用废旧轮胎橡胶粉改性石油沥青的试验研究
废轮胎胶粉改性沥青的性能测试与评价方法
废轮胎胶粉改性沥青的性能测试与评价方法引言：废轮胎胶粉改性沥青是一种新型的路面材料，其独特的组成以及改性工艺使其具有许多独特的性能和优势。
然而，为了评估废轮胎胶粉改性沥青的性能并确保其在实际应用中的可靠性和持久性，需要进行一系列的性能测试和评价。
本文将介绍废轮胎胶粉改性沥青的常见性能测试方法以及评价指标，并探讨其在路面工程中的应用前景。
一、物理性能测试1. 密度测试密度是衡量废轮胎胶粉改性沥青材料质量密度的重要指标，可通过测量单位体积的质量来计算。
常用的测试设备包括密度计和天平。
根据测试结果，可以评估改性沥青材料的密实性和均匀性，以及有效指导材料的应用。
2. 黏度测试黏度是衡量废轮胎胶粉改性沥青材料流动性的指标，通常使用旋转粘度计进行测试。
通过测量物料在一定剪切速率下的黏度，可以评估材料的流变性能。
黏度测试结果可指导改性沥青材料的生产过程和施工工艺选取，确保其在实际应用中具有良好的施工性能。
二、力学性能测试1. 弹性恢复率测试弹性恢复率是衡量废轮胎胶粉改性沥青材料弹性恢复能力的重要指标。
以驱动轮辙试验仪为例，通过压实试样并施加一定的应力，释放后测量试样的恢复程度。
这个测试方法可以评估改性沥青材料在长期交通负荷下的变形性能和恢复能力，从而确定材料的适用性。
2. 可塑性测试可塑性是指废轮胎胶粉改性沥青材料变形的能力，通常通过马歇尔试验进行测试。
通过施加一定试验压力和温度，评估材料的变形性能，如塑性指数、流动值等。
这些测试结果可用于优化材料的组成和生产工艺，以提高其适应性和耐久性。
三、热稳定性测试1. 熔点测试熔点是指废轮胎胶粉改性沥青材料从固态到液态转变的温度。
通常使用差热分析仪进行测试。
测试结果能够评估材料的热稳定性和耐高温性能，从而确定其在高温环境下的应用潜力。
2. 高低温循环试验高低温循环试验是一种模拟材料在实际使用过程中受到极端温度变化的测试方法。
通过将试样置于不同温度下，反复升降温并测量试样的性能变化，来评估改性沥青材料的热膨胀系数、抗疲劳性以及抗裂性等指标。
废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能研究
废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能研究概述：随着交通运输的不断发展，废轮胎的回收利用成为一项紧迫的环境问题。
废轮胎胶粉作为一种可再生资源，具有广泛的应用前景。
其中，将废轮胎胶粉改性沥青用于道路建设，不仅能够有效利用资源，还能提升道路的性能。
然而，研究表明，废轮胎胶粉改性沥青在长期使用中可能存在耐老化性能不足的问题，因此，本文将对废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能进行研究。
一、废轮胎胶粉改性沥青的定义和特点废轮胎胶粉改性沥青是指将废轮胎胶粉加入到沥青中，通过改变沥青的组成和性质，提高沥青的性能。
废轮胎胶粉在沥青中的加入可以改善沥青的黏结性、弹性和耐老化性能等。
二、废轮胎胶粉改性沥青的制备方法目前，常见的废轮胎胶粉改性沥青制备方法包括物理混合法、溶剂法、橡胶粉溶液改性法和反应改性法等。
物理混合法是将废轮胎胶粉与沥青进行机械混合；溶剂法是将废轮胎胶粉溶解在溶剂中，然后与沥青混合；橡胶粉溶液改性法是将废轮胎胶粉与溶剂一起加入到沥青中，然后将混合物溶解为橡胶胶浆，并与沥青进行混合；反应改性法是将废轮胎胶粉与沥青进行反应，通过化学反应将二者混合。
三、废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能测试方法为了评估废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能，需要进行一系列的测试。
常用的测试方法包括软化点测试、贵州黔奴实验证、动力剪切稳定性测试等。
软化点测试用来确定沥青的软化点，软化点的升高说明沥青的老化程度较高；贵州黔奴实验证用来评估沥青的变形能力，通过给定的压力和温度条件下测量沥青的变形能力；动力剪切稳定性测试用来评估沥青的变形特性和抗剪切性能。
四、废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能研究进展目前，国内外对废轮胎胶粉改性沥青的耐老化性能研究已取得了一定进展。
研究证实，废轮胎胶粉的加入可以显著提高沥青的弹性模量、黏度和抗老化能力。
此外，通过改变废轮胎胶粉的添加量和粒径分布，可以进一步优化改性沥青的性能。
然而，仍有一些问题需要解决，例如废轮胎胶粉改性沥青的施工及应用性能、长期稳定性以及与传统矿物沥青混合的相容性等。
废轮胎胶粉改性沥青对路面抗滑性能的改善研究
废轮胎胶粉改性沥青对路面抗滑性能的改善研究随着交通运输的快速发展，对道路安全和车辆行驶性能的要求也越来越高。
而路面的抗滑性能对于车辆的行车安全和稳定性起着重要的作用。
因此，寻找一种能够提高路面抗滑性能的方法对于道路工程的发展具有重要意义。
本文将探讨废轮胎胶粉改性沥青在提升路面抗滑性能方面的研究。
1. 引言废轮胎胶粉是由废弃轮胎经过一系列加工工艺获得的一种能够替代矿物粉料的材料。
沥青作为路面材料的重要组成部分，其抗滑性能对于提高路面的稳定性和安全性具有重要意义。
因此，探究如何利用废弃的轮胎胶粉改性沥青来改善路面的抗滑性能显得尤为重要。
2. 废轮胎胶粉改性沥青的制备方法废轮胎胶粉改性沥青的制备可以采用热力法、溶剂法、机械力法等多种方法。
其中，机械力法是一种利用高能机械设备将废轮胎加工成细小颗粒的方法，然后将其与石油沥青进行混合。
这种方法不仅可以高效地利用废弃资源，还可以将废轮胎的弹性等特性转移到沥青中，从而提高路面的抗滑性能。
3. 废轮胎胶粉改性沥青对路面抗滑性能的影响废轮胎胶粉改性沥青对路面的抗滑性能有着显著的改善作用。
首先，废轮胎胶粉中所含的橡胶颗粒可以增加沥青的粘结性和柔性，从而提高路面的抗滑性能。
其次，废轮胎胶粉中的纤维素和填充剂能够增加沥青的粘度和黏着力，使其更好地附着在路面上，提高路面的抗滑性能。
此外，废轮胎胶粉改性沥青还能够有效减少路面的噪音和振动，提升车辆行驶的舒适性和安全性。
4. 废轮胎胶粉改性沥青在路面工程中的应用废轮胎胶粉改性沥青在路面工程中具有广泛的应用前景。
一方面，利用废轮胎胶粉可以降低道路施工的成本，有效节约资源。
另一方面，废轮胎胶粉改性沥青在提高路面抗滑性能的同时，还能够减少路面的冰雪抗滑剂使用量，实现节能环保的目标。
因此，在今后的路面工程中，废轮胎胶粉改性沥青有望成为一种重要的路面材料。
5. 废轮胎胶粉改性沥青的挑战和未来展望废轮胎胶粉改性沥青虽然在提高路面抗滑性能方面具有诸多优势，但也面临一些挑战。
废旧轮胎胶粉改性沥青中稀土助剂的流变效应研究
废旧轮胎胶粉改性沥青中稀土助剂的流变效应研究引言近年来，随着全球资源的快速消耗和环境污染问题的日益凸显，废旧轮胎的处理和再利用成为了一项重要的研究领域。
废旧轮胎胶粉作为一种富含沥青和橡胶添加剂的废料，既具备了很高的弹性和柔韧性，又存在环境污染隐患。
而通过将废旧轮胎胶粉与沥青进行改性处理，可以有效地减少废物的排放，实现资源的再利用，从而实现可持续发展的目标。
本文将重点聚焦在废旧轮胎胶粉改性沥青中稀土助剂的流变效应研究。
将通过对胶粉改性沥青的流变性质进行实验研究，探究稀土助剂对沥青体系物质流变性质的影响，并从实验结果中得出结论和启示。
实验方法首先，我们将制备废旧轮胎胶粉改性沥青样品，并引入不同类型和浓度的稀土助剂。
在实验中，我们选取了三种常见的稀土助剂，分别为硝酸镧(La(NO3)3)、硝酸钇(Y(NO3)3)和硝酸铈(Ce(NO3)3)，并按照一定比例加入到胶粉改性沥青中。
接下来，通过实验室常见的流变学测试仪器进行流变性能测试。
我们将使用转矩流变仪(Torque Rheometer)对样品进行剪切应力测试。
在测试中，我们将使用不同的转速和应力范围，以获得胶粉改性沥青的流变学特性。
同时，在实验过程中，我们还将运用红外光谱仪、热重分析仪和扫描电子显微镜等仪器对样品进行表征和分析，以了解稀土助剂对沥青体系的微观结构和热性能的影响。
实验结果与讨论通过对不同样品的流变性能测试，我们观察到加入稀土助剂后，废旧轮胎胶粉改性沥青的黏度明显减小。
特别是在高剪切速率下，稀土助剂对废旧轮胎胶粉改性沥青的黏度影响更为显著。
这可能是由于稀土助剂与沥青中的纳米颗粒发生相互作用，导致沥青体系中分子的运动性增强，黏滞阻力减小而引起的。
此外，我们还发现稀土助剂对沥青的温度敏感性有一定的影响。
实验结果表明，加入稀土助剂后，废旧轮胎胶粉改性沥青的温度膨胀系数增大，表现出更高的温度稳定性。
通过红外光谱分析发现，稀土助剂与沥青中的纳米颗粒发生相互作用，形成了一种新的物质结构，并为沥青的流变性质提供了更多的微观支撑。
废轮胎胶粉改性沥青在路面养护中的应用技术研究
废轮胎胶粉改性沥青在路面养护中的应用技术研究摘要：随着社会经济的快速发展，公路交通在各个城市中起着至关重要的作用。
然而，长期使用的路面经过时间的磨损和车辆的频繁行驶会导致路面损坏和老化。
为了提高路面的使用寿命和安全性能，研究人员开始探索各种新型的路面养护材料。
废轮胎胶粉改性沥青作为一种环保型材料，具有很好的工程应用前景。
本文将重点研究废轮胎胶粉改性沥青在路面养护中的应用技术，包括改性剂的选择与优化、混合工艺和性能评价等方面。
1. 引言公路是城市的重要交通组成部分，它不仅是人们日常生活的必需品，更是经济社会发展的基础设施。
然而，随着交通工具的快速发展和城市化进程的加速，公路的使用强度和负荷也在不断增加。
长期以来，公路路面的养护一直是一个重要的课题，因为路面老化和损坏会导致交通事故的发生。
因此，开发一种高性能的路面养护材料是非常重要的。
2. 废轮胎胶粉改性沥青的特点废轮胎胶粉改性沥青是指将废轮胎胶粉加入传统的沥青体系中进行改性的材料。
废轮胎胶粉具有以下特点：（1）良好的弹性和柔韧性：废轮胎胶粉作为沥青的改性剂，能够提高沥青的弹性模量和柔韧性，从而增加路面的抗裂性能和抗剥落性能。
（2）优异的耐疲劳性：废轮胎胶粉改性沥青能够有效地提高路面的耐疲劳性能，减少路面损坏和老化。
（3）良好的抗水分和抗老化性能：废轮胎胶粉改性沥青在路面养护中具有较好的抗水分渗透和抗老化性能，能够延长路面的使用寿命。
（4）环保与资源再利用：废轮胎胶粉改性沥青的应用能够有效地减少废轮胎的处理难题，实现废物资源化利用。
3. 废轮胎胶粉改性沥青的应用技术（1）改性剂的选择与优化：废轮胎胶粉改性沥青的性能受到改性剂种类和用量的影响。
因此，在选择和优化改性剂时，需要考虑到废轮胎胶粉与沥青的相容性、改性剂用量和改性效果等因素，并通过实验和测试来确定最佳的改性剂组合。
（2）混合工艺：废轮胎胶粉改性沥青的混合工艺是确保改性效果的关键。
常见的混合方法包括湿法、干法和半湿法等。
废旧橡胶粉改性沥青混合料路用性能研究
橡胶粉掺量 0
10%
表2 不同橡胶掺量改性沥青性能
针入度
延度
软化点
61mm
55cm
63℃
53mm
33cm
84℃
粘度 1.0Pa·s 1.5Pa·s
2. 橡胶粉沥青混合料路用性能
102
技术应用
检测项目 密度（15℃）
溶解度 闪点
针入度（25℃，100g，5s） 针入度指数PI 软化点
贮存稳定性48h软化点差 运动粘度135℃（Pa.s）
表3 橡胶粉改性沥青混合料路用性能
高温性能 变形1
变形2
破坏应变
冻融劈裂试验残留强度比
7.8(mm)
8.1(mm)
3420 με
84.0%
1.5(mm)
1.4(mm)
3364 με
93.7%
检测数据 1.021 100.27 271 63 0.034 63 2.2 1.2 54
残留稳定度 90.2% 95.1%
夏季温度较高，沥青会相对变软，加之行车荷载的作 用下，路面易产生高温变形，产生推移等病害。为保证行 车安全，有必要对橡胶沥青路面的高温性能进行研究。目 前，国内外多采用车辙实验来反映沥青混合料的高温特性。 试验结果如表 3 所示。
（1）高温性能 动稳定度是研究车辙变形的指标，是指沥青混合料在 高温条件下 ( 试验温度一般是具有代表性的 60℃ ) 混合料 每产生 1mm 变形时 , 所承受标准轴载的行走次数。动稳 定度由表 3 可知，基质沥青的变形较大，在 7.8~8.1mm 之间，而加入橡胶粉后，沥青混合料的变形显著降低，在 1.4~1.5mm。动稳定度方面，掺加橡胶粉后，沥青混合 料 的 动 稳 定 度 由 1210 次 /mm 增 加 至 了 6330 次 /mm， 提高了 5.3 倍。综上所述，掺加橡胶粉能很好地增强沥青 混合料在较高温度下抵抗变形的能力。 （2）低温性能 冬季气温较低，沥青路面会产生开裂现象，良好的低 温性能可以减少路面的裂缝，确保道路的正常使用，因 此有必要对橡胶沥青混合料的低温性能进行研究。由表 3 可知，掺加橡胶后，改性沥青混合料的破坏应变值与基质 沥青相比若有下降，但差别不大，均满足技术指标。其中 基质沥青的破坏应变值为 3420 με ，而橡胶沥青混合料的 破坏应变值 3664 με 。由于低温性能的机理与其他路用性 能有所差异，因此橡胶沥青混合料的低温性能有待进一步 研究。 （3）水稳定性
废旧轮胎胶粉改性沥青的性能分析及优化
废旧轮胎胶粉改性沥青的性能分析及优化近年来，环境污染和资源回收利用成为全球各国共同关注的问题。
废旧轮胎的处理一直是环境保护领域的热门话题之一。
废旧轮胎胶粉是一种重要的资源，它可以应用于多个领域，其中之一就是改性沥青的生产。
本文将对废旧轮胎胶粉改性沥青的性能进行分析，并提出一些优化建议。
首先，我们需要了解废旧轮胎胶粉的性质和结构。
轮胎胶粉主要由橡胶和碳黑组成，其中橡胶具有弹性和黏性等特点，碳黑则负责增加轮胎的抗磨性能。
这些特性使得废旧轮胎胶粉可以被应用于改性沥青的生产中。
改性沥青是指将废旧轮胎胶粉与传统沥青进行混合，从而提升沥青的性能。
废旧轮胎胶粉改性沥青具有以下几种优势。
首先，废旧轮胎胶粉可以增加沥青的黏度，提高道路面层的承载能力。
轮胎胶粉的添加可以增加沥青的粘着能力和弹性模量，提高路面的抗变形和承载能力。
这对于交通工程来说非常重要，可以有效地延长道路的使用寿命。
其次，废旧轮胎胶粉改性沥青具有较好的耐老化性能。
轮胎胶粉中含有丰富的橡胶成分，橡胶具有一定程度上的耐候性和耐老化性能。
因此，废旧轮胎胶粉改性沥青在路面使用过程中可以减少沥青老化，提高路面的使用寿命。
另外，废旧轮胎胶粉改性沥青还可以提高路面的抗水性能。
由于轮胎胶粉中橡胶的存在，改性沥青可以在一定程度上防止水分渗透。
这对于降低道路因雨水侵蚀而导致的损害具有积极的意义。
同时，改性沥青对于提高道路的抗冰、抗滑和抗膨胀性能也有一定的改善作用。
除了以上优势之外，废旧轮胎胶粉改性沥青还可以实现废轮胎资源的有效利用，减少环境污染。
废旧轮胎的处理一直是一个世界性难题，废旧轮胎胶粉的利用可以减少占地和焚烧等处理方式带来的污染问题，同时还可以实现资源的循环利用。
然而，废旧轮胎胶粉改性沥青在实际应用中还存在一些问题和挑战。
一方面，轮胎胶粉的添加量需要控制在合适的范围内，过高的添加量会导致改性沥青黏度过高，影响混凝土砼的成型性能。
另一方面，沥青的品质和性能也对改性效果有着重要的影响。
废轮胎胶粉改性沥青的抗剪强度研究
废轮胎胶粉改性沥青的抗剪强度研究引言在现代社会，废轮胎的处理和再利用成为越来越关注的话题。
废轮胎对环境造成的污染和资源浪费已引起了广泛的关注和严重的环境问题。
同时，沥青作为一种重要的建筑材料，在道路建设中起着重要的作用。
因此，通过将废轮胎胶粉改性于沥青中，不仅可以减少废轮胎的处理问题，还能提高沥青的性能，从而实现废轮胎资源的再利用。
方法本研究通过将不同比例的废轮胎胶粉加入沥青中，制备改性沥青。
采用剪切测试方法研究改性沥青的抗剪强度，并与未改性的沥青进行对比。
结果与讨论实验结果显示，随着废轮胎胶粉的添加比例增加，改性沥青的抗剪强度呈现出逐渐增加的趋势。
这是因为废轮胎胶粉中的橡胶颗粒能够填充沥青中的细孔隙结构，增加了沥青的致密性和粘结能力，从而提高了沥青的抗剪强度。
此外，废轮胎胶粉中的填料也能够起到增强剂的作用，使得沥青具有更好的抗剪性能。
在本研究中，通过对比添加不同比例废轮胎胶粉的改性沥青与未改性沥青的抗剪强度，发现在适当的添加比例范围内，改性沥青的抗剪强度能够显著提高。
然而，继续增加废轮胎胶粉的添加比例并不能进一步提高抗剪强度，而是会导致改性沥青的性能下降。
这是因为过高的添加比例会使得沥青中的橡胶颗粒过多，从而影响了沥青的致密性和粘结力。
结论综上所述，通过将废轮胎胶粉添加到沥青中进行改性，可以显著提高沥青的抗剪强度。
在适当的添加比例范围内，废轮胎胶粉能够填充沥青中的细孔隙结构，增加致密性和粘结力。
然而，需要注意的是，过高的添加比例可能会导致改性沥青的性能下降。
因此，在将废轮胎胶粉应用于沥青改性时，需要进行充分的实验研究，选定最佳的添加比例以获得最佳的性能。
未来研究方向本研究仅从抗剪强度角度对废轮胎胶粉改性沥青进行了研究，未来研究可以从其他性能指标出发，如抗老化性能、耐疲劳性能等，对改性沥青进行全面的研究。
另外，研究可以进一步探索废轮胎胶粉与其他改性材料的复合应用，以提高改性沥青的综合性能。
参考文献[1] Chen M., Wang H., Yu Y., et al. (2019). Applicability of crumb rubber modified asphalt pavement in cold regions: Evaluating the impact of freeze-thaw cycles. Construction and Building Materials, 223, 529-535.[2] Wang H., Chen M., Yu Y., et al. (2020). A comprehensive laboratory investigation of short-term and long-term performance of crumb rubber modified asphalt pavement. Construction and Building Materials, 240, 117953.[3] Sadeghi M., Zeiadanloo H.R. (2018). Investigation on the effects of size ratio and crumb rubber content on the performance of dry process crumb rubber modified bitumen. Construction and Building Materials, 171, 292-303.[4] Geng J., Chen M., Zhang J., et al. (2020). Preparation and characterization of rubber powder-modified asphalt binder/recycled concrete aggregate mixtures. Construction and Building Materials, 247, 118554.。
废旧轮胎橡胶粉+PE复合改性沥青性能研究
Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｚ Ｈ Ｕ Ｃ Ａ Ｉ Ｌ Ａ Ｏ《工程与建设》 ２０１８年第３２卷第２期２６１ 收稿日期：２０１８－０３－０１；修改日期：２０１８－０３－２０作者简介：刘汉中（１９８２－），男，湖南涟源人，硕士，安徽省公路工程检测中心工程师．废旧轮胎橡胶粉＋ＰＥ复合改性沥青性能研究刘汉中１，２（１．安徽省公路工程检测中心，安徽合肥 ２３００５１；２．桥梁与隧道工程检测安徽省重点实验室，安徽合肥 ２３００５１）摘 要：通过对废旧轮胎橡胶粉＋ＰＥ复合改性沥青进行配方设计，以及采取高速剪切＋融胀的湿法工艺，制备废旧轮胎橡胶粉＋ＰＥ复合改性沥青；对废旧轮胎橡胶粉＋ＰＥ复合改性沥青针入度、软化点、布氏旋转粘度等常规指标进行试验并分析研究。
关键词：橡胶沥青；废旧轮胎橡胶粉；ＰＥ；沥青性能中图分类号：Ｕ２１４．７＋５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－５７８１（２０１８）０２－０２６１－０２０ 引 言目前我国对橡胶沥青的研究已经形成了体系，由于橡胶沥青性能的局限性，在高速公路建设上一直没有得到大规模的推广应用，在很多地区仅局限于应力吸收层、路面防水材料（ＴＡＣＫＣＯＡＴ）和填缝料等方面的应用，用量并不大。
在此背景下，国内对废旧橡胶粉复合改性沥青的研究日益增多，以期改善橡胶沥青的性能，促进橡胶沥青的推广应用。
近期通过针入度、软化点、布氏旋转黏度等多指标的试验，充分研究了废旧橡胶粉＋ＰＥ复合改性沥青的性能。
１ 复合改性沥青制备及配方设计废旧轮胎橡胶粉复合改性沥青采用湿法进行加工，采用用高速剪切仪以５ ０００ｒｐｍ的转速在１８０～１９０℃的高温下对复合改性沥青进行剪切，然后放入１８０℃的烘箱中融胀制备而成。
其复合改性沥青的配方设计如表１所示。
表１ 废旧轮胎橡胶粉＋ＰＥ复合改性沥青配方废旧橡胶粉掺量（％）ＰＥ掺量／％１ ４ ７１８ １８＋１ １８＋４ １８＋７２２ ２２＋１ ２２＋４ ２２＋７２６ ２６＋１ ２６＋４ ２６＋７２ 试验结果考虑到废旧轮胎橡胶粉复合改性沥青的使用在公路行业的推广，以及借鉴国内外对废旧轮胎橡胶粉改性沥青技术指标研究，按照相关试验规程的要求，本次对废旧轮胎橡胶粉复合改性沥青的常规性能指标进行试验，其试验结果见表２。
废轮胎胶粉改性沥青在高温地区路面工程中的应用研究
废轮胎胶粉改性沥青在高温地区路面工程中的应用研究随着现代交通运输的不断发展，路面工程的质量和耐久性要求也越来越高。
特别是在高温地区，路面的温度往往会远远超过常规条件，给路面材料的性能和耐久性带来了巨大的挑战。
为了解决这一问题，研究人员开始探索使用废轮胎胶粉改性沥青作为一种改良剂，以增强沥青路面的性能和耐高温性。
废轮胎胶粉是一种由废弃轮胎经过破碎和精细加工得到的细粉末状物质。
它具有良好的粘附性、弹性和变形能力，同时还可以有效地吸收和分散热量。
因此，将废轮胎胶粉与沥青混合使用，可以增强沥青路面的抗热变形能力和耐久性，减少路面龟裂和损坏的风险。
这对于高温地区的路面工程来说是非常重要的。
在高温地区，路面的温度往往会达到甚至超过摄氏60度以上，这种高温环境对沥青路面产生了很大的影响。
首先，高温会导致沥青路面变软，容易发生塑性变形和车辙的产生，影响行驶的平稳性和安全性。
其次，高温还会加速沥青的老化和氧化过程，导致路面龟裂和损坏。
因此，如何提升沥青路面的耐高温性能成为了一个亟待解决的问题。
废轮胎胶粉的引入为解决这一问题提供了新的途径。
通过将废轮胎胶粉与沥青混合使用，可以有效地提升沥青的抗热变形能力和耐高温性。
一方面，废轮胎胶粉具有良好的粘附性和弹性，可以在高温下有效地吸收和分散热量，减少沥青路面的温度升高。
另一方面，废轮胎胶粉中的橡胶成分具有较高的抗老化性能，可以减缓沥青的老化和氧化过程，延缓路面的龟裂和损坏。
然而，虽然废轮胎胶粉改性沥青在理论上有很大的潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战。
首先，废轮胎胶粉的加入会影响沥青路面的稳定性和强度。
研究发现，适量的废轮胎胶粉可以提升沥青的抗老化性能和耐高温性，但过多的添加会降低沥青的黏度和粘附能力，导致路面的稳定性下降。
因此，在实际应用中需要进行适量的控制和调整，以确保沥青路面的稳定性和强度。
其次，废轮胎胶粉的使用涉及环境保护和资源回收的问题。
废弃轮胎的处理一直是一个难题，废轮胎胶粉的利用可以有效地解决这一问题，但与此同时也涉及废弃物的处理和废气的排放等环境问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用废旧轮胎橡胶粉改性石油沥青的试验研究张春晓，何 翔，王 武，刘国强（总参工程兵科研三所，洛阳４７１０２３）摘要 采用高速剪切工艺配制了不同胶粉掺量和不同胶粉细度的改性沥青，通过软化点和粘韧性等指标分析了胶粉掺量和细度对改性效果的影响，发现胶粉掺量为０．２～０．２４、细度为３０目时，胶粉可明显改善沥青在５～２５℃的温敏性，大幅度提高其粘韧性。
最后从粘弹性力学模型和微观结构形态两个角度对胶粉沥青的改性机理进行了探讨。
关键词 橡胶粉 改性沥青 粘韧性 软化点中图分类号：ＴＢ３２２；Ｏ３８２ 文献标识码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ Ａｓｐｈａｌｔ ｗｉｔｈ Ｗａｓｔｅ Ｔｉｒｅ Ｒｕｂｂｅｒ ＰｏｗｄｅｒＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｘｉａｏ，ＨＥ Ｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｗｕ，ＬＩＵ Ｇｕｏｑｉａｎｇ（Ｔｈｅ ３ｒｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｓ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｔａｆｆ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１０２３）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｉｎｅｎｅｓ－ｓｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｏｓａｇｅｓ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ａｎｄ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｗａｓ ａｎａ－ｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｉｎ ５～２５℃ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｉｓ ｉｎ ０．２～０．２４．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ，ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ 张春晓：男，１９８０年生，工程师，从事工程防护材料的研究 Ｔｅｌ：０３７９－６５９８６４３７ Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｘｚ＿００７＠１６３．ｃｏｍ 石油沥青是一种粘弹性材料，具有较好的阻尼和耐久性能［１］，在地下工事隔震垫层、分配层和防护门等部位有一定的应用前景，但较低的弹性模量和较高的温度敏感限制了其在上述场合的应用。
如作为隔震垫层需３００～５００ｋｇ／ｍ２的承载力以保证结构的静态稳定性，而石油沥青在粘弹性范围内承载力不足１００ｋｇ／ｍ２；地下工事典型环境温度为１７～１８℃［２，３］，且受季节和地域影响较小，石油沥青在１７～１８℃时几乎为脆性材料，当开启空调环境温度达到２５℃时，又表现为粘性有余弹性不足。
因此本试验采用温敏性低、弹性模量较高、价格低廉并与沥青相容性较好的废旧轮胎橡胶粉（以下简称胶粉）进行改性试验，获得粘韧性高、温敏性低的改性沥青，以满足工程应用需求。
１ 试验设计１．１ 试验目的一是为了获得粘韧性大、温敏性低的胶粉改性沥青，二是研究胶粉粒径和胶粉掺量对改性沥青性能的影响，浅议改性机理。
１．２ 评价改性效果的方法及指标（１）针入度针入度是沥青的稠度指标，反映沥青在一定条件下的软硬程度，实际上表征的是该温度下沥青的粘度，针入度越小，沥青越硬。
采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程（ＪＴＪ０５２－２０００）中针入度试验（Ｔ０６０４－２０００）。
（２）软化点软化点是对改性沥青高温稳定性的常用评价方法，沥青软化点表示一个等粘度温度点。
软化点高则等粘度温度高，沥青的高温稳定性也好。
改性沥青作为结构阻尼材料的基体材料，软化点越高，说明其蠕变劲度模量越高，复合后弹性模量越高，结构稳定性越好。
（３）延度和弹性恢复延伸度仪可以用来测试改性沥青在一定温度、一定速度的拉伸变形能力和变形后自由恢复变形能力。
延度试验过程中，选取温度为坑道内的典型温度１８℃和低温５℃，速度为５ｃｍ／ｍｉｎ（准静态），而弹性恢复试验只做１８℃。
采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程（ＪＴＪ０５２－２０００）中沥青延度试验（Ｔ０６０５－１９９３）和沥青弹性恢复试验（Ｔ０６６２－２０００）。
（４）粘韧性粘韧性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）是用来评价沥青的改性效果、表征其耗能功能的重要指标，其物理意义为改性沥青拉伸至０．３ｍ所做的功，其单位为Ｎ·ｍ，图１为荷重－形变曲线示意图，其中整个曲线面积表示粘韧性，阴影部分面积表示韧性。
采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程（ＪＴＪ０５２－２０００）中沥青粘韧性试验（Ｔ０６２４－１９９３）。
因为高掺量胶粉导致试验时材料内应力增大，变形能力不能达到３０ｃｍ，故粘韧性需计算整个拉伸过程（拉断为止）的做功面积。
·１５３·用废旧轮胎橡胶粉改性石油沥青的试验研究／张春晓等图１ 荷重－形变曲线示意图Ｆｉｇ．１ Ｌｏａｄ－ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｄｉａｇｒａｍ１．３ 沥青改性设备实验室配制改性沥青的设备通常有高速剪切机、加热套和烘箱。
（１）高速剪切机（见图２）是采用转子和定子在电机的高速驱动下，把物料吸入高速旋转转子，物料在定子、转子的间隙中受到机械剪切、离心挤压、液层摩擦、高速撞击撕裂和湍流等综合作用，分裂、破碎、分散，物料甩出后，还要经过高频的循环往复，从而使物料均匀、精细地分散和溶解。
（２）加热套是温控设备，可精确控制物料加工温度。
将加热套放置在剪切机转子下方，可将装有待剪切沥青的容器放置在加热套内进行实验操作，温度可恒定在１６０～２００℃范围内。
（３）烘箱用于基质沥青加热和改性沥青的保温溶胀发育。
图２ 高速剪切机及其工作原理示意图Ｆｉｇ．２ Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｓｈｅａｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｄｉａｇｒａｍ１．４ 原材料ＡＨ－７０石油沥青，天津异彩３０目、８０目两种不同粒度的胶粉。
具体指标见表１和表２。
表１ ＡＨ－７０沥青技术指标Ｔａｂｌｅ １ ＡＨ－７０ａｓｐｈａｌｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ技术指标单位东海７０＃针入度（２５℃，１００ｇ，５ｓ）０．１ｍｍ ６９软化点（ＴＲ＆Ｂ）℃４６延度（５℃、５ｃｍ／ｍｉｍ）ｃｍ １．２延度（１８℃、５ｃｍ／ｍｉｍ）ｃｍ＞１００表２ 废胶粉技术指标Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｔｅｃｈｉｎｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｕｓｅｄ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ项目单位胶粉ＧＢ／Ｔ １９２０８－２００３拉伸强度μＰａ ２２≥１５扯断伸长率％５９０≥５００１．５ 改性工艺改性工艺流程如图３所示。
剪切机速度控制在６０００ｒ／ｍｉｎ，实际加工过程中可根据沥青状态适当短时间调高或调低转速；剪切时间控制在１５～３０ｍｉｎ之间；剪切温度控制在１９０℃，剪切过程中沥青会受剪切机转子发热影响而升温，此时要注意控制温度，在整个过程中保持在１９０～２１０℃之间；高温烘箱的溶胀环境设置为１６０℃；保持溶胀发育时间为６０ｍｉｎ。
图３ 改性工艺流程图Ｆｉｇ．３ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ２ 试验研究２．１ 最佳掺量研究复合材料中共混改性原理为［４］：复合材料可综合均衡各聚合物组分的性能，取长补短，消除各单一聚合物组分性能上的弱点，获得综合性能较理想的聚合物材料。
胶粉的温敏性比沥青低，所以胶粉加入石油沥青会降低温度敏感性，即改善低温柔性和高温粘性。
随着掺量的增加，改性沥青的性能应向着胶粉的方向发展，即弹性增加，粘性下降。
鉴于以上考虑，配合比及试验结果见表３，胶粉掺量对各项指标的影响曲线见图４，各配比粘韧性试验曲线见图５。
表３ 配合比及试验结果Ｔａｂｌｅ ３ Ｍｉｘｉｎｇ ｒａｔｉｏｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ３０目胶粉掺量（质量比，外掺）针入度／（×０．１ｍｍ）２５℃软化点／℃延度／ｃｍ５℃１８℃弹性恢复／％１８℃粘韧性／（Ｎ·ｍ）２５℃韧性／（Ｎ·ｍ）２５℃１∶０ ６９．０ ４６．０ １．２＞１００ ０ ３．３８ ０．４７１∶０．１２ ６７．５ ８１．１ ８．７ １３．１ ３１ ５．６０ １．０１１∶０．１６ ６５．８ ８３．４ ９．２ １５．３ ４５ ６．８１ １．０９１∶０．２０ ４７．５ ８４．１ １０．７ １５．４ ５６ ７．５４ １．２０１∶０．２４ ４５．６ ８４．２ １３．５ １５．６ ５８ ８．４４ １．７２·２５３·材料导报 ２０１２年５月第２６卷专辑１９ 从图４可以看出，软化点、延度和弹性恢复３项指标随着胶粉掺量的增加都有明显的上升趋势，而针入度随胶粉掺量增加而下降，表明胶粉掺量在０．１２～０．２４范围内增加，胶粉改性沥青的粘度随之增大（针入度），等粘温度升高（软化点），５℃时准静态拉伸变形量增加（延伸度），弹性恢复性能增强。
改性沥青１８℃时延度（准静态拉伸极限变形量）较石油沥青大幅降低（差值约８５ｃｍ），但与同掺量改性沥青在５℃时的拉伸变形量差值较小（约５ｃｍ），表明胶粉改性沥青的温敏性在５～１８℃时有较好的改善。
当胶粉掺量大于０．２后，趋势变缓，而当掺量大于０．２４时，胶粉分布均匀性变差，所以图４表明０．２～０．２４是一个适宜的掺量范围。
图４ 胶粉掺量对改性沥青常规指标的影响Ｆｉｇ．４ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｏｓａｇｅｓ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｃｕｒｖｅ在粘韧性试验时，石油沥青产生拉应力较小，虽然变形较大，但粘韧性几乎可以忽略，而胶粉改性沥青在拉伸力作用下随着胶粉产量增加，拉力峰值从３２０Ｎ提高到４５０Ｎ，最大变形量从４１ｍｍ提高到８７ｍｍ，粘韧性从５．６Ｎ·ｍ提高到８．４４Ｎ·ｍ，韧性从１．０１Ｎ·ｍ提高到１．７２Ｎ·ｍ，表明其２５℃时弹性模量增加，弹性增加，缓冲耗能性能、与金属的粘结性能也有明显提高。
图５ 胶粉改性沥青拉伸曲线（粘韧性）Ｆｉｇ．５ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅｄ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ２．２ ２种粒径胶粉改性沥青性能对比研究粒径是胶粉的主要技术指标之一，粒径分布因粉碎机、筛分设备的种类以及工艺的不同而改变。