青性能的影響因素主要有：瀝青的品種、橡膠粉的摻量、橡膠粉的細(xì)度、攪拌時(shí)間和攪拌溫度等幾個(gè)方面。本文通過(guò)對(duì)不同摻量橡膠瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度、彈性恢復(fù)以及布氏旋轉(zhuǎn)粘度等主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，定量分析了橡膠粉的摻量對(duì)橡膠瀝青性能的影響性。結(jié)果表明，合理的橡膠粉摻量能使橡膠瀝青在滿足主要技術(shù)指標(biāo)的前提下，得到更好的路用性能。關(guān)鍵詞：橡膠瀝青、膠粉摻量、彈性恢復(fù)、旋轉(zhuǎn)粘度中圖分類(lèi)號(hào)：F767文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A橡膠瀝青(AsphalRubber，簡(jiǎn)稱為AR)是瀝青、回收輪胎橡膠粉和某些添加劑混合而成的膠結(jié)料，橡膠成分

2、最少占到總量的15%，并且與熱瀝青充分反應(yīng)，橡膠顆粒產(chǎn)生溶脹[1]。國(guó)外20多年的膠粉改性瀝青使用結(jié)果表明，與普通瀝青相比，橡膠瀝青具有低噪音、抗高溫變形、抗低溫開(kāi)裂和耐疲勞等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)以往的研究結(jié)果，膠粉在熱瀝青中溶脹后，體積大大增加，幾乎占據(jù)整個(gè)膠結(jié)料的1/3~1/2，細(xì)橡膠顆粒相互連接，形成了具有高黏度的橡膠連續(xù)相，使得整個(gè)橡膠瀝青具有較高的黏度。要形成這種狀態(tài)，必須具有足夠的膠粉，因此要求膠粉的摻量應(yīng)大于最低值。美國(guó)ASTM規(guī)定橡膠瀝青中膠粉的摻量至少為內(nèi)摻815%。其他國(guó)家也對(duì)橡膠瀝青中的膠粉摻量有類(lèi)似規(guī)定，見(jiàn)表1。本文通過(guò)對(duì)不同膠粉摻量的橡膠

3、瀝青進(jìn)行性能試驗(yàn)，分析其影響性，并給出橡膠瀝青合理的膠粉摻量。表1各地區(qū)對(duì)橡膠瀝青中膠粉摻量的規(guī)定材料選擇基質(zhì)瀝青采用廈門(mén)華特公司生產(chǎn)的70#重交石油基質(zhì)瀝青，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表2。表270#基質(zhì)瀝青性能技術(shù)指標(biāo)橡膠粉采用湖北宏鄂遠(yuǎn)橡塑環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的40目和60目廢舊子午胎橡膠粉，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表3.表3橡膠粉主要檢驗(yàn)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件保持膠粉與瀝青混合攪拌時(shí)間（90min）和攪拌溫度（180±5℃）不變，選擇40目和60目?jī)煞N廢胎膠粉，在摻量分別為10%，15%，20%，25%的情況下測(cè)定橡膠瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度、彈性恢復(fù)和布氏旋轉(zhuǎn)粘度5個(gè)

4、技術(shù)指標(biāo)。其中交通部推薦廢橡膠粉改性道路瀝青技術(shù)要求見(jiàn)表4。表4交通部推薦廢橡膠粉改性道路瀝青技術(shù)要求8試驗(yàn)結(jié)果分析3.1膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青針入度的影響根據(jù)上述的試驗(yàn)條件，得到不同膠粉摻量下橡膠瀝青的針入度數(shù)據(jù)，見(jiàn)表5。表5廢胎膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青25℃針入度（單位：0.1mm）的影響從表5可以看出，橡膠瀝青的針入度均小于基質(zhì)瀝青，這表明在摻加了廢胎膠粉后瀝青的高溫性能得到了改善，這主要是由于廢胎膠粉在基質(zhì)瀝青中的結(jié)構(gòu)性改性作用。當(dāng)廢胎膠粉溶于基質(zhì)瀝青時(shí)，基質(zhì)瀝青作為膠粉的溶劑而存在、廢胎膠粉吸收瀝青中的輕質(zhì)組分，使得膠粉溶劑中瀝青質(zhì)的含量相對(duì)增加，瀝青的

5、膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而使橡膠瀝青高溫性能得到改善，橡膠瀝青針入度增加。隨著廢胎膠粉摻量的增加，橡膠瀝青的針入度有逐漸減小的趨勢(shì)，這是因?yàn)閺U胎膠粉分散在瀝青中，包裹著瀝青質(zhì)的膠質(zhì)與橡膠顆粒之間相互作用而形成一定的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增大廢胎膠粉的摻量，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)相應(yīng)增大，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在使得瀝青粘度增加。3.2膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響8根據(jù)上述的試驗(yàn)條件，得到不同膠粉摻量下橡膠瀝青的軟化點(diǎn)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表6。表6廢胎膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青軟化點(diǎn)（單位：℃）的影響從表6可以看出，在橡膠粉細(xì)度及制備條件不變的情況下，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨廢胎膠粉摻量的增加基本呈遞增關(guān)系

6、。且通過(guò)對(duì)表6的分析看出，橡膠瀝青的軟化點(diǎn)遠(yuǎn)高于基質(zhì)瀝青，說(shuō)明橡膠粉對(duì)瀝青的高溫性能有明顯的改善作用。這是因?yàn)榱蚧鹉z粉顆粒的橡膠分子呈交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在各種添加劑的相互作用下，其熱穩(wěn)定性能良好，把橡膠顆粒用于瀝青改性劑可以提高瀝青的熱穩(wěn)定性能。隨著膠粉劑量的增加，一方面瀝青分子與橡膠顆粒結(jié)合在一起的數(shù)量增加，另一方面瀝青中裹著瀝青質(zhì)的膠體與溶脹的橡膠粉形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)增大，從而生產(chǎn)出較好的改性瀝青，達(dá)到良好的改性效果。隨著膠粉劑量的增加，軟化點(diǎn)增大的趨勢(shì)逐漸變緩，從表6可以看出，當(dāng)廢胎膠粉摻量達(dá)到25%時(shí)，橡膠瀝青的軟化點(diǎn)略有下降，這是因?yàn)橄鹉z粉顆粒與

7、瀝青的結(jié)合達(dá)到了飽和的狀態(tài)，有部分橡膠顆粒在瀝青中形成小膠團(tuán)，使改性效果減弱。3.3膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青低溫延度的影響根據(jù)上述的試驗(yàn)條件，得到不同膠粉摻量下橡膠瀝青的延度數(shù)據(jù)，見(jiàn)表7。8表7橡膠粉摻量對(duì)橡膠瀝青5℃延度（單位：cm)的影響從表7的數(shù)據(jù)可以看出，在添加了廢胎膠粉后，橡膠瀝青的低溫性能較基質(zhì)瀝青有了明顯的改善。這主要是由于橡膠顆粒在攪拌和溶脹的過(guò)程中吸收了基質(zhì)瀝青中的芳香分和飽和分等低分子量的輕質(zhì)組分，相對(duì)的增加了膠粘結(jié)構(gòu)中膠體的含量，使得瀝青在低溫下發(fā)脆的性能減弱。同時(shí)顆粒細(xì)小的橡膠粉的加入使橡膠瀝青在低溫受拉的過(guò)程中產(chǎn)生大量的銀紋，吸收部分

8、能量，延緩了裂縫的發(fā)生。由表7中數(shù)據(jù)可知，隨著廢胎膠粉摻量的增加，橡膠瀝青的低溫