橡膠粉與SBS復(fù)合改性瀝青制備工藝試驗(yàn)研究

劉貞鵬，王 晶，陸 芳，覃宏海

(廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530216)

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橡膠粉與SBS復(fù)合改性瀝青制備工藝試驗(yàn)研究

劉貞鵬，王 晶，陸 芳，覃宏海

(廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)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(fù)合改性瀝青，并通過(guò)測(cè)定其針入度、軟化點(diǎn)、177 ℃布氏黏度及彈性恢復(fù)等指標(biāo)對(duì)復(fù)合改性瀝青的制備工藝進(jìn)行了試驗(yàn)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(shí)可將彈性恢復(fù)作為復(fù)合改性瀝青配方控制的指標(biāo)。

橡膠粉與SBS復(fù)合改性瀝青；制備工藝；試驗(yàn)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(dú)摻加這兩種改性劑時(shí)，SBS改性瀝青存在著價(jià)格偏高的缺點(diǎn)，而橡膠瀝青則存在著存儲(chǔ)穩(wěn)定性差、粘度高、施工難度大等缺點(diǎn)。為了克服單摻時(shí)的不足，根據(jù)材料復(fù)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(fù)合改性瀝青的思路得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。

橡膠粉與SBS復(fù)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(lái)源、粒徑、摻量，SBS類(lèi)型、摻量和基質(zhì)瀝青的性能等，外因包括加工溫度、加工時(shí)間、攪拌或剪切速度等[1]。鑒于單摻一種改性劑時(shí)，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(diǎn)研究橡膠粉和SBS兩種改性劑的摻加順序?qū)?fù)合改性瀝青性能的影響，以得到最佳的橡膠粉與SBS復(fù)合改性瀝青制備工藝。

1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)材料

基質(zhì)瀝青：70#A級(jí)道路石油瀝青，主要技術(shù)指標(biāo)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(xiàn)型SBS改性劑。

基質(zhì)瀝青的主要技術(shù)指標(biāo)情況見(jiàn)表1。

表1 基質(zhì)瀝青的主要技術(shù)指標(biāo)表

1.2 試驗(yàn)方案

查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)[2]，初定6種橡膠粉與SBS復(fù)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(guò)程中采用溫度計(jì)控制溫度在180 ℃～200 ℃。

1.3 測(cè)試項(xiàng)目

橡膠粉與SBS復(fù)合改性瀝青組成較為復(fù)雜，測(cè)試項(xiàng)目的選取應(yīng)考慮對(duì)其特殊組成的適應(yīng)性。國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為177 ℃布氏黏度是橡膠瀝青最核心的技術(shù)指標(biāo)，直接反映橡膠瀝青的品質(zhì)高低。黃文元認(rèn)為橡膠瀝青的彈性恢復(fù)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(biāo)之一[3]。另外考慮工程實(shí)際中試驗(yàn)方法的普及程度及試驗(yàn)操作的難易程度，選定針入度和軟化點(diǎn)作為輔助測(cè)試項(xiàng)目。

表2 試驗(yàn)方案表

2 試驗(yàn)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(fù)合改性瀝青，并進(jìn)行1.3中選定的4種測(cè)試項(xiàng)目試驗(yàn)，結(jié)果如表3及圖1～4所示。為保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，所有復(fù)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(fù)合改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果表

圖1 不同制備工藝下的針入度曲線(xiàn)圖

圖2 不同制備工藝下的177 ℃布氏黏度曲線(xiàn)圖

圖3 不同制備工藝下的軟化點(diǎn)曲線(xiàn)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(fù)合改性瀝青針入度相差不大，軟化點(diǎn)均超過(guò)了65 ℃，彈性恢復(fù)均超過(guò)了70%，表明復(fù)合改性瀝青具有良好的性能。同時(shí)，不同工藝制備的復(fù)合改性瀝青軟化點(diǎn)與彈性恢復(fù)兩項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢(shì)基本一致，表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，從側(cè)面印證了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，以及采用彈性恢復(fù)作為改性瀝青配方控制指標(biāo)的可行性。

初定的6種制備工藝中，按工藝5制備的復(fù)合改性瀝青軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)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(fù)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(yǔ)

(1)可將彈性恢復(fù)作為橡膠粉與SBS復(fù)合改性瀝青配方控制的指標(biāo)。

(2)橡膠粉與SBS復(fù)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(fù)合改性瀝青混合料高溫性能研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，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(zhǎng)沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，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(diǎn)與指標(biāo)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(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：工程材料試驗(yàn)與檢測(cè)；

覃宏海(1989—)，助理工程師，研究方向：工程測(cè)量及工程材料檢測(cè)。