橡胶粉改性沥青的分析
1 橡胶粉 SBS改性沥青的分析
用橡胶粉生产改性沥青或用部分橡胶粉同热塑性丁苯橡胶SBS共混从而使生产成本降低，其他文章中已有很多的介绍，包括其改性机理、操作工艺、原材选料等已被广大使用者所接受。对用户来说，某种材料应用后所生产的产品质量越高，生产成本越低就表明这种材料越好，这种工艺方法越好。本篇是在前几章内容基础上，结合国家GB/18242标准实际，更进一步分析橡胶粉、SBS对沥青改性理论，希望读者给予指导。
沥青是重要的建筑防水材料，要求沥青能在高低温条件下有足够机械强度和热稳定性或长时间使用又具有抗老化能力、抗裂性、抗变形等，只有将沥青改性才能做到。经过很多种的沥青改性试验，就目前世上存在的物美价廉改性剂是聚合物橡胶，热塑性丁苯橡胶SBS。将聚合物橡胶与沥青共混，其聚合物分子受到沥青中芳香烃、饱和烃的作用发生熔胀或溶解，而均匀分散在沥青中形成了共混体系，这个共混体系称“物理共混”。在物理共混中并没有化学作用的发生，仅是物理作用。要求聚合物和沥青有较好的相溶性、相容性、溶解性、分散性，以求有很好的物理混合。
㈠聚合物改性沥青的“相溶性”
相溶性是一种热力学概念。相溶性是指沥青与聚合物或多种聚合物按不同比例混合，都可形成均匀共混体系的能力，不会发生离析、分层、或相分离的稳定体系，处于热力学的平衡状态，有很好的相溶性。改性沥青共混体系中自由能量的变化是很重要的。沥青分子之间的相互作用能大于聚合物分子之间的相互作用能，且两相很容易溶解，放出能量，形成热力学的稳定体系。自由能变化公式如下；
△G=△H-T△S
式中：△G—改性沥青共混自由能变化；
△H—聚合物分子之间相互作用能；
△S—沥青分子之间相互作用能；
T—改性沥青共混温度。
如果聚合物分子之间的相互作用能大于沥青分子之间的相互作用能，若使其相溶就必须外加能量，即；吸收热能才可实现共混。在热力学共混体系中，能满足热力学条件的沥青是少之又少。沥青自身就是一个热力学不稳定体系。从沥青材料上看，沥青是分散相，沥青中的油分是介质，而沥青质同沥青油分互不相溶，很容易发生絮凝，是憎液性的。由于沥青质和树脂质是亲液性的，树脂质和油分又是亲油性关系，从而形成了沥青的稳定体系。橡胶粉、热塑性丁苯橡胶等聚合物材料同沥青材料一样，同样是热力学不稳定体系，只有部分沥青中的组分同聚合物有亲合作用，大部分沥青组分与聚合物是不相溶的，是一个不相溶体系。这种部分相溶的不稳定体系可用动力学的方法去完备热力学上的不相溶，仍能形成一个稳定的聚合物改性沥青共混体系。
㈡聚合物改性沥青的“相容性”
相容性指聚合物同沥青共混过程中的加工工艺，是指沥青同聚合物共混过程中相互分散的能力和材料各组分相对稳定程度。如果分散能力足够大时，各组分相对稳定程度就会很大。如橡胶粉、SBS同沥青共混同时加大共混时的分散能力 2 仍可做到热力学、动力学体系的稳定体系。表明橡胶粉、SBS等聚合物与沥青共混物在他们之间有一定的“相容性和相溶性”。因沥青组成的成分比较复杂，沥青分子量分布又很宽，经过增加适当的稳定条件，就可做到沥青共聚物的稳定体系。沥青同聚合物之间的相容性，就是指工艺上的相容性或动力学上的相容性。在物理共混过程，主要考虑材料的相容性，而不是相溶性。这是由于化学组分、结构、分子量、极性大小等多方面因素存在的原因。沥青和胶粉、SBS等聚合物之间达到很理想的相溶性是非常困难的。相容性较好的共聚物改性沥青，聚合物的粒子都很细很均匀的分散在沥青中，不会发生相分离和分层、絮状和结团等现象。橡胶粉同SBS加入沥青中混合，橡胶的粒子在250μm (60目)～180μm (80目)之间，共聚物改性沥青的微观结构将呈现细腻而均匀地分布状态，宏观上表现为有较大的回弹率、软化点升高、针入度减小、粘度增稠等。所以选则橡胶粉时要控制橡胶粒径的均匀度。橡胶粉粒径质量并不是相容性首要条件，这只是一般条件。而首要条件则是沥青，由于沥青的化学组分含量不同，化学结构不同，沥青同共聚物相容性也不相同，要求沥青中要有相容性较好的结构组成成分。为了提高橡胶粉、SBS同沥青共混有较好的相容性，沥青中饱和分和芳香分含量要高，沥青质含量要少。这是因为沥青混合料中的饱和分、芳香分对橡胶粉粒子、SBS等聚合物起溶胀作用，而芳香分还会起到对聚合物的促进增容作用。沥青质同聚合物共混时相容性很差，同时还有絮凝的作用。
㈢聚合物改性沥青的“溶解性”
若得到最佳聚合物改性沥青，聚合物在沥青中要有非常好的溶解性。溶解性的好坏和聚合物、沥青自身溶解度参数有关。溶解度参数是聚合物和沥青之间融溶的重要指标，融溶较好的改性沥青，其相溶性和相容性也非常好。溶解度参数是聚合物改性沥青内聚能密度的平方根，即为；
式中： δ—溶解度参数；
△E—共聚材料组分内聚能差；
V—共混材料组分摩尔体积；*1
改性沥青共混的相溶能力与共混物组分内聚能和组分内聚能差值有关，内聚能差值越小，各组分之间的相溶性越好。由此说橡胶粉，SBS等高分子材料的溶解度参数δ与使用的沥青溶解度参数相近时，二者就有较好的相溶性。
*1—摩尔体积称克分子体积。符号是Vm，定义公式；Vm=V/n。式中V为系统的体积，n为这一系统中某基本单元的物质的量。如果两种以上的聚合物混溶时，那么混溶程度取决于两种材料的溶解度参数之差的二次方。在非级性体系中混合热焓*2与溶解度参数之间的关系为；
△H=K·［δ1-δ2］2
式中；△H—混合热焓；
K—常数；
δ1、δ2—两种不同材料的溶解度参数。
式中可看出，当δ1=δ2时，△H=0时，混溶无热效应，混溶效果较好。当 3 两种材料的溶解度参数相差越大，而△H＜0时，混溶过程为吸热过程，吸热越多越不利于混溶。通常［δ1-δ2］＜1.5都能很好的混溶，如［δ1-δ2］＞1.5混溶性比较差，只能部分溶解。
*2—热焓是体系的一个状态函数，是与体系能量相关联的物理量，用符号H表示，单位是焦耳。体系只有膨胀功而无其他功的等压过程所吸收的热等于体系焓的增量，即；△H。
一般沥青中各组分溶解度参数δ如下；
组份 饱和烃 芳香烃 树脂质 沥青质
溶解度参数 8.48 10.75 11.45 10.94
某100#沥青中各组分含量百分比如下；
饱和烃 11.6
芳香烃 28.6
树脂质 52.0
沥青质 7.8
根据组分百分比,利用下面公式可求得该沥青的平均溶解度参数δ；
δA=10.02
对于某些橡胶同沥青相混，经溶解度参数之差看就可看出两者之间的溶融状况。如，丁苯橡胶的溶解度参为δR=8.1，那丁苯橡胶与上面的沥青溶解度参之差为；
［δR-δA］=1.92
说明丁苯橡胶在这种沥青中溶解性较差，只有部分溶解。而热塑性丁苯橡胶SBS同沥青共混效果是不一样的，SBS橡胶是嵌段聚合物，其中；
硬性苯乙烯段 δS=9.1
软性丁二烯段 δ1=8.4
嵌段聚合物中有一个段能在沥青中溶解，则该部分嵌段就会对另一个嵌段起到增容作用，使整体SBS橡胶在沥青中溶解。当沥青中芳烃含量足够高时将有利于SBS橡胶的溶解。
㈣聚合物改性沥青的“分散性”
改性沥青性能取决于聚合物在沥青中的分散性，而分散性的好坏取决于聚合物在沥青中的含量、分布状态、颗粒大小和极性的强弱。
⑴聚合物“掺量”
聚合物在沥青中的掺加量多少决定着改性沥青的形态结构类形。当掺量较少时沥青为分散介质，即；沥青为连续相，聚合物为分散相。呈现出了沥青本来的特性，沥青并没有得到改性。随聚合物掺量不断增加，达到沥青中树脂质、油分可承载融溶的掺量时，沥青将被聚合物特性所取代，这时的聚合物成为连续相，具有聚合物本身性质，使沥青性能变得强度高，弹性大，永久变形小等。聚合物加入到沥青中，首先是分散或溶胀于沥青的软沥青中，从沥青中析出树脂质和油 4 分吸聚在聚合物颗粒的表面，形成类似沥青本身的另外胶体结构。当聚合物在沥青中掺量较大时，发生相转变，形成反相，完全表现了聚合物的性质，弹性很大，永久变形很小。
⑵聚合物在沥青中的“临界含量”
在改性沥青中高分子聚合物材料形成网络结构时的最低剂量称临界含量。在此掺量下，网络结构的形成使改性沥青体系的粘度和弹性大幅增加。如果掺量进一步加大，沥青则成为非连续相分布在聚合物的连续相中。聚合物 在沥青中的临界含量是形成网络结构的最佳含量，不同的聚合物最佳含量是不一样的，如SBS技术指标中的“断裂时延伸，拉伸强度，分子量”等。也就是说沥青本身各组分的不同，出现了溶解度参数差别，适合用什么样牌号，技术指标的聚合物相混溶效果最佳等等。生产橡胶粉与SBS同沥青共混改性沥青，通常加入到沥青中的橡胶粉含量为5%～8%，最大加入量为10%～14%，由于橡胶粉是硫化橡胶制品粉碎而得，在沥青中溶解分散性能很差，需要有物理混合中外加能量的帮助，才能形成稳定的共混体系。生产热塑性树脂类改性沥青时，热塑性树脂在沥青中的溶解分散性比较好，如SBS热塑性丁苯橡胶。掺加量一般比较大，通常加量为8%～11%，最大加入量为14%～16%。SBS在沥青中的临界含量则需要注意以下；
Ⅰ.准确的分析沥青中各组分比例，
Ⅱ.准确测定出聚合物分子量，
Ⅲ.生产设备所具有的相容性条件，
Ⅳ.相溶性是否在平衡状态。
⑶聚合物“粒径”
聚合物在沥青中分散的均匀性与聚合物的颗粒大小有关。高分子橡胶类聚合物的颗粒应有一定的最佳尺寸，低于这个尺寸，聚合物改性沥青抗裂性能变差。而树脂类聚合物则越细越好，但是用在对沥青的改性方面就有所不同。如再生橡胶粉粒径为0.18～0.25mm，分散的均匀度较好。SBS热塑性丁苯橡胶同沥青共混过程中所要求的溶解性不能太强，以能形成均匀的网络结构为最佳，聚合物粒子在沥青中以分子集团形式出现，共混体系呈胶体状态共混结构，才能表现出良好的改性效果。如SBS在沥青分散相中粒径在14～18μm时，改性沥青具有很好的延伸和弹性恢复性能。
聚合物分子量的大小同样影响聚合物在沥青中的分散性。分子量小于2万的高分子聚合物很容易被结合在沥青中，分子量大于30万的高分子聚合物在沥青中结合是非常困难的，但是高分子量的聚合物可有效提高改性沥青性能。低分子量的聚合物改善沥青性能相对就要相差很多。聚合物改性沥青共混体系达到最佳热力学，动力学的平衡状态，所需高分子聚合物分子量为13万～17万。从流变学角度看，聚合物改性沥青材料在一定形变速度下，流动速度大于形变速度时，改性沥青的延展性非常好，呈细丝状，分子链不会断裂。如允许流变速度低于形变速度时，聚合物改性沥青材料产生颈缩，分子链断裂。当温度降低到一定值时，改性沥青的形变速度和流动速度发生一定变化，使流速变慢，使均匀分散的交连状聚合物连结作用增强。如果加入沥青中的高分子聚合物材料分散不均匀或出现凝聚时，哪怕较轻微的凝聚，也会造成延伸的降低。
㈤橡胶粉改性
橡胶沥青技术性能分析
龙源期刊网
橡胶沥青技术性能分析
作者：贺培峰 朱沛岸
来源：《城市建设理论研究》2013年第08期
摘要：橡胶沥青的技术性能与其生产工艺、橡胶粉类型、基质沥青类型、橡胶粉掺量等关系密切，通过室内实验研究了这些因素对橡胶沥青高温性能、低温性能、抗老化性能等的影响，本文针对橡胶沥青技术分析探讨。
关键词：橡胶沥青；橡胶粉；性能分析
中图分类号：V438+.1文献标识码：A文章编号：
1．橡胶沥青定义及分类
橡胶粉改性沥青是指采用废旧轮胎经粉碎后制成的胶粉（橡胶粉细度一般为20-80目）作为改性剂，通过特殊的生产工艺得到的能够改善混合料性能的沥青结合料。在普通沥青中加入橡胶进行改性后，其针入度减小，粘度增大，软化点提高，具有较高的抗车辙能力和抗推移拥抱的能力。同时，在沥青中加入胶粉提高了沥青的柔韧性，改善了沥青的低温性能和抗疲劳性能。由于加入橡胶粉后沥青的粘附性增加，石料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加，因而提高了沥青路面抗水损害性能和耐久性，延长了公路的使用寿命。此外，用橡胶沥青和单粒径集料制成的橡胶沥青薄膜能够明显防止和减少沥青路面反射裂缝，大大延长路面裂缝的反射时间。表1为橡胶沥青技术标准。
目前国内按照生产工艺分成两种方法。一种称之为干法，另一种称之为湿法。干法是将废胶粉直接喷入沥青混合料拌和鼓中拌和，胶粉的添加量一般为混合料的2-3%，所得到的混合料称为橡胶改性沥青混合料。由于胶粉仅作为填料，对沥青改性效果只能通过沥青混合料性能的改变来反映，其均匀性控制和改性效果检验较困难，另外，存在胶粉损失和环境污染等问题，故使用范围受到限制；湿法是将胶粉先在180-200℃的热沥青中混合，通过机械能和热能及化学的方法，使胶粉降解，形成稳定分散的橡胶粉改性沥青，胶粉的添加量一般为沥青的15-20%。湿法，按工艺又分为溶胀法（以物理混合为主）和发育法（以化学变化为主，也存在一定的物理变化）。
各改性沥青性能评价和参数分析
各改性沥青性能评价和参数分析
摘要：在表征改性沥青的黏弹特性时，推荐采用车辙因子和复数模量来凸显改性剂的贡献。文章采用了DSR流变仪的温度扫描来测试黏弹特性指标，分析了SBS沥青、AR沥青等不同的改性沥青。这些测试旨在探究沥青的性能，以及其复数模量与车辙因子参数之间的相关性。在试验中发现，改性沥青在实际道路铺筑上明显具有更大优势。同时，还发现一次函数的线形关系在车辙因子和复数剪切模量之间体现，效果明显。所以此次的研究指导意义在于有助于道路工程提高质量、延长使用期限。
关键词：道路工程；动态剪切流变仪；改性沥青；流变指标；路用性能
0 引言
改性沥青同时具有弹性和黏性的综合特点。在温度、荷载改变的外界，沥青表现出来的性质就都不一样。黏性使沥青能产生持久的形变，而弹性则使其能够恢复部分或全部形变。路面的使用体验感和寿命受制于这种特性。因此，优化黏弹性是提升道路性能的关键。车辙因子和复数模量是评估黏弹性的常用指标[1]。
车辙因子是衡量沥青抵抗永久变形能力的指标，即高温性能；复数模量是评估沥青力学特性的关键参数，能够反映沥青的疲劳性能和应变分布情况[2]。
本文通过DSR温度扫描研究样品的物理性能随着温度的变化，研究不同改性沥青的改性效果和参数相关性，有助于道路工程提高质量、延长使用期限。
1 温度扫描测试沥青的流变性能
DSR的温度扫描，是一种剪切模式[3]。不同测试温度下，相位角δ和复数模量G*会随之起到一定的变化。如图 1图 2，所示，左边是T-δ曲线;右边是T-
G*曲线。因为要保证试验的一致性，温度变化都是从40摄氏度升温到160摄氏度。
图 1各沥青的T-δ曲线（左）、T- G*曲线（右）
图 2各沥青的T-δ曲线（左）、T- G*曲线（右）
图 1图 2表明，所有沥青的G*都会因为温度升高而降低，体系黏弹性能减弱，但中高温状态下，复数模量呈现出来TB胶粉改性性能强；高温状态下，复数模量呈现出来SBS的改性效果更明显。总体来看，掺入的改性剂对沥青的模量提升有显著的效果，并且有效提高了材料的弹性性能和耐高温性能。
基于热重法的胶粉改性沥青热分析研究
第２３期总第２２５期
２０１０年ｌ２月 内蒙古科技与经济
Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｎｏ．２３，ｔｈｅ ２２５ｔｈ ｉｓｓｕｅ
Ｄｅｃ．２Ｏ１Ｏ
基于热重法的胶粉改性沥青热分析研究
封 勋，刘苏和
（东方路桥集团，内蒙古鄂尔多斯０１０Ｏ７０）
摘 要：文章引入热分析理论，采用热重法通过对比普通沥青实验分析了胶粉改性沥青的热稳定
性，得出了其在高温作用下质量损失变化的一般规律，为胶粉改性沥青应用提供了一定的参考依据。
关键词：胶粉；热分析；热重法；改性沥青
中图分类号：Ｕ２１４．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ＯＯ７—６９２１（２０１Ｏ）２３一Ｏ１１７一Ｏ２
所谓废轮胎橡胶粉改性沥青（ｒｇ称胶粉改性沥
青）就是添加了废旧轮胎粉末而形成的 其本质特征
是橡胶屑在高温沥青中浸泡，并与沥青中的轻质油
分发生溶胀后，仍然保持着固体颗粒的核心。作为一
种粘弹性材料，温度对沥青类材料的工程力学性质
产生重要影响，所以有必要研究其在高温下的性能
变化特性。
热分析技术广泛应用于研究物质的各种转变与
化学反应，并可用于物质及其组成和特性参数的测
定等，是现代结构分析法中历史较久、应用面很宽的
方法之一。按国际热分析协会（ＩＣＴＡＣ）的定义，热
分析是指在程控温度下，测量物质的物理性质与温
度关系的一类技术。近年来，人们开始将热分析技术
应用于聚合物改性沥青性能的研究，本文采用热重
法（ＴＧ）对胶粉改性沥青进行分析研究，测量其在升
温过程中质量的变化，并对比了其与基质沥青的热
性能差异，为控制胶粉改性沥青的生产质量和沥青
混凝土拌和提供新的试验方法和手段。
１热重法热分析原理
图１ ＴＧ曲线 热重法（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ），是在程控温度
下，测量沥青试样的质量与温度关系的技术，是把沥
青试样放在炉子上进行加热称量的技术。其原理就
是沥青试样在加热过程中，仪器把程序发生器发生
橡胶粉改性沥青性能研究
第４２卷第７期 ２０１４年４月 交通标准化
Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．７ Ａｐｒ．２０１４
橡胶粉改性沥青性能研究
花文娟，李影
（抚州赣东公路设计院，江西抚州３４４０００）
摘要：通过研究废旧轮胎橡胶粉与沥青的反应及对沥青性能的影响，对橡胶粉原材料的生产工艺提出合理的建 议。研究并论证废轮胎橡胶粉应用于沥青改性及沥青混合料的可行性和优势所在，探讨常规沥青性能指标和传 统试验方法是否适合于评价橡胶粉改性沥膏｝生能，可为橡胶粉改性沥青用于路面沥青混合料的设计提供参考。 关键词：橡胶粉；改性沥青；湿法；性能 中图分类号：Ｕ４１４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—４７８６（２０１４）０７—０１５２—０５
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ
ＨＵＡ Ｗｅｎ－ｊｕａｎ．ＬＩ ｒｉｎｇ
（Ｆｕｚｈｏｕ Ｇａｎｄｏｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｚｈｏｕ ３４４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｔｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｔｉｒｅ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ａｓｐｈａｌｔ，ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｆｌｕ—
ｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏ—
ｅｅｓｓ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｔｉｒｅ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ａｎｄ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｓ—
橡胶粉掺量对橡胶改性沥青性能试验研究
. 《橡胶粉掺量对橡胶改性沥青性能试验研究》
摘要：要：通过系统试验，定性地分析了不同橡胶粉掺量对沥青的高温性能、低温性能、弹性恢复性能等几个方面的影响，综合考虑改性沥青的性能，试验确定采用内掺18%的橡胶粉作为橡胶改性沥青的最佳胶粉掺量，（3）综合考虑改性沥青的性能、经济成本和国内外的成功经验，试验确定采用内掺18%的橡胶粉作为橡胶改性沥青的最佳胶粉掺量
陈开国
摘 要：通过系统试验，定性地分析了不同橡胶粉掺量对沥青的高温性能、低温性能、弹性恢复性能等几个方面的影响。研究表明：橡胶粉的掺入可以明显提高沥青的高、低温性能，提高沥青的弹性恢复能力，改善沥青的温度敏感性。但是当掺量达到18%以后，掺量的提高对性能的改善幅度大幅减小，甚至更大的掺量还可能出现负面的影响。综合考虑改性沥青的性能，试验确定采用内掺18%的橡胶粉作为橡胶改性沥青的最佳胶粉掺量。
关键词：橡胶改性沥青；高温性能；低温性能；弹性恢复性能
随着我国公路等级的提高，沥青混凝土路面已经成为高等级路面道路路面中占主要地位的路面结构。而且随着公路上的交通量及轴重日益增加，一般的沥青材料品质已难以满足高等级沥青混凝土路面结构的需要。
废旧轮胎中含有丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶等多种高分子聚合物以及各类添加剂，这些添加剂均为改善沥青混合料性能的有效成分。所以，将废旧轮胎回收再利用，作为胶粉添加剂改善石油沥青具有很好的应用前景。进年来随着研究水平的不断提高，对废橡胶粉改性沥青又进行了一些积极的研究，本试验通过研究不同橡胶粉掺量对橡胶改性沥青的性能的影响，以促进废橡胶粉在沥青混凝土路面中的应用。
1 试验用基质沥青、橡胶粉技术指标和橡胶粉掺量
1.1 试验用基质沥青技术指标
试验采用东海70#A级基质沥青作为研究用沥青，其性能指标见表1.1。
从上表可以看出，基质沥青的性能符合要求。
1.2 试验用橡胶粉技术指标
. 试验所采用的胶粉为深圳海川工程科技有限公司生产的废旧橡胶粉，胶粉类别为斜交胎废旧轮胎胶粉，采用的加工工艺为室温粉碎法。试验用橡胶粉技术指标具体见表1.2。
橡胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料的性能研究
全国中文核心期刊 新 建巍 中国科技核心期刊
糠胶麓秘抗车辙剂复金改囊嘲
混畲料硇牲篮碡穷
路彦 ，张荣辉 ，孙小光。，张兴华 （１．广东工业大学土木与交通工程学院，广东广州５１０００６
２．广州鸿土土地规划咨询有限公司，广东广州５１００００； ３．许昌职业技术学院规划建筑工程系，河南许昌４６１０００）
摘要：采用橡胶粉和抗车辙剂对沥青混合料进行政性，对不同改性沥青混合料的高低温性能、水稳定性能和耐疲劳性能进行 对照试验。分析了橡胶粉和抗车辙剂的共同作用机理，验证了采用橡胶粉和抗车辙剂进行复合改性可以使沥青混合料兼有２种材
料分别改性的优点，具备更加优良的路用性能。
关键词：沥青混合料；橡胶粉；抗车辙剂；复合改性 中圈分类号：ＴＵ５２８．４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—７０２Ｘ（２０１２）０ｌ一００６２—０３
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｉｌ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ｂｙ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ａｎｔｉ－ｒｕｔｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ ＬＵ Ｙｏｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｒｏｎｇｈｕｉ ，ＳＵＮ Ｘｉａｏｇｕａｎｇ２，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎｇｈｕａ３
（１．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ＆Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｈｏｗｔｏｏ Ｌａｎｄ－Ｐｌａｎ—Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ： ３．Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｘｕｅｈａｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｕｅｈａｎｇ ４６１０００，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
橡胶沥青生产及应用技术的研究
度变化，使其高温抗变形能力更强，高温稳定性更好。
——低温性能分析
采用Ｃａｎｎｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ？Ｔｈｅｒｎｏ－Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｂｅｎｄｉｎｇ—Ｂｅａｍ￣定沥青的低温蠕变劲度，试验方法遵照
ＡＡＳＨＴＯ ＴＰ１。
４０Ｏ
重
１６。
１。。
： ＿二 ＝ 磊 Ｉ＿一～
【 ｒｕｂｂｅｒａｓｐｈａｌｔ ｌ二邀 一ｒ一～ｕｂｂｅｒ
图３沥青低温劲度随温度变化
由图３，同温度下，相比传统胶粉沥青，橡胶改性沥
青具有更低的低温蠕变劲度。材料劲度越低，低温弹性形
变能力越强。高聚物改性剂导致劲度降低的原因是高聚
物可改善玻璃态时沥青中分子链的柔性。当受外力作用
时，聚合物成为应力集中点，产生较大变形，消耗外力提
供的能量，从而提高沥青的低温弹性。而聚合物的变形能
力越大，吸收外力能力越强。橡胶改性沥青是以助剂交
联，加大大分子间缠绕，分子链间的柔性相比仅靠凝胶膜
作用的传统胶粉沥青而言要强得多，因此在同温度下，劲
度更低，低温抗开裂性能越强。此外，Ｅｕｒｏｖｉａ Ｅｓｐａ ａ
指出：颗粒的大小在共混物开裂性能研究中尤为重要，颗
粒越大，越容易开裂。橡胶改性沥青使橡胶充分降解，颗
粒尺寸相比传统要小，也致使其有较好的低温陛能。
——抗老化性能分析
采用Ｂｏｈｌｉｎ ＣＡＶ１００型动态剪切流变仪分析未老化
沥青及ＲＴＦＯＴ老化残留物抗车辙因子，试验方法依据
ＡＡＳＨＴＯ ＴＰ５。采用抗老化因子评价沥青抗老化性能。
抗老化因子指老化后Ｇ｝／ｓｉｎ ６同老化前Ｇ｝／ｓｉｎ ６
的比值，老化因子越小，路面的寿命越长。
宕 ．６
童
．彗１．３
兽１ ２
：
。．９ ＾………＾… －＿． ‘。。＾，…－－一▲
———●一ｍＯｄｉｆｉｅｄ ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ▲ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｕｂｂｅｒ Ｐｈａｌｔ Ｊ
～ ＼，
６Ｏ ６５ ７０ ７５ ８０ ８５ ｔｅｍＤｅｒａｔｕｒｅ．℃
橡胶沥青及橡胶粉改性沥青技术指标要求
从20世纪70年代开始, 橡胶粉改性沥青在中国公路与防水行业已经有应用研究, 当初胶粉生产行业还未形成, 生产胶粉粒径粗, 相关技术不配套, 未达成实用化阶段。进入二十一世纪后, 中国有了胶粉产品标准, 常温粉碎胶粉工业化生产技术已处于国际水平, 胶粉改性沥青加工技术逐步成熟, 应用国产胶粉改性沥青铺筑路面在10多个省已经有了不一样程度推广, 有些省市还提出了废胶粉改性沥青路面技术规程,
胶粉改性沥青应用已是大势所趋。
通常我们讨论橡胶沥青是指将胶粉（或活化脱硫胶粉）按配方剂量加入到180℃～200℃沥青中, 高速搅拌后即制成橡胶沥青。而橡胶粉改性沥青是指将胶粉（或活化脱硫胶粉）按配方剂量加入到180℃～200℃沥青中搅拌, 然后加入合适添加剂并进入胶体磨或高速剪切机中加工处理后制成产品。
1 中国家标准准制订动态
二十一世纪以来, 北京、 天津、 江苏等不少地域公路部门也有了自己废胶粉改性沥青施工规程, 但至今中国尚无正规相关废胶粉改性沥青技术规范行业标准正式出台。在发展循环经济, 逐步建立全社会资源循环利用体系, 强化废旧轮胎回收利用推进下, 橡胶沥青及胶粉沥青混合料在中国公路建设中应用方兴未艾,
为适合这一发展形式需要, 中石化和交通部公路科学研究院分别前后提出了自己标准, 但二者对废橡胶粉改性道路沥青界定, 技术要求等有着显著差异。
1.1 中石化标准
中石化于10月提出《废橡胶粉改性道路沥青》（送审稿）石油化工行业标准, 该标准要求了由沥青、 废胶粉和其她添加剂组成道路用废胶粉改性沥青胶结料规格, 其废胶粉重量含量最少为15%, 在施工使用前必需充足搅拌混合, 促进沥青和胶粉相互作用。
该标准定义橡胶改性沥青为道路沥青和废轮胎胶粉拌和以后发生物理改变混合物, 许可其它添加剂包含其它类别橡胶颗粒加入, 并明确指出本标准为湿法加工废胶粉改性产品标准, 按软化点系列分为三类并测定175℃粘度, 技术要求（见表1）, 硫化橡胶粉物化技术指标（见表2）。
试论胶粉改性沥青及其生产工艺
工程技术 ・ Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
试论胶粉改性沥青及其生产工艺
赖乙润
（汕头市公路工程质量监督站，广东汕头５１５０４１）
摘要：将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生利用方式，其中废旧胶粉在公路行业中的使用是废旧轮胎处理的主要途径
之一。本文详细分析了橡胶粉改性沥青的作用机理、技术性能、质量指标及生产工艺，为橡胶沥青砼在公路行业中进一步推广应用提供借鉴。
关键词：橡胶粉改性沥青砼；作用机理；技术性能；质量指标；生产工艺
１前言 大规模的废旧轮胎将会带来巨大的社会环
保问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通
用的废旧轮胎再生利用方式，其中废旧胶粉在
公路行业中的使用是废旧轮胎处理的主要途径
之一。同时，这还是改善路面使用性能，延长路
面使用寿命，节约建设投资等的有效方式。本文
作者从橡胶粉改性沥青的作用机理、技术性能、
质量指标及生产工艺进行了详细分析，为橡胶
沥青砼在公路行业中进一步推广应用提供借 鉴。 ２橡胶粉在沥青混合料中的作用机理
橡胶粉来自汽车的废旧轮胎，而轮胎在加
工过程中为了满足其使用性能的要求掺加了多
种成分，如：合成橡胶、天然橡胶、碳黑、硫、硫磺
等等。这些成分对于沥青来说每种都可以看成
一种改性剂，因此，橡胶粉掺加到沥青中可以看
成是一种复合改性作用。
从试验结果可知，橡胶粉在沥青混合料中
的填充作用是不可忽视的，一方面从孑Ｌ隙率角
度会使混合料更加密实，但另一方面会增加混
合料的矿料间隙率。特别对于后者，由于橡胶粉
颗粒本身具有良好的回弹性能，如果混合料中
橡胶粉添加不当，会导致混合料碾压不实，严重
的导致松散。为了避免这种现象的产生，橡胶粉
颗粒的掺加需要进行选择，对于橡胶粉混合料
的级配应选择断级配，而不宜选择连续级配，其
间断程度与橡胶粉的目数和剂量有关。
３橡胶粉对沥青混合料技术性能的影响
对高温性能的改善。从橡胶粉混合料车辙
利用废旧轮胎生产超精细胶粉、再生胶、橡胶制品、橡胶粉改性沥青建设项目立项可行性分析报告
利用废旧轮胎生产超精细胶粉、再生胶、橡胶制品、橡胶粉改性沥青建设项目立项可行性分析报告
利用废旧轮胎生产超精细胶粉、再生胶、橡胶制品、橡胶粉改性沥青建设项目立项
可行性分析报告
利用废旧轮胎生产超精细胶粉、再生胶、橡胶制品、橡胶粉改性沥青建设项目立项可行性分析报告
第一章 总 论
1.1 项目背景
1.1.1 项目名称
项目名称：废旧轮胎资源再生循环利用生产线（利用废旧轮胎生产超精细胶粉、再生胶、橡胶制品、橡胶粉改性沥青及SBS改性沥青项目）
1.1.2 项目建设单位
项目承办单位：某石化有限公司
1.1.3 可研报告编制依据
1、国家相关法规、规范和标准；
2、国家关于编制项目可行性研究报告的有关规定；
3、项目建设单位提供的其他相关资料；
1.1.4 可研报告工作范围
根据国家相关法律法规、有关方针政策、规范及标准对本项目背景和建设必要性，以及产品市场情况进行分析；对项目的建设规模及产品方案进行确定；对产品生产工艺技术、设备及工程方案进行分析论证；对环境保护及节能措施进行研究；对项目组织机构与人力资源进行配置；对项目实施进度进行安排；对项目投资估算及资金来源、项目实施后的经济效益等方面进行综合论证。
1.1.5 项目承办单位简介
某石化有限公司位于某市周陵镇，是以生产、仓储、销售道路石油沥青和SBS改性沥青为主营业务的民营企业，现有厂区占地面积42亩。废旧轮胎资源再生循环利用生产线建设项目可行性研究报告
3 拥有年产10万吨重交通道路石油沥青和年产5万吨SBS改性沥青的生产装置。并配有5000吨沥青储 备库和2000吨辅料、半成品的中转库区，目前公司产品销售已覆盖某、山西、河南、甘肃、宁夏等地区。公司还配备有一支日送货能力600吨的运输车队，可为用户提供全天候的优质服务。
项目技术支持单位：某环保科技有限公司
方达环宇环保科技有限公司始建于2001年，是广东省某市民营科技企业50强之一，专业从事研发、生产、销售废旧轮胎循环再利用处理设备、再生橡胶及制品的大型企业，是华南地区唯一的废旧轮胎综合利用示范企业，国家级循环经济示范基地。公司研制开发的废旧轮胎常温制取精细胶粉技术，攻克了废旧轮胎循环再利用的世界性难题，拥有7项自主专利，已达到国际先进水平。该技术已被某市政府授予“科学技术进步奖”，被广东省经贸局授予“双优技术工程重大节能与资源综合利用优秀项目”，方达环宇公司也被广东省科技厅授予“广东省高新技术企业”称号，并于2003年通过ISO9001：2000认证。公司可提供项目机械设计、制造、安装、维护、人员培训等全方位服务。