張海波+高志偉

摘 要：為了確定橡膠瀝青生產(chǎn)加工時的膠粉摻量、剪切溫度、剪切時間等因素對其軟化點(diǎn)的影響，采用不同劑量的橡膠粉與90#基質(zhì)瀝青在不同的剪切溫度、剪切時間條件下制備橡膠瀝青，分別進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，確定基于軟化點(diǎn)的橡膠瀝青最佳膠粉摻量、剪切溫度和剪切時間。結(jié)果表明，膠粉摻量為20%、剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值。

關(guān)鍵詞：道路工程；橡膠瀝青；軟化點(diǎn)；影響因素

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0 引 言

橡膠瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗疲勞性能和抗水損壞性能，且以廢舊輪胎作為生產(chǎn)加工的原材料，具有環(huán)保價值[1]。目前，橡膠瀝青被廣泛應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)的面層和碎石封層中[2]。用于面層結(jié)構(gòu)時，橡膠瀝青可以提高路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗疲勞開裂性能；用于封層時，可以有效抑制瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生，同時起到防水和增強(qiáng)層間粘結(jié)強(qiáng)度的作用[35]。

生產(chǎn)橡膠瀝青時，首先將廢舊輪胎加工成橡膠粉，然后按照相應(yīng)的級配比例進(jìn)行混合，同時添加高聚合物改性劑，在高溫條件下與基質(zhì)瀝青充分剪切熔脹，形成膠粉改性瀝青膠結(jié)料[6]。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，不同的生產(chǎn)加工條件對橡膠瀝青性能影響差異較大，且相同的生產(chǎn)加工條件下采用不同基質(zhì)瀝青生產(chǎn)出的橡膠瀝青性能也存在較大差異[7]。目前對于橡膠瀝青生產(chǎn)時最佳的膠粉摻量、最優(yōu)剪切溫度、剪切時間等參數(shù)均無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于橡膠瀝青的研究多集中于橡膠瀝青混合料路用性能的分析等方面，對于生產(chǎn)加工條件對橡膠瀝青膠結(jié)料性能影響的研究相對較少[8]。橡膠瀝青使用前應(yīng)對其針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)進(jìn)行測定，本文以軟化點(diǎn)為指標(biāo)，通過改變膠粉摻量、剪切溫度和剪切時間等參數(shù)，分析橡膠瀝青軟化點(diǎn)的變化規(guī)律，確定基于軟化點(diǎn)指標(biāo)的橡膠瀝青最優(yōu)加工參數(shù)[9]。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

1.1 基質(zhì)瀝青

1.2 橡膠粉

1.3 試驗(yàn)方法

橡膠瀝青軟化點(diǎn)采用軟化點(diǎn)自動試驗(yàn)儀進(jìn)行試驗(yàn)。首先將試樣環(huán)置于涂有甘油隔離劑的試樣底板上，然后將備好的橡膠瀝青試樣注入試樣環(huán)內(nèi)，將鋼球固定環(huán)架放置于支撐盤上，罩上鋼球環(huán)，將鋼球放置在其中。將5 ℃蒸餾水放入試驗(yàn)杯架中，蓋上杯蓋開始試驗(yàn)。試驗(yàn)過程的溫度在計(jì)算機(jī)上顯示，可以通過試驗(yàn)鍵和終止鍵調(diào)整攪拌速度，有一個鋼球落下時繼續(xù)試驗(yàn)，第二個鋼球落下時結(jié)束試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 膠粉摻量對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

在剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min的條件下，橡膠瀝青膠結(jié)料的軟化點(diǎn)隨著橡膠粉摻量的增加呈現(xiàn)出總體增長的趨勢。橡膠粉摻量為20%時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃，比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)提高了127 ℃，表明橡膠粉能夠改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性；

當(dāng)橡膠粉摻量大于20%后，隨著膠粉摻量的增加，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇降低；當(dāng)摻量大于25%時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)與基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)接近。這說明膠粉摻量為20%時橡膠粉與基質(zhì)瀝青達(dá)到了相容飽和，繼續(xù)增加膠粉摻量不利于提高橡膠瀝青的高溫性能。因此，對于本次試驗(yàn)采用的90#石油瀝青，在剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min的條件下，橡膠粉劑量為20%時橡膠瀝青高溫性能最優(yōu)。

2.2 不同剪切溫度對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

為了分析剪切溫度對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響作用，分別選取25 ℃、140 ℃、160 ℃、180 ℃、190 ℃、200 ℃、220 ℃作為攪拌剪切溫度，在橡膠粉劑量為20%、剪切速率為8 000 r·min-1、攪拌剪切時間為60 min的條件下制備橡膠瀝青，并對其軟化點(diǎn)進(jìn)行測試。

橡膠粉摻量為20%、攪拌剪切時間為60 min時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨剪切溫度的升高呈先增大后減小的趨勢。剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃。剪切溫度高于190 ℃后，隨著剪切溫度的升高，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇下降，當(dāng)剪切溫度升高到220 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)僅為49 ℃，低于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)。因此，在實(shí)際工程中應(yīng)嚴(yán)格控制橡膠瀝青加工時的剪切溫度，防止橡膠瀝青因溫度過高而嚴(yán)重老化，影響其使用性能。

2.3 不同剪切時間對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

為了分析剪切時間對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響，分別選取0、30、45、60、75、90、120 min作為剪切時間，在橡膠粉摻量為20%、剪切速率為8 000 r·min-1、攪拌剪切溫度為190 ℃的條件下制備橡膠瀝青，并對其軟化點(diǎn)進(jìn)行測試。

當(dāng)橡膠粉摻加劑量為20%、攪拌剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨攪拌剪切時間的增加呈先增大后減小的趨勢，剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值657 ℃，與基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)相比提高了12.7 ℃。當(dāng)攪拌剪切時間大于60 min后，隨著剪切時間的延長，橡膠瀝青軟化點(diǎn)逐漸降低；剪切時間為120 min時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)降低為50.6 ℃，低于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)。因此，對于本次試驗(yàn)選用的90#石油瀝青，在制備橡膠改性瀝青時攪拌剪切時間應(yīng)控制在60 min左右，以使其高溫性能達(dá)到最優(yōu)。

3 結(jié) 語

（1） 橡膠粉摻量為20%時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃，比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)提高12.7 ℃，摻加橡膠粉以后能夠明顯改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性。

（2） 剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃；剪切溫度高于190 ℃后，隨著剪切溫度的升高，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇下降。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制橡膠瀝青加工時的剪切溫度，防止橡膠瀝青因溫度過高而嚴(yán)重老化，影響其使用性能。

（3） 剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃；攪拌剪切時間大于60 min后，隨著剪切時間的延長，橡膠瀝青軟化點(diǎn)逐漸降低。因此，在制備橡膠改性瀝青時攪拌剪切時間應(yīng)控制在60 min左右，以使其高溫性能達(dá)到最優(yōu)。

（4） 對于本次試驗(yàn)采用的90#石油瀝青，在橡膠粉劑量為20%、剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min條件下橡膠瀝青高溫性能最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊人鳳，劉 平.橡膠瀝青技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2009，26（2）：1417.

[2] 李海軍，黃曉明，王宏暢.道路瀝青在使用過程中的水老化[J].石油學(xué)報：石油加工，2005，21（4）：75 78.

[3] 田小革，鄭健龍，張起森.老化對瀝青結(jié)合料粘彈性的影響[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報，2004，4（1）：36.

[4] 張爭奇，梁曉莉，李 平.瀝青老化性能評價方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報，2005，5（1）：15.

[5] 陳 莉，郭 義，陳秋蘭.橡膠瀝青生產(chǎn)與施工[J].北方交通，2009（5）：7274.

[6] 錢曉如，方曉成，蔣華龍，等.瀝青路面早期水損的原因分析[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，10（1）：1013.

[7] 肖 川，凌天清.廢舊橡膠粉改性瀝青材料在道路工程中的應(yīng)用與研究[J].公路工程，2009，34（4）：4953.

[8] 康愛紅，肖 鵬，吳美平.環(huán)境因素組合作用下橡膠瀝青老化試驗(yàn)研究[J].南京理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，36（4）：724728.

[9] 梁建紅，王永剛.橡膠瀝青混合料高溫性能的改善方法[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2011，28（9）：4648.

[責(zé)任編輯：王玉玲]endprint

摘 要：為了確定橡膠瀝青生產(chǎn)加工時的膠粉摻量、剪切溫度、剪切時間等因素對其軟化點(diǎn)的影響，采用不同劑量的橡膠粉與90#基質(zhì)瀝青在不同的剪切溫度、剪切時間條件下制備橡膠瀝青，分別進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，確定基于軟化點(diǎn)的橡膠瀝青最佳膠粉摻量、剪切溫度和剪切時間。結(jié)果表明，膠粉摻量為20%、剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值。

關(guān)鍵詞：道路工程；橡膠瀝青；軟化點(diǎn)；影響因素

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0 引 言

橡膠瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗疲勞性能和抗水損壞性能，且以廢舊輪胎作為生產(chǎn)加工的原材料，具有環(huán)保價值[1]。目前，橡膠瀝青被廣泛應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)的面層和碎石封層中[2]。用于面層結(jié)構(gòu)時，橡膠瀝青可以提高路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗疲勞開裂性能；用于封層時，可以有效抑制瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生，同時起到防水和增強(qiáng)層間粘結(jié)強(qiáng)度的作用[35]。

生產(chǎn)橡膠瀝青時，首先將廢舊輪胎加工成橡膠粉，然后按照相應(yīng)的級配比例進(jìn)行混合，同時添加高聚合物改性劑，在高溫條件下與基質(zhì)瀝青充分剪切熔脹，形成膠粉改性瀝青膠結(jié)料[6]。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，不同的生產(chǎn)加工條件對橡膠瀝青性能影響差異較大，且相同的生產(chǎn)加工條件下采用不同基質(zhì)瀝青生產(chǎn)出的橡膠瀝青性能也存在較大差異[7]。目前對于橡膠瀝青生產(chǎn)時最佳的膠粉摻量、最優(yōu)剪切溫度、剪切時間等參數(shù)均無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于橡膠瀝青的研究多集中于橡膠瀝青混合料路用性能的分析等方面，對于生產(chǎn)加工條件對橡膠瀝青膠結(jié)料性能影響的研究相對較少[8]。橡膠瀝青使用前應(yīng)對其針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)進(jìn)行測定，本文以軟化點(diǎn)為指標(biāo)，通過改變膠粉摻量、剪切溫度和剪切時間等參數(shù)，分析橡膠瀝青軟化點(diǎn)的變化規(guī)律，確定基于軟化點(diǎn)指標(biāo)的橡膠瀝青最優(yōu)加工參數(shù)[9]。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

1.1 基質(zhì)瀝青

1.2 橡膠粉

1.3 試驗(yàn)方法

橡膠瀝青軟化點(diǎn)采用軟化點(diǎn)自動試驗(yàn)儀進(jìn)行試驗(yàn)。首先將試樣環(huán)置于涂有甘油隔離劑的試樣底板上，然后將備好的橡膠瀝青試樣注入試樣環(huán)內(nèi)，將鋼球固定環(huán)架放置于支撐盤上，罩上鋼球環(huán)，將鋼球放置在其中。將5 ℃蒸餾水放入試驗(yàn)杯架中，蓋上杯蓋開始試驗(yàn)。試驗(yàn)過程的溫度在計(jì)算機(jī)上顯示，可以通過試驗(yàn)鍵和終止鍵調(diào)整攪拌速度，有一個鋼球落下時繼續(xù)試驗(yàn)，第二個鋼球落下時結(jié)束試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 膠粉摻量對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

在剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min的條件下，橡膠瀝青膠結(jié)料的軟化點(diǎn)隨著橡膠粉摻量的增加呈現(xiàn)出總體增長的趨勢。橡膠粉摻量為20%時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃，比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)提高了127 ℃，表明橡膠粉能夠改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性；

當(dāng)橡膠粉摻量大于20%后，隨著膠粉摻量的增加，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇降低；當(dāng)摻量大于25%時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)與基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)接近。這說明膠粉摻量為20%時橡膠粉與基質(zhì)瀝青達(dá)到了相容飽和，繼續(xù)增加膠粉摻量不利于提高橡膠瀝青的高溫性能。因此，對于本次試驗(yàn)采用的90#石油瀝青，在剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min的條件下，橡膠粉劑量為20%時橡膠瀝青高溫性能最優(yōu)。

2.2 不同剪切溫度對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

為了分析剪切溫度對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響作用，分別選取25 ℃、140 ℃、160 ℃、180 ℃、190 ℃、200 ℃、220 ℃作為攪拌剪切溫度，在橡膠粉劑量為20%、剪切速率為8 000 r·min-1、攪拌剪切時間為60 min的條件下制備橡膠瀝青，并對其軟化點(diǎn)進(jìn)行測試。

橡膠粉摻量為20%、攪拌剪切時間為60 min時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨剪切溫度的升高呈先增大后減小的趨勢。剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃。剪切溫度高于190 ℃后，隨著剪切溫度的升高，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇下降，當(dāng)剪切溫度升高到220 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)僅為49 ℃，低于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)。因此，在實(shí)際工程中應(yīng)嚴(yán)格控制橡膠瀝青加工時的剪切溫度，防止橡膠瀝青因溫度過高而嚴(yán)重老化，影響其使用性能。

2.3 不同剪切時間對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

為了分析剪切時間對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響，分別選取0、30、45、60、75、90、120 min作為剪切時間，在橡膠粉摻量為20%、剪切速率為8 000 r·min-1、攪拌剪切溫度為190 ℃的條件下制備橡膠瀝青，并對其軟化點(diǎn)進(jìn)行測試。

當(dāng)橡膠粉摻加劑量為20%、攪拌剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨攪拌剪切時間的增加呈先增大后減小的趨勢，剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值657 ℃，與基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)相比提高了12.7 ℃。當(dāng)攪拌剪切時間大于60 min后，隨著剪切時間的延長，橡膠瀝青軟化點(diǎn)逐漸降低；剪切時間為120 min時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)降低為50.6 ℃，低于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)。因此，對于本次試驗(yàn)選用的90#石油瀝青，在制備橡膠改性瀝青時攪拌剪切時間應(yīng)控制在60 min左右，以使其高溫性能達(dá)到最優(yōu)。

3 結(jié) 語

（1） 橡膠粉摻量為20%時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃，比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)提高12.7 ℃，摻加橡膠粉以后能夠明顯改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性。

（2） 剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃；剪切溫度高于190 ℃后，隨著剪切溫度的升高，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇下降。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制橡膠瀝青加工時的剪切溫度，防止橡膠瀝青因溫度過高而嚴(yán)重老化，影響其使用性能。

（3） 剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃；攪拌剪切時間大于60 min后，隨著剪切時間的延長，橡膠瀝青軟化點(diǎn)逐漸降低。因此，在制備橡膠改性瀝青時攪拌剪切時間應(yīng)控制在60 min左右，以使其高溫性能達(dá)到最優(yōu)。

（4） 對于本次試驗(yàn)采用的90#石油瀝青，在橡膠粉劑量為20%、剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min條件下橡膠瀝青高溫性能最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊人鳳，劉 平.橡膠瀝青技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2009，26（2）：1417.

[2] 李海軍，黃曉明，王宏暢.道路瀝青在使用過程中的水老化[J].石油學(xué)報：石油加工，2005，21（4）：75 78.

[3] 田小革，鄭健龍，張起森.老化對瀝青結(jié)合料粘彈性的影響[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報，2004，4（1）：36.

[4] 張爭奇，梁曉莉，李 平.瀝青老化性能評價方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報，2005，5（1）：15.

[5] 陳 莉，郭 義，陳秋蘭.橡膠瀝青生產(chǎn)與施工[J].北方交通，2009（5）：7274.

[6] 錢曉如，方曉成，蔣華龍，等.瀝青路面早期水損的原因分析[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，10（1）：1013.

[7] 肖 川，凌天清.廢舊橡膠粉改性瀝青材料在道路工程中的應(yīng)用與研究[J].公路工程，2009，34（4）：4953.

[8] 康愛紅，肖 鵬，吳美平.環(huán)境因素組合作用下橡膠瀝青老化試驗(yàn)研究[J].南京理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，36（4）：724728.

[9] 梁建紅，王永剛.橡膠瀝青混合料高溫性能的改善方法[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2011，28（9）：4648.

[責(zé)任編輯：王玉玲]endprint

摘 要：為了確定橡膠瀝青生產(chǎn)加工時的膠粉摻量、剪切溫度、剪切時間等因素對其軟化點(diǎn)的影響，采用不同劑量的橡膠粉與90#基質(zhì)瀝青在不同的剪切溫度、剪切時間條件下制備橡膠瀝青，分別進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，確定基于軟化點(diǎn)的橡膠瀝青最佳膠粉摻量、剪切溫度和剪切時間。結(jié)果表明，膠粉摻量為20%、剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值。

關(guān)鍵詞：道路工程；橡膠瀝青；軟化點(diǎn)；影響因素

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0 引 言

橡膠瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗疲勞性能和抗水損壞性能，且以廢舊輪胎作為生產(chǎn)加工的原材料，具有環(huán)保價值[1]。目前，橡膠瀝青被廣泛應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)的面層和碎石封層中[2]。用于面層結(jié)構(gòu)時，橡膠瀝青可以提高路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗疲勞開裂性能；用于封層時，可以有效抑制瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生，同時起到防水和增強(qiáng)層間粘結(jié)強(qiáng)度的作用[35]。

生產(chǎn)橡膠瀝青時，首先將廢舊輪胎加工成橡膠粉，然后按照相應(yīng)的級配比例進(jìn)行混合，同時添加高聚合物改性劑，在高溫條件下與基質(zhì)瀝青充分剪切熔脹，形成膠粉改性瀝青膠結(jié)料[6]。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，不同的生產(chǎn)加工條件對橡膠瀝青性能影響差異較大，且相同的生產(chǎn)加工條件下采用不同基質(zhì)瀝青生產(chǎn)出的橡膠瀝青性能也存在較大差異[7]。目前對于橡膠瀝青生產(chǎn)時最佳的膠粉摻量、最優(yōu)剪切溫度、剪切時間等參數(shù)均無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于橡膠瀝青的研究多集中于橡膠瀝青混合料路用性能的分析等方面，對于生產(chǎn)加工條件對橡膠瀝青膠結(jié)料性能影響的研究相對較少[8]。橡膠瀝青使用前應(yīng)對其針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)進(jìn)行測定，本文以軟化點(diǎn)為指標(biāo)，通過改變膠粉摻量、剪切溫度和剪切時間等參數(shù)，分析橡膠瀝青軟化點(diǎn)的變化規(guī)律，確定基于軟化點(diǎn)指標(biāo)的橡膠瀝青最優(yōu)加工參數(shù)[9]。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

1.1 基質(zhì)瀝青

1.2 橡膠粉

1.3 試驗(yàn)方法

橡膠瀝青軟化點(diǎn)采用軟化點(diǎn)自動試驗(yàn)儀進(jìn)行試驗(yàn)。首先將試樣環(huán)置于涂有甘油隔離劑的試樣底板上，然后將備好的橡膠瀝青試樣注入試樣環(huán)內(nèi)，將鋼球固定環(huán)架放置于支撐盤上，罩上鋼球環(huán)，將鋼球放置在其中。將5 ℃蒸餾水放入試驗(yàn)杯架中，蓋上杯蓋開始試驗(yàn)。試驗(yàn)過程的溫度在計(jì)算機(jī)上顯示，可以通過試驗(yàn)鍵和終止鍵調(diào)整攪拌速度，有一個鋼球落下時繼續(xù)試驗(yàn)，第二個鋼球落下時結(jié)束試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 膠粉摻量對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

在剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min的條件下，橡膠瀝青膠結(jié)料的軟化點(diǎn)隨著橡膠粉摻量的增加呈現(xiàn)出總體增長的趨勢。橡膠粉摻量為20%時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃，比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)提高了127 ℃，表明橡膠粉能夠改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性；

當(dāng)橡膠粉摻量大于20%后，隨著膠粉摻量的增加，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇降低；當(dāng)摻量大于25%時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)與基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)接近。這說明膠粉摻量為20%時橡膠粉與基質(zhì)瀝青達(dá)到了相容飽和，繼續(xù)增加膠粉摻量不利于提高橡膠瀝青的高溫性能。因此，對于本次試驗(yàn)采用的90#石油瀝青，在剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min的條件下，橡膠粉劑量為20%時橡膠瀝青高溫性能最優(yōu)。

2.2 不同剪切溫度對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

為了分析剪切溫度對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響作用，分別選取25 ℃、140 ℃、160 ℃、180 ℃、190 ℃、200 ℃、220 ℃作為攪拌剪切溫度，在橡膠粉劑量為20%、剪切速率為8 000 r·min-1、攪拌剪切時間為60 min的條件下制備橡膠瀝青，并對其軟化點(diǎn)進(jìn)行測試。

橡膠粉摻量為20%、攪拌剪切時間為60 min時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨剪切溫度的升高呈先增大后減小的趨勢。剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃。剪切溫度高于190 ℃后，隨著剪切溫度的升高，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇下降，當(dāng)剪切溫度升高到220 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)僅為49 ℃，低于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)。因此，在實(shí)際工程中應(yīng)嚴(yán)格控制橡膠瀝青加工時的剪切溫度，防止橡膠瀝青因溫度過高而嚴(yán)重老化，影響其使用性能。

2.3 不同剪切時間對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響分析

為了分析剪切時間對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響，分別選取0、30、45、60、75、90、120 min作為剪切時間，在橡膠粉摻量為20%、剪切速率為8 000 r·min-1、攪拌剪切溫度為190 ℃的條件下制備橡膠瀝青，并對其軟化點(diǎn)進(jìn)行測試。

當(dāng)橡膠粉摻加劑量為20%、攪拌剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)隨攪拌剪切時間的增加呈先增大后減小的趨勢，剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值657 ℃，與基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)相比提高了12.7 ℃。當(dāng)攪拌剪切時間大于60 min后，隨著剪切時間的延長，橡膠瀝青軟化點(diǎn)逐漸降低；剪切時間為120 min時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)降低為50.6 ℃，低于基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)。因此，對于本次試驗(yàn)選用的90#石油瀝青，在制備橡膠改性瀝青時攪拌剪切時間應(yīng)控制在60 min左右，以使其高溫性能達(dá)到最優(yōu)。

3 結(jié) 語

（1） 橡膠粉摻量為20%時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃，比基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)提高12.7 ℃，摻加橡膠粉以后能夠明顯改善基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性。

（2） 剪切溫度為190 ℃時，橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃；剪切溫度高于190 ℃后，隨著剪切溫度的升高，橡膠瀝青軟化點(diǎn)急劇下降。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制橡膠瀝青加工時的剪切溫度，防止橡膠瀝青因溫度過高而嚴(yán)重老化，影響其使用性能。

（3） 剪切時間為60 min時橡膠瀝青軟化點(diǎn)達(dá)到最大值65.7 ℃；攪拌剪切時間大于60 min后，隨著剪切時間的延長，橡膠瀝青軟化點(diǎn)逐漸降低。因此，在制備橡膠改性瀝青時攪拌剪切時間應(yīng)控制在60 min左右，以使其高溫性能達(dá)到最優(yōu)。

（4） 對于本次試驗(yàn)采用的90#石油瀝青，在橡膠粉劑量為20%、剪切溫度為190 ℃、剪切時間為60 min條件下橡膠瀝青高溫性能最優(yōu)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊人鳳，劉 平.橡膠瀝青技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2009，26（2）：1417.

[2] 李海軍，黃曉明，王宏暢.道路瀝青在使用過程中的水老化[J].石油學(xué)報：石油加工，2005，21（4）：75 78.

[3] 田小革，鄭健龍，張起森.老化對瀝青結(jié)合料粘彈性的影響[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報，2004，4（1）：36.

[4] 張爭奇，梁曉莉，李 平.瀝青老化性能評價方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報，2005，5（1）：15.

[5] 陳 莉，郭 義，陳秋蘭.橡膠瀝青生產(chǎn)與施工[J].北方交通，2009（5）：7274.

[6] 錢曉如，方曉成，蔣華龍，等.瀝青路面早期水損的原因分析[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，10（1）：1013.

[7] 肖 川，凌天清.廢舊橡膠粉改性瀝青材料在道路工程中的應(yīng)用與研究[J].公路工程，2009，34（4）：4953.

[8] 康愛紅，肖 鵬，吳美平.環(huán)境因素組合作用下橡膠瀝青老化試驗(yàn)研究[J].南京理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，36（4）：724728.

[9] 梁建紅，王永剛.橡膠瀝青混合料高溫性能的改善方法[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2011，28（9）：4648.

[責(zé)任編輯：王玉玲]endprint