橡膠粉與SBS復合改性瀝青制備工藝試驗研究

劉貞鵬，王 晶，陸 芳，覃宏海

(廣西交通職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧 530216)

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橡膠粉與SBS復合改性瀝青制備工藝試驗研究

劉貞鵬，王 晶，陸 芳，覃宏海

(廣西交通職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧 530216)

文章按6種不同工藝分別制備橡膠粉與SBS復合改性瀝青，并通過測定其針入度、軟化點、177 ℃布氏黏度及彈性恢復等指標對復合改性瀝青的制備工藝進行了試驗研究，結(jié)果表明：先將橡膠粉加入熱瀝青中，高速剪切30 min，然后加入SBS，高速剪切30 min，最后攪拌發(fā)育30 min為最佳制備工藝，同時可將彈性恢復作為復合改性瀝青配方控制的指標。

橡膠粉與SBS復合改性瀝青；制備工藝；試驗研究

0 引言

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和橡膠粉是兩種常用的道路石油瀝青改性劑，但在基質(zhì)瀝青中單獨摻加這兩種改性劑時，SBS改性瀝青存在著價格偏高的缺點，而橡膠瀝青則存在著存儲穩(wěn)定性差、粘度高、施工難度大等缺點。為了克服單摻時的不足，根據(jù)材料復合化思想，將兩種改性劑共同加入瀝青中制得橡膠粉與SBS復合改性瀝青的思路得到了越來越廣泛的關(guān)注。

橡膠粉與SBS復合改性瀝青的性能受內(nèi)因和外因兩方面因素的制約，內(nèi)因包括橡膠粉來源、粒徑、摻量，SBS類型、摻量和基質(zhì)瀝青的性能等，外因包括加工溫度、加工時間、攪拌或剪切速度等[1]。鑒于單摻一種改性劑時，橡膠瀝青和SBS改性瀝青的生產(chǎn)工藝均已較為成熟，本文重點研究橡膠粉和SBS兩種改性劑的摻加順序?qū)秃细男詾r青性能的影響，以得到最佳的橡膠粉與SBS復合改性瀝青制備工藝。

1 試驗材料及試驗方案

1.1 試驗材料

基質(zhì)瀝青：70#A級道路石油瀝青，主要技術(shù)指標如表1所示；

橡膠粉：江蘇某公司生產(chǎn)的20目、40目廢舊輪胎橡膠粉；

SBS：重慶某公司生產(chǎn)的線型SBS改性劑。

基質(zhì)瀝青的主要技術(shù)指標情況見表1。

表1 基質(zhì)瀝青的主要技術(shù)指標表

1.2 試驗方案

查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻[2]，初定6種橡膠粉與SBS復合改性瀝青制備工藝，如表2所示，不同制備工藝均采用相同的配方：40目橡膠粉∶SBS∶70#基質(zhì)瀝青=13%∶2%∶85%(質(zhì)量比)，制備過程中采用溫度計控制溫度在180 ℃～200 ℃。

1.3 測試項目

橡膠粉與SBS復合改性瀝青組成較為復雜，測試項目的選取應考慮對其特殊組成的適應性。國內(nèi)外普遍認為177 ℃布氏黏度是橡膠瀝青最核心的技術(shù)指標，直接反映橡膠瀝青的品質(zhì)高低。黃文元認為橡膠瀝青的彈性恢復能力與橡膠粉的摻量高度相關(guān)，可以作為橡膠瀝青配方控制的指標之一[3]。另外考慮工程實際中試驗方法的普及程度及試驗操作的難易程度，選定針入度和軟化點作為輔助測試項目。

表2 試驗方案表

2 試驗結(jié)果及分析

按1.2中初定的6種制備工藝分別制備橡膠粉與SBS復合改性瀝青，并進行1.3中選定的4種測試項目試驗，結(jié)果如表3及圖1～4所示。為保證試驗結(jié)果的可靠性，所有復合改性瀝青均為現(xiàn)配現(xiàn)用。

表3 不同制備工藝橡膠粉與SBS復合改性瀝青試驗結(jié)果表

圖1 不同制備工藝下的針入度曲線圖

圖2 不同制備工藝下的177 ℃布氏黏度曲線圖

圖3 不同制備工藝下的軟化點曲線圖

由表3和圖1～4可以看出，不同工藝制備的橡膠粉與SBS復合改性瀝青針入度相差不大，軟化點均超過了65 ℃，彈性恢復均超過了70%，表明復合改性瀝青具有良好的性能。同時，不同工藝制備的復合改性瀝青軟化點與彈性恢復兩項指標變化趨勢基本一致，表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，從側(cè)面印證了試驗結(jié)果的準確性，以及采用彈性恢復作為改性瀝青配方控制指標的可行性。

初定的6種制備工藝中，按工藝5制備的復合改性瀝青軟化點、彈性恢復及177 ℃布氏黏度均為最高，表現(xiàn)出最優(yōu)的綜合性能，因此確定為橡膠粉與SBS復合改性瀝青的最佳制備工藝，即要先加橡膠粉后加SBS，先剪切后攪拌。

3 結(jié)語

(1)可將彈性恢復作為橡膠粉與SBS復合改性瀝青配方控制的指標。

(2)橡膠粉與SBS復合改性瀝青最佳制備工藝為：先將橡膠粉加入熱瀝青中，高速剪切30 min，然后加入SBS，高速剪切30 min，最后攪拌發(fā)育30 min。

[1]劉貞鵬.SBS/橡膠復合改性瀝青混合料高溫性能研究[D].重慶：重慶交通大學，2014.

[2]孫大權(quán)，徐曉亮，呂偉民.橡膠瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的研究[J].長沙交通學院學報，2008(3)：33-37.

[3]黃文元，張隱西.道路路面用橡膠瀝青的性能特點與指標體系[J].中南公路工程，2007(1)：111-114.

Experimental Study on Preparation Process of Rubber Powder and SBS Composite Modified Asphalt

LIU Zhen-peng，WANG Jing，LU Fang，QIN Hong-hai

(Guangxi Vocational and Technical College of Communications，Nanning，Guangxi，530216)

This article separately prepared the rubber powder and SBS composite modified asphalt according to six different processes，and through measuring its penetration degree，softening point，177℃ Brookfield viscosity and elasticity recovery index，it conducted the experimental study on the preparation process of composite modified asphalt，the results showed that：the best preparation process is to firstly add the rubber powder into the hot asphalt，with high-speed shearing for 30min，followed by adding the SBS，then high-speed shearing for 30min，finally followed by stirred development for 30min，meanwhile the elasticity recovery can be used as the indicator to control the composite modified asphalt formula.

Crumb rubber and SBS composite modified asphalt；Preparation technology；Experimental study

U416.218

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.010

1673-4874(2016)09-0039-03

2016-08-05

劉貞鵬(1989—)，碩士，研究方向：筑路材料；

王 晶(1983—)，工程師，研究方向：道路建筑材料性能；

陸 芳(1976—)，高級實驗師，研究方向：工程材料試驗與檢測；

覃宏海(1989—)，助理工程師，研究方向：工程測量及工程材料檢測。