Sasobit溫拌劑對橡膠瀝青混合料性能的影響

金娟 亢煒

摘 要：相對于傳統熱拌橡膠瀝青混合料，溫拌橡膠瀝青混合料是一種有利于節能減排的新型路面材料。本文通過溫拌橡膠瀝青和熱拌橡膠瀝青、溫拌橡膠瀝青混合料和熱拌橡膠瀝青混合料進行橡膠瀝青性能、混合料物理力學指標和路用性能的比較分析，為Sasobit溫拌劑在傳統橡膠瀝青混合料中的推廣應用提供一定的參考。

關鍵詞：Sasobit溫拌劑；溫拌橡膠瀝青；熱拌橡膠瀝青；路用性能

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）22-0106-03

Influences of Sasobit on Properties of Rubber Asphalt Mixture

JIN Juan1 KANG Wei2

（1. Shaanxi Railway Institute，Weinan Shaanxi 714099；2. Shaanxi Vocational & Technical College，Xi'an Shaanxi 710038）

Abstract： Compared with the traditional hot mixed rubber asphalt mixture， warm mixed rubber asphalt mixture is a new type of pavement material which is beneficial to energy saving and emission reduction. The warm mix asphalt and hot asphalt， warm mix asphalt rubber mixture and hot mix asphalt rubber mixture were compared and analyzed properties of rubber asphalt， physical and mechanical indexes of mixture and performance of road. It provided a reference for the popularization and application of Sasobit in the traditional rubber asphalt mixture.

Keywords： Sasobit warm mix agent； warm mix rubber asphalt； hot mix rubber asphalt；road performance

利用廢舊輪胎制成橡膠粉，并在普通瀝青中加入橡膠粉制成改性瀝青用以鋪筑路面，是集節能和環保于一體的不可再生能源再生利用的有效途徑[1]。橡膠粉的加入，對瀝青的高溫性能和低溫性能都有顯著影響[2]，但也給現場施工帶來了一定的問題。由于橡膠瀝青混合料在低溫下過于稠且粘[3]，嚴重影響施工性能，施工方大多采用提高橡膠瀝青混合料拌和和壓實溫度的方法來降低橡膠瀝青的黏度。但是，這種傳統的熱拌橡膠瀝青混合料生產工藝在生產和施工過程中不僅要消耗大量的能源，而且還會排放出大量的廢氣和粉塵，降低周圍的環境質量，有損施工人員的身體健康。為了降低能源消耗和廢氣排放，本文通過在橡膠瀝青中加入一種溫拌劑，使其混合料的拌和和壓實溫度低于熱拌橡膠瀝青混合料的拌和和壓實溫度，且其性能達到或接近熱拌橡膠瀝青混合料的性能，即應用溫拌技術代替傳統的熱拌技術[4-7]。本文主要研究通過在瀝青混合料中添加Sasobit溫拌劑，降低其拌和、壓實溫度后，其溫拌橡膠瀝青混合料的路用性能能否滿足要求，是否與熱拌橡膠瀝青混合料性能相當。

1 混合料擊實方法及選用材料

本文對瀝青混合料采用馬歇爾擊實法。材料采用新加坡殼牌A-90#基質瀝青，西安中軒橡膠粉廠生產的30目橡膠粉，溫拌劑采用由南非Sasol Wax公司生產的Sasobit固體類溫拌劑。Sasobit是從煤炭液化中獲取的一種固體蠟，以長鏈居多，并具有細結晶體結構，其熔點約100℃，當溫度大于其熔點時，可完全熔解于橡膠瀝青中。在加熱條件下，僅需機械簡單攪拌即可將Sasobit穩定地分散于橡膠瀝青中，避免了一般聚合物改性劑易離析、難拌和的缺點[8]。Sasobit溫拌劑物理化學指標及技術要求見表1，90#基質瀝青的技術指標見表2，30目膠粉的雜質含量和化學成分見表3。

2 溫拌橡膠瀝青混合料

2.1 溫拌橡膠瀝青和橡膠瀝青性能對比分析

本文溫拌橡膠瀝青的制備方法是：在已經制備好的橡膠瀝青中加入其橡膠瀝青質量2%的Sasobit溫拌劑，并恒溫攪拌發育30min。溫拌橡膠瀝青性能指標的平均值與橡膠瀝青性能指標的平均值對比見表4。

從表4可以得出如下結論。

①添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青的黏度明顯降低。其原因主要是，溫拌劑在高溫下吸附橡膠瀝青中結構近似的飽和組分，進而熔解于其中，形成穩定的溶液，這些飽和組分大多為蠟基或油基分子，或為分子中的一部分。當溫度降低后，由于外加劑的熔點較高，使溫拌劑吸附又熔解，并與飽和組分一起逐漸結晶析出，進而鎖定了這些油類組分，共同形成網狀的晶體結構。這種網狀晶體結構的存在大大減小了橡膠瀝青的流動變形能力，使得溫拌橡膠瀝青的黏度降低[9]。這有利于橡膠瀝青施工和易性提高，有利于橡膠瀝青混合料的拌和、攤鋪和壓實。

②添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青的軟化點明顯升高。可見，溫拌劑的加入對橡膠瀝青的高溫性能較為有利。高溫性能的提高將對混合料的抗車轍性能產生積極的影響。

③添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青的延度有一定程度的降低，這說明溫拌劑的加入對橡膠瀝青的低溫性能有一定程度影響。

2.2 溫拌橡膠瀝青混合料的制備與分析

本文選用的礦料級配見表5。

本文所制備的溫拌橡膠瀝青混合料選用的礦料加熱溫度為180℃，拌和溫度為160℃，試件擊實溫度為145℃，油石比為6.5，雙面擊實75次。所采用的熱拌橡膠瀝青混合料選用礦料加熱溫度為190℃，拌和溫度為180℃，試件擊實溫度為160～170℃，油石比為6.5，雙面擊實75次。

本文通過對溫拌橡膠瀝青混合料與熱拌橡膠瀝青混合料的物理力學指標進行對比，分析溫拌橡膠瀝青混合料的各項指標是否與熱拌橡膠瀝青混合料相當。其馬歇爾試件物理力學性能指標測試對比結果見表6。

從表6可以看出，在添加Sasobit溫拌劑后，拌和溫度下降了20℃，擊實溫度下降了15～25℃，溫拌橡膠瀝青混合料的物理力學指標與熱拌橡膠瀝青混合料的物理力學指標基本相當，而且均符合工程規范要求。可見，Sasobit溫拌劑的添加有利于降低橡膠瀝青混合料的拌和和壓實溫度。

接下來對溫拌橡膠瀝青混合料和熱拌橡膠瀝青混合料的路用性能進行對比分析，對比結果詳見表7。

從表7可以得出如下結論。

①在添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青混合料的抗車轍次數相對于未添加溫拌劑前增加16.3%，說明Sasobit溫拌劑可以提高橡膠瀝青混合料的高溫性能。

②在添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青混合料的浸水飛散程度相對于未添加溫拌劑前減少了49.2%，說明Sasobit溫拌劑對于橡膠瀝青混合料的水穩性能的提高有明顯作用。

③在添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青混合料的凍融劈裂強度相對于未添加溫拌劑前減小了4.8%，說明Sasobit溫拌劑對于橡膠瀝青混合料的低溫性能存在一定的影響，但影響不大。

④在添加Sasobit溫拌劑后，橡膠瀝青混合料的其他路用性能指標均與未添加溫拌劑前相當，說明Sasobit溫拌劑對于降低拌和和壓實溫度確實起到了較好的效果。

3 結語

通過本文的研究可以得出如下結論。

①在橡膠瀝青中添加Sasobit溫拌劑可以有效改善其高溫性能，但對低溫性能有一定的影響。

②在橡膠瀝青中添加Sasobit溫拌劑后，其拌和和壓實溫度可以降低15～25℃，溫拌橡膠瀝青混合料的物理力學指標和路用性能與熱拌橡膠瀝青混合料的物理力學指標和路用性能相當，且均滿足規范要求。

③由于Sasobit溫拌劑的添加可以使橡膠瀝青混合料拌和和壓實溫度降低，這有利于工程項目減少能源消耗，并提高施工效率。

參考文獻：

[1]商淑杰.溫拌橡膠瀝青結合料及其膠漿性能研究[D].濟南：山東大學，2009.

[2]楊永順，曹衛東，李英勇，等.橡膠瀝青制備工藝及其性能的研究[J].山東大學學報（工學版），2008（5）：10-13.

[3]劉樹祥，王志祥，鄭齊.溫拌橡膠瀝青混合料壓實溫度及其性能研究[J].石油瀝青，2015（4）：18-24.

[4]王志祥，霍洋洋，黨合歡.溫拌橡膠瀝青混合料拌和和壓實溫度研究[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2015（3）：647-651.

[5]交通部公路科學研究院.溫拌瀝青混合料性能研究和應用[R].北京：交通部公路科學研究院，2008.

[6] Sasol Wax Americaslnc. Sasobit in Warm Mix Asphalt Applications 9 Years of Global Successes[C]//World of Asphalt Conference March 14.2006.

[7] Warm Mix Asphalt. National Asphalt Pavement Association[R]. Warm Mix Asphalt.1992.

[8]李波，宿秀麗，竇輝，等.溫拌橡膠瀝青混合料壓實溫度對其體積特征的影響研究[J].中外公路，2011（2）：222-225.

[9]廉向東，陳拴發，付其林，等.溫拌瀝青混合料路用性能研究[J].長安大學學報（自然科學版），2011（6）：11-15.