胶粉SBS复合改性沥青开发与应用研究.pdf

道路工程胶粉SBS复合改性沥青开发与应用研究梁金洪（广西交通投资集团南宁高速公路运营有限公司环城分公司，广西南宁53 0 0 0 7）摘要：为研究剪切工艺对胶粉SBS复合改性沥青改性效果的影响，文章采用正交试验法进行设计，以软化点、针入度、5延度和弹性恢复率为评价指标，对不同剪切温度、剪切时间与剪切速率制得的胶粉SBS复合改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性和路用性能进行评价。结果表明：剪切温度对胶粉/SBS复合改性沥青的三大指标和弹性恢复率影响最显著，对于胶粉/SBS复合改性沥青推荐的剪切温度为1 9 0，剪切时间为7 0 min,剪切速率为6 0 0 0 rpm;胶粉SBS复合改性沥青混合料的高低温性能优于单一改性沥青混合料，具备较好的应用推广前景。关键词：改性沥青；复合改性；路用性能；正交试验中图分类号：U416.02文献标识码：ADOl：1 0.1 3 2 8 2/j.c n k i.w c c s t.2 0 2 3.0 8.0 6文章编号：1 6 7 3-48 7 4(2 0 2 3)0 8-0 0 1 7-0 40引言据交通运输部发布的2 0 2 1 年交通运输行业发展统计公报，截至2 0 2 1 年年末，我国高速公路总里程已达528.07104km以上。随着交通行业的飞速发展，对沥青混合料路面的使用性能提出了越来越高的要求。近年来，汽车产业的飞速发展提高了人们的生活水平，但是也导致了大量的废旧轮胎堆积，严重污染环境。将废旧轮胎磨细制得的胶粉用于沥青路面，可以提高路面的高低温性能、减轻行车噪音、延长路面寿命。由于胶粉表面呈现较大的惰性，与沥青的相容性较差，导致橡胶沥青易发生离析现象。胶粉掺量过高则改性沥青的黏度高，施工温度要求高，胶粉掺量过低则改性效果较差1。SBS改性沥青具备优良的高低温性能和抗老化性能，但SBS改性剂价格高昂，严重限制了其推广应用。因此将胶粉和SBS复合使用，降低SBS改性剂掺量，得到的胶粉 SBS复合改性沥青，相对于单一 SBS改性沥青成本更低,且SBS改性剂有利于胶粉分散，能提高改性沥青存储稳定性2。已有研究对胶粉SBS复合改性沥青加工工艺关键参数尚难达成统一共识，且缺乏针对不同改性剂和不同基质沥青的组合。因此本文对胶粉SBS复合改性沥青进行研究，探讨剪切时间、剪切温度和剪切速率对沥青改性效果的影响。1原材料与试验方法1.1原材料1.1.1SBS 改性沥青采用思特利有限公司生产的成品SBS改性沥青作为复合改性沥青制备溶剂。其主要性能见表1。作者简介：梁金洪（1 9 8 8 一），工程师，主要从事高速公路日常养护施工工作。表1 沥青主要性能指标表试验项目实测结果试验方法5 延度(cm)43软化点(R&B)()79.8针入度(2 5 ,5 s,100 g)(0.1 mm)53.6弹性恢复(%)81相对密度(2 5/2 5)1.031运动黏度(1 3 5)(Pas)1.67残留针入度(2 5)(%)72RTFOT质量变化(%)残留物试验残留延度(5)(cm)1.1.2 胶粉采用河北省灵寿县生产的40 目胶粉。其主要性能指标见表2。表2 胶粉主要性能指标表检测指标40目胶粉纤维含量(%)0金属含量(%)0.003水分(%)0.6灰分(%)5相对密度1.25注：技术标准参考硫化橡胶粉（GB/T19208-2008)对公路改性沥青用橡胶粉技术要求1.2试验方案剪切时间、剪切温度和剪切速率是影响复合改性沥青效果的重要因素，本文以上述三个影响因素为试验条件，采用成品SBS改性沥青为基础沥青，掺入SBS改性剂在不同试验条件下制得胶粉SBS复合改性沥青，并进行针入度试验、软化点试验延度试验，评价胶粉SBS改性沥青技术性能。T0605T0606T0604T0662T0603T0625T06040.387T060915T0605技术标准00.031.0 胶粉改性沥青 SBS改性沥青，说明胶粉SBS复合改性沥青混合料在变稳定发展阶段行程更长，蠕变速率更小，高温性能在三种沥青混合料中最优。3.2低温抗裂性能采用低温小梁弯曲试验对胶粉SBS复合改性沥青混合料、胶粉及SBS单一改性沥青混合料的低温性能进行评价（试验温度为1 0），试验结果见图7。3300（3）泉32003100一0 一5延度和值30002.9002.800F2.700胶粉SBS复合改性胶粉改性沥青混合料种类1150006000剪切速率（rpm）关联系数R2数FV25111.07230513.86426714.371Q7000图7 不同沥青混合料低温小梁试验结果曲线图由图7 可知，胶粉SBS复合改性沥青混合料的最大弯拉应变最高，其次是SBS改性沥青混合料，最后是胶粉改性沥青混合料，说明复合改性沥青混合料的低温性能最佳。这可能是因为沥青中既有SBS形成的三维网络结构，也有胶粉颗粒提供的应力吸收作用，使得复合改性沥青低温条件下存储更多的应变能，从而使混合料表现出更优良的低温抗裂性能3。综合本节分析，胶粉SBS复合改性沥青混合料的高低温性能均优于单一改性沥青混合料。该复合改性沥青可降低SBS改性剂掺量，节约材料成本，而技术性能也优于橡胶改性沥青，因此其具备较好的工程应用推广前景。4结语(1)不同的剪切工艺对胶粉SBS复合改性沥青的改性效果影响较大，在剪切工艺中，剪切温度的变化对改性效果的影响最大，剪切温度和剪切速率对改性效果的影响较小。(2)对于胶粉SBS复合改性沥青，当剪切温度为190、剪切时间为7 0 min、剪切速率为6 0 0 0 rpm时，沥青改性的效果最佳。(3)胶粉SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性均优于单一SBS或胶粉改性沥青，具备优良斜率k的经济技术优势，适合推广应用。参考文献门王志刚，杜英，向丽，等.废橡胶粉/SBS复合改性沥青制备研究J.石油炼制与化工，2 0 1 0,41(4)：2 7-3 0.2杨光,申爱琴,陈志国，等.季冻区橡胶粉/SBS复合改性沥青工厂化参数分析与性能评价J.公路交通科技，2015,32(12):29-37.3刘朝晖，柳力，史进，等.SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺及路用性能J.中国科技论文，2 0 1 2，7（1 1）：853-856.收稿日期:2 0 2 3-0 4-0 7SBS改性20西部交通科技wesenchinsCommunications Science&Technology