废轮胎胶粉改性沥青及混合料成套技术研究
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２０１１年“华夏建设科学技术奖＂获奖项目（三等奖）
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天津方声改工翟研究 一 宋晓燕 杨明、吴景海、高伯翔， 天津高速公路集团有限公司 商耀祥、李正中，周卫峰、侯岩峰、 天津市公路处 苏国柱、汪东升、王婷、余强 天津海泰环保科技发展有限公司
一、立项背景
天津市市政公路管理局２００７年度科技项目“废轮胎胶粉改
性沥青及混合料成套技术研究”由天津市市政工程研究院主持完 成。该课题项目自２００７年４月开始实施，课题组经过调研国内外
大量相关资料、理论定性分析、室内试验研究及实体工程铺筑总
结等工作，历时两年半时间，完成预定研究内容。
＝、项目简介 １、所属科学技术领域 本项目属于土木建筑专业的市政工程和公路工程科学技术领 域．取得的成果主要针对路面新建工程，也可用于维修工程。
２，主要研究内容 本项目从原材料的选择、评价、优化设计到实体工程施工． 属于成套技术。具体内容包括： （１）废轮胎胶粉与沥青混熔机理 研究， （２）胶粉改性沥青评价指标研究： （３）胶粉改性沥青生
产工艺优化： （４）用旋转剪切方法（简称ＧＴＭ）对胶粉改性沥 青混合料进行组成设计； （５）胶粉改性沥青用作桥面防水粘结层 研究； （６）胶粉改性沥青路面施工技术研究。
３、主要特点 用废轮胎胶粉作为改性剂不仅能够有效地提高普通沥青的性
质．改善路面使用性能．而且还可以降低工程建设造价．节省项 目投资。同时．该技术还能够洽理废旧轮胎所带来的”黑色污染” 问题．有效利用废物 节约资源 能够更好地促进公路建设与环
境保护工作的可持续发展。
三 研究成果
本课题项目自２Ｏ０７年４月起开始实施．依据合同确定的研究
内容开展工作．主要研究结论如下： １、胶粉改性沥青作用机理研究 胶粉颗粒与基质沥青在高温充分混合条件下．首先会吸收
沥青中的轻质成分而熔胀并粘聚 同时在颗粒表面形成沥青质含
量较高的凝胶膜，随着反应时间的增加，胶粉颗粒通过凝胶膜连 接，形成一个粘度较大的半固态连续相的混溶体系；伴随着胶粉 颗粒与沥青的熔胀过程．部分胶粉颗粒还会发生脱硫和分子降解
过程，交联剂硫、抗老化剂等外加剂和炭黑等活性成分会通过界 面交换作用进入沥青胶体体系．而未裂解的胶粉颗粒在沥青悬浮 液中均匀分布．从而最终使混溶体系达到相对的稳定状态。
２、路用废轮胎胶粉物理化学性能分析 （１）工程应用中应根据胶粉改性沥青的使用部位对纤维含量进 行控制：（２）在现有制备工艺下，天然橡胶含量应大于２０％，当其 含量小于２０％时应该掺加一定比例的天然橡胶．掺加比例应根据 粘度要求通过试验进行确定；（３）仅有少部分胶粉在与沥青的混溶
过程中能够发生脱硫、降解反应，且胶粉中的炭黑活性成分并不 可能会完全弥散在沥青中，应对炭黑含量指标适当提高，提高程
度取决于混溶体系的发育程度。 ３ 胶粉改性沥青评价体系研究 （１）胶粉改性沥青性能评价体系较为简单．仅控制粘度就能很 好地控制其高温性能和施工性能；（２）针入度以及经针入度计算所 得的针入度指数、当量软化点、当量脆点等指标不适宜用于评价
胶粉改性沥青的性能 （３）软化点不适宜用于评价胶粉改性沥青高 温性能的优劣 （４）延度指标不适宜用来评价胶粉改性沥青的拉伸
性能．（５）胶粉改性沥青具有优越的抗老化性能，不需要对其抗老
化性能进行评价：（６）旋转粘度、弹性恢复７￣ＳＨＲＰ体系中的ＤＳＲ 动态剪切试验￣ｎＢＢＲ弯曲梁蠕变试验在机理上适合用于评价胶粉
改性沥青的性能。 ４、胶粉改性沥青性能影响因素研究 （１）考虑到工程造价及施工性能．建议生产时选用粒径为４０目
的常温粉碎法斜交胎胶粉颗粒 掺量为外掺２０％；（２）考虑到提高 生产效率以及胶粉结团等实际问题，建议制备工艺以简单搅拌为
主．同时采用低速剪切辅助加工。
５ 胶粉改性沥青加工工艺研究 采用常温粉碎法斜交胎胶粉 胶粉粒径为４０目 掺量为外掺 ２０％．基质沥青采用７０＃Ａ级沥青：确定／］Ｎ－ｒ＿Ｔ＿艺为 将基质沥青加 热至１ ８０。Ｃ～１ ９０ Ｃ，然后加入胶粉搅拌熔胀４０分钟左右．泵入胶
体磨，剪切研磨，然后打八发育罐低速搅拌．添加稳定剂备用。 ６、胶粉改性沥青混合料基于ＧＴＭ旋转剪切方法的组成结构
优化研究 采用ＧＴＭ旋转剪切方法对胶粉改性沥青混合料的组成结构进 行优化研究，经过大量试验分析，认为：（１）ＧＴＭ旋转剪切方法更 适宜于胶粉改性沥青混合料的组成设计；（２）胶粉改性沥青混合料 可以采用粗集料含量相对较多的连续型级配，胶粉改性沥青中的
胶粉颗粒并未对混合料的组成结构产生较大的干涉作用而影响使 用性能；（３）基于ＧＴＭ旋转成型方式 连续型级配的胶粉改性沥青
混合料更易压实．其路用性能整体上优于断级配的胶粉改性沥青 混合料，（４）对于胶粉改性沥青混合料，建议采用沥青浸渍法实测 合成矿料的有效相对密度，然后依次计算胶粉改性沥青混合料的
体积参数。在此基础上 提出胶粉改性沥青混合料基于ＧＴＭ旋转 剪切方法的优化级配控制范围．如表１所示。 ７．胶粉改性沥青防水粘结层性能及施工应用研究
基于室内剪切试验和拉拔试验，对胶粉改性沥青作为水泥混凝 土桥面防水粘结层的层间结合性能进行研究．确定施工工艺为：沥 青喷洒温度控制在１９０。Ｃ－－２００。Ｃ，喷洒用量设定在２．０ ｋｇ／ｍ 左右： 撒布洁净碎石，碎石撒布量为１０ｋｇ／ｍ ．将撒布碎石在１６０－－１６５ Ｃ 环境下进行预热处理：现场采用离心式压力抛丸机对水泥混凝土桥
面板进行喷砂打毛预处理．粗糙程度控制在４５～５５之间。
８ 胶粉改性沥青路面施工质量控制 基于ＧＴＭ旋转剪切方法对胶粉改性沥青混合料的组成结构进行 优化设计。并基于现有机械设备及施工技术水平，提出与室内设计 方法相适应的碾压工艺：两台３０ ｇＥ胶轮压路机各自紧跟１台摊铺机 在高温下进行碾压．其后各自紧跟１台１２吨以上的双钢轮振动压路
机，胶轮压路机与钢轮压路机同进同退同错轮 以固定的速度较慢 碾压．形成碾压列车组 最后用１２吨以上的双钢轮压路机进行静压 收面。由实体工程压实度检测数据可以看出．基于上述碾压工艺，
对于胶粉改性沥青混合料，完全可以将ＧＴＭ成型试件密度作为压实 度的控制标准 从而大大提高路面碾压效果，延长路面使用寿命。
四、创新点
１、基于对现有沥青混合料设计方法的比选分析，确定并验
证ＧＴＭ旋转剪切方法是胶粉改性沥青混合料的最优设计方法 在
表１胶粉改性沥青混合料基于ＧＴＭ旋转成型方式下的优化级配控制范围 建筑材料与城市环境 ②
此基础上．提出嵌挤偏骨架型密实结构作为胶粉改性沥青混合料组 成结构的优化方案 通过路用性能试验比选，确定相应的优化级配 控制范围。２、采用现行《公路沥青路面施工技术规范》中相关公 式所计算的合成矿料的沥青吸收系数偏大，使得依此计算的混合料 的空隙率偏大，将直接影响最佳沥青用量的确定。建议采用沥青浸
渍法实测合成矿料的有效相对密度，依次计算胶粉改性沥青混合料 的体积参数。３ 基于目前国外对于胶粉改性沥青性能评价的已有 研究，确定以粘度作为关键控制指标的新的胶粉改性沥青质量评价
体系；同时，对现有评价指标及试验检测手段进行适应性分析，确 定适用于胶粉改性沥青作用机理并能真实反映其技术性能的评价指 标。４、基于特定来源的胶粉及基质沥青．系统研究胶粉粒径、胶 粉掺量、基质沥青等级．拌和方式、拌和时间、拌和温度、存储方
式等方面对胶粉改性沥青性能的影响．在此基础上确定加工工艺， 并经应用验证。５、以室内剪切试验和拉拔试验为手段，从胶粉改
性沥青喷涂量、碎石撤布、界面处理、温度等方面研究其作为水泥 混凝土桥面防水粘结层的层间结合性能，以此对其施工工艺进行优 化并确定施工质量控制方案。６、基于实体工程，从原材料 生产
拌和及摊铺碾压等方面确定胶粉改性沥青混合料的质量控制方案及 关键控制项目：基于现有机械设备及施工技术水平，针对胶粉改性
沥青混合料的特性．确定新的碾压工艺。
六、应用情况
本课题研究成果已先后成功应用于天津市杨北公路大中修工
程、南京路试验段工程和京沈、津蓟、丹拉等高速公路的养护维 修工程等项目，实体工程涉及沥青混合料、应力吸收层及防水粘 结层等各个方面，均取得了较好的效果。上述胶粉改性沥青路面
实体工程均采用ＧＴＭ旋转剪切方法在优化级配控制范围内对混合 料的组成结构进行优化设计，并采用建议碾压工艺进行铺筑，通 过路用性能的对比 充分验证了ＧＴＭ方法能够有效地模拟实际碾
压工况，更加适宜于胶粉改性沥青混合料的组成设计，而且课题 确定的优化级配能够更好地发挥其成型优势．使混合料具有更好 的路用性能。胶粉改性沥青在水泥混凝土桥面防水粘结层方面的
成功应用，也充分说明了该材料在此项领域内也具有较好的施工 性能，在推荐的施工工艺下可以达到良好的使用效果，有效地提
高层间结合稳定性．从而延长结构的使用寿命。 利用废旧汽车轮胎胶粉作为主要原料来制备胶粉改性沥青并
应用于公路建设，不仅能够有效地提高普通沥青的品质．改善路 面使用性能．而且还可以降低工程建设造价，节省项目投资。该
技术推广前景极好，必将产生显著经济．环境及社会效益。固
各对应筛孔尺寸（ｍｌｎ）下的通过率范围， ％ 级配类型 ２６．５ １９ ｌ６ ｌ３．２ ９．５ ４．７５ ２．３６ １．１８ Ｏ．６ Ｏ．３ Ｏ．１５ ０．０７５
ＡＲ２Ｏ型 １Ｏ０ ９５—１００ ８２ ９１ ７０－８１ ５３—６７ ３０－４５ ２１－３４ ｌ５—２５ １１一ｌ９ ８—１４ ６—１１ ４—８
ＡＲ１３型 １ＯＯ ９５—１００ ６５ ７５ ３０ ５０ ２０—３５ １５—２５ １２—２０ ８—１５ ６—１２
４—１Ｏ
废胎胶粉改性沥青影响因素探讨
２０１０年８月 石油沥青ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＡＳＰＨＡＬＴ 第２４卷第４期
废胎胶粉改性沥青影响因素探讨
王振龙 张文武 张鸣功。
１ 广东路桥建设发展有限责任公司（广州５１５５５６） ２山东省交通规划设计院（济南２５００３１） ３广东省公路勘察规划设计院有限公司（广州５１０５０７）
摘要采用斜交胎和子午胎两种废胎胶粉对基质沥青（中海７Ｏ号沥青和ＳＫ７０号沥青） 进行改性，试验研究结果表明：胶粉掺量为２０％，搅拌温度为１８０℃，废胎胶粉为斜交胎 时，改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能较基质沥青有明显提高；胶粉粒径 可根据技术经济性选择合适的粒径等级；斜交胎胶粉的改性沥青性能明显好于子午胎胶粉； 从高温性能、感温性能及弹性性能指标来看，中海７０号改性效果比ＳＫ７０号沥青差，但其低 温指标略好。 关键词 沥青废胎胶粉废胎胶粉改性沥青性能影响因素
随着国民经济的发展，交通密度和重型车辆 日益增多，使沥青路面受到严峻的考验。许多道
路建成不久，就发生了高温车辙变形、路表面开
裂、水损害等早期病害。因此，如何改善国产沥
青的技术性能，延长沥青路面的使用寿命，已经 成为广大道路科技工作者所面ｆ临的重大课题。
从橡胶沥青的生产工艺来探讨胶粉粒径、胶 粉种类、胶粉掺量以及胶粉搅拌工艺对改性沥青
性能的影响。
１材料
１．１胶粉 废胎胶粉来自于废轮胎，而轮胎由多种成分
胎面胶
曼角胶内两胶
图１斜交轮胎结构图 钢丝环带
胎唇钢丝 按不同配方组成，一般大致可分为两大类：一是
斜交胎轮胎，二是子午胎轮胎。
图１、图２为这两种轮胎的典型结构图。从
结构上来说，这两种轮胎最主要的区别在于是否
有钢丝存在（子午胎有，斜交胎没有）。因此，
用于加工废胎胶粉的轮胎按来源可分为乘用车轮
胎（子午胎）、轻型载货汽车轮胎、重型载货汽
车和公共汽车轮胎（斜交胎）等。
花纹 胎面胶
胎膳钢丝
图２子午轮胎结构图
收稿日期：２０１０一Ｏｌ一２６。 作者简介：王振龙，男，宁夏中宁人，工学硕士，主要从 事路基路面材料结构研究。
多种废旧橡胶粉复合改性沥青性能对比试验研究
２０１３年９月 毽 蜀蓑晦 质检・研究
多种废旧橡胶粉复合改性沥青性能对比试验研究
张溢谢伟英
（广东省长大公路工程有限公司广东广州５１００００）
摘要：本文通过综合国内外的研究，对橡胶粉复合改性沥青、ＰＥ橡胶粉复合改性沥青、松香橡胶粉复合改性沥青、 ＳＢＳ橡胶粉复合改性沥青进行常规试验、布氏粘度试验和弹性恢复试验等，对比总结他们的高温性能、低温性能、弹性恢
复性能等。 关键词：复合改性沥青；高低温性能；常规试验
中图分类号：Ｕ４１４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—００３８（２０１３）２５—０２１９—０３
近年来，随着汽车工业的飞速发展，废旧轮胎形成的“黑色污
染”正日渐扩大。为了使废轮胎橡胶的运用更加具有科学性、合
理性，国内外的相关研究人员在沥青里面加入例如废旧轮胎橡
胶粉，并加入了其他类型的改性剂。通过研究可知，采用特殊技
术加工而成的复合橡胶沥青具有许多优良的特性，比方说在高
温的环境下具有稳定性，面对低温有抗裂性，在抗疲劳和持久性 等方面都取得了显著的效果。同时，其也可使路面噪音得到降
低，承受巨大的交通量，抵抗恶劣的天气情况。
１试验方案
原材料试验：
１．１基质沥青
本文所选择的基质沥青为壳牌ＡＨ一７８＃沥青，并依据《公路 工程沥青及沥青混合料试验规程》（ＪＴＪ０５２—２０００）对该沥青的性
能进行了检测，结果如表１所示。 表１壳牌７０＃沥青的主要技术性质 试验项目 试验结果 技术指标 针入度（２５￣Ｃ，１００ｇ，５ｓ）Ｏ．１ｍｍ ６４ ６０－８０ 延度（５ｃｍ／ｍｉｎ，１５℃）ｃｍ １５３ 《１０ｏ 软化点（环球法）℃ ４９ ＞４７ 针入度指数 －０ ８８ 一１．５－＋１．Ｏ 密度１５￣Ｃ（ｇ，ｃｍ９ ・ １．０１０
１．２改性剂
采用４０目废橡胶粉（废旧轮胎）、ＰＥ、松香和ＳＢＳ四种改性
剂。其中废胶粉为主要掺配改性剂，呈黑色粉末状；ＰＥ即聚乙烯，
呈白色颗粒状；松香为树脂类改性剂，是很好的增粘剂，呈黄色
橡胶沥青、废轮胎胶粉改性沥青的性能与推广应用
工业技术 皿圆 橡胶沥青 废轮胎胶粉改性沥青的性能与推广应用① 彭秀魁 张隽英 （１．天津华铁工程咨询有限公司； ２．黑龙江省第一水文地质工程地质勘查院天津分院 天津 ３００ １ ６ ２） 摘要：改革开放以来，我国的交通运输事业取得了举世瞩目的成就。科学发展观提出后，社会各界都在为建立节约环保型社会而努力， 这也是交通运输业的重大任务。就要求工程技术人员研究推广出材料节约，循环利用，环保的新型路面材料。本文对橡胶沥青、度轮 胎胶扮改性沥青，ＳＢＳ改性沥青的术语进行解释并对三种沥青材料的沥青性能常规试验和ＰＧ分级结果进行对比，以便为废胎胶粉和橡胶 沥青在我国道路工程建设和养护中的应用进行推广。 关键词：橡胶沥青 废轮胎胶粉改性沥青 ＳＢＳ改性沥青 节能 环保 中图分类号：ＴＱ１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７２—３ ７ ９１（２０１ ０）０ ７（ｂ）－０１１９—０１ １名词解释 废轮胎胶粉：由废轮胎经过粉碎加Ｉ： 而成的・种颗粒状或粉状、具有 定细度 的橡胶产品。 废轮胎胶粉改性沥青：基质沥青 峻 轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成 的混合物。 橡胶沥青：指废眙胶粉与沥青按一定 比例拌合而得到的满足相关技术指标要求 的产物，其中废胎胶粉的掺景不小丁ｌ ５％ （内掺）或１ ７．６％（外掺），又称沥青橡胶。 ＳＢＳ改性沥青：ＳＢＳ足苯乙烯丁 ｌｃ希笨 乙烯的嵌段共聚物，属热塑性橡胶，具有优 异的低温性能，在 ７ ５℃仍保持柔软性， 脆点一１ＯＯ℃，常温Ｆ呈橡胶态，将ＳＢＳ加入 热沥青中，存一定的温度和饥械剪切力作 用下，与沥青形成均匀混合体，咳混合体为 ＳＢＳ改性沥青。 ２试验结果比较 ２．１废轮胎胶粉改性沥青： 技术要求：（１）宜旨选常温研磨粉蹄的 废轮胎胶粉。（２）废轮胎胶粉颗粒： 选用 ３０～８０闷范围 颗粒。（３）制备Ｊ发轮胎胶粉 改性沥青时，应采用适宜的生产条什午¨方 法进行，经试验确定合理的改性剂量和加 工温度，制定详细的生产工艺和操作规程。 （４）废轮胎胶粉掺入量可根据灾际使用的技 术要求确定，最低掺入量不应低十基质沥 青的１ ５％。 试验结果：针入度５８延度（５℃）１９．６软 化点６０．０老化后针入度比７９．３％老化后延度 ｌ３．７弹性恢复８４ ｌ ３５℃粘度４．８５０ ｌ ７５℃ 粘度１．１９Ｏ。动态剪切试验：原始温度＝７５．９ Ｇ｝＝１．６３０ ６＝６７．９ Ｇ ／ｓｉｎ ６＝１．７５９温度 ＝８１．９ Ｇ ＝１．０ｌ２ ６＝６９．６Ｇ ／ｓｉｎ ６＝１．０８０ 失败温度：８ ３．１℃，旋转薄膜加热后温度 ＝７６．０ Ｇ ２．叭３ ６＝６４．３Ｇ ／ｓｉＩ】６＝２．２３４温度 ＝８２．１ Ｇ．＿１．３８３ ６＝６２．７Ｇ ／ｓｉｎ ６＝１．５５７失 败温度：７６．３℃，ＰＡＶ后温度＝２８．０Ｇ ９３５ ６＝５４．６Ｇ ×ｓｉｎ ６＝７６２弯曲梁流变试验 Ｓ＝１６９ｍ＝０．３４７ ２．２橡胶沥青 技术要求：（１）加工豫胶沥青的基质沥 青“ｎ 用道路石油沥青（Ａ／Ｂ型）。（２）橡胶 沥青的生产宜采用现场加工方式。（３）橡胶 沥青中废眙胶粉的掺量 根据实际使用的 技术要求确定。・收来晚，衷胎皎粉的掺量 越大，相应的路用性能越好；但橡胶沥青的 丰占度增大，施１ 和易性下降。凶此，废眙胶 粉的掺量钉一定的合理范围，一股为基质 沥青质量的ｌ ７．６％～３０％（外掺） 制备方法：先称取一定量的道路石油 沥青（基质沥青）重量，加热到２ｌ ８℃，然后加 入按１ ７．５％内掺法计算的咳轮胎胶扮粮，待 全部胶粉加入完毕，开始搅拌４５分钟，并使 温度始终保持在ｌ ８０℃。橡胶沥青制备完牛 岳，进行以下各项试验。 试验结果：针入度４３延度（５℃）９．４软化 点６７．０老化后针入度比８６．０％老化后延度 ８．Ｏ弹性恢复７７ １ ３５℃粘度ｌ４．７００ １ ７５℃ 粘度６．０５０。动态剪切试验：原始温度＝８１．９ Ｇ １．６８０ ６＝７３．２ Ｇ ／ｓｉｉ３ ６＝１．７５５温度 ＝８７．９ Ｇ‘＝１．０９０§一７４．５Ｇ｝／ｓｉｎ ６＝１．１３０ 失败温度：８ ９．６℃，旋转薄膜加热后温度 ＝８２．０ Ｇ ＝３．７５０§＝６３．０ Ｇ ／ｓｉｎ ６＝４．２０９ 温度＝８７．９ Ｇ ＝２．６６２ ６＝６５．２Ｇ ，／ｓｉｎ ６＝２． ９３ ３失败温度：９ ２．６℃，ＰＡＶ后温度＝３１．０ Ｇ＿＿３９９ ６＝５５．４ Ｇ ×ｓｉｎ ６＝３２８弯曲粱流 变试验Ｓ＝ｌ２９ｍ＝０．３５３。 ＳＢＳ改性沥青试验结果（Ｉ—Ｄ）：针人度５６ 延度（５℃）３８．５软化点７８．５老化后针人度比 ７６．８％老化后延度２３．２弹性恢复９Ｏｌ ３５℃粘 度１．９６２ １７５℃粘度０．４６０。动态剪切试验： 原始温度＝７６．０ Ｇ．＿１．３２０ ６＝６３．２ Ｇ ／ｓｉｎ ６＝１．４７９温度＝８２．０ Ｇ一０．８５３ ６＝６２．２ Ｇ ／ｓｉｎ ６＝０．９６４失败温度：８１．４℃，旋转薄 膜加热后温度＝７５．９ Ｇ ＝２．７２３ ６＝６４．９ Ｇ‘／ｓｉｎ ６＝３．００７温度＝８２．０ Ｇ－＿１．５４７ ６ ＝６５．４ Ｇ ／ｓｉｎ ６＝１．７０ｌ失败温度：７８．７℃， ＰＡＶ后温度＝２８．０ Ｇ １０５８§一５５．９ Ｇ Ｘ ｓｉｎ ６＝８７６弯曲粱流变试验Ｓ＝１ ７６ ｍ＝Ｏ ３２６。 ３试验结论 我国是汽车生产和使用大国，由此产 生的废旧轮胎逐年快速增长，我国陂旧轮 胎的产生量已他特世界第二，仅次丁美国， 但暖旧轮胎的回收利用率比较低。将废轮 胎粉碎成唆胎胶粉存沥青路而结构中使 用，是吐界卜公认的环保再生利用的于段 之一，世土符合我国当前发展循环经济、资源 再生利用的国策。 废胎胶粉用于沥 混凝土ｒｆ１，能改善 沥青混凝十的高温稳定性、抗疲劳性、水稳 定性、低温性和延缓反射裂缝等路用性能， 同时能显著降低路ｌ 的行卞噪声。使用橡 胶沥青混合料降低路而行乍噪声早已得到 国际上的公认。橡胶沥青混合料町用于各 种等级公路新建和改建１：程。橡胶沥青混 合料适用 ｆ沥青路【 的各结构层位。废胎 胶粉沥青住沥青及沥青混台料中的应用， 何利于减少废旧轮眙对环境的污染，促进 可循环资源的再生利用；同时，有利ｆ改善 沥青路面的使用性能， 约建设、养护成 本。 综上，应全而推， 废胎胶粉和橡胶沥 青技术在我国道路Ｉ：程建设和养护中的应 用，为建设节约型、环保型辛１：会贡献力量。 参考文献 【ｌ】ＪＴＧＦ４０—２００４，公路沥青路而施工技术 规范［Ｍ］．人民交通出版社． 【２】ＪＴＪ０５２—２０００，公路工程沥青及沥青混 合料试验规程【Ｍ】．人民交通出版社． 【３］橡胶沥青及混合料设计施工技术指南 【Ｍ］．人民交通出版礼． ［４］ＤＢ／Ｔ２９—１６１—２００６，Ｊ １０７３２—２００６，天 津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规 程． ①作者简介：彭秀魁（１ ９７７，２），男（汉），皖宿州市人，助理工程师，大专，研究方向：各种新型沥青材料的研究与利用。 张隽英（１ ９７８，１一），女（汉），天津市人，助理工程师，人专，研究方向：各种新型沥青材料的研究与利用。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩ
废旧轮胎橡胶粉改性沥青在高速公路上面层中应用
废旧轮胎橡胶粉改性沥青在高速公路上面层中的应用
摘要:利用废旧轮胎制成橡胶粉并用于改性沥青修筑公路，不仅解决废旧轮胎带来的环境污染问题，还提高了路面的使用性能、降低了路面造价。文章结合工程实例，介绍了废旧轮胎橡胶粉改性沥青在高速公路上面层中应用，并对原材料的制作、配合比设计进行了论述，取得了较佳的效果，为废旧轮胎橡胶粉改性沥青的应用提供了有价值的参考。
关键词:废旧轮胎；橡胶粉改性沥青；原材料；配合比
中图分类号：u412.36+6 文献标识码：a 文章编号：
近年来，随着居民汽车的数量逐年增加，废旧轮胎的处理成为了一大难题。将废旧轮胎加工成为胶粉并用于改性沥青修筑道路路面，替代了价格昂贵的sbs作沥青改性剂是一种既经济实用又简单有效的方法，同时还可以改善沥青的高低温性能，减缓路面裂缝的出现，提高路面的抗老化能力和路面使用寿命。因此，废旧轮胎橡胶粉改性沥青在许多公路工程中得到越来越广泛的应用。
1工程概况
某公路工程，主线设计为双向四车道，设计速度为80km/h，该路段除收费站、服务区进出口及长隧道采用水泥混凝土路面外，其余均采用沥青混凝土路面。设计采用双轮组单轴轴载100kn为标准轴载。
2 配合比设计
2.1 目标配合比设计 1)矿料级配设计
根据各矿料的多次筛分试验结果及ac－16c级配范围要求，采用计算机合成确定各矿料的配合比例，由于使用胶粉改性沥青，其胶粉颗粒有一定的微集料效应，且由于是表面层，重点满足其抗滑性能，为防止路面产生光面现象，增强其抗滑性能，同时在满足空隙率要求的前提下，增加了粗集料的用量，适当减少了细集料的使用量，使整个级配呈现一种偏粗的线形，且符合规范建议的矿料级配调整原则。按拟定的最佳油石比，经过反复试验、比较，最终确定矿料配合比例为：a料∶b料∶c料∶d料∶矿粉＝36％∶24％∶17％∶19％∶4％。合成级配结果见表1。
表1目标配合比合成级配结果表
2)最佳油石比确定
路用胶粉改性沥青试验
２００７年８月 石油沥青ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＡＳＰＨＡＬＴ 第２１卷第４期
路用胶粉改性沥青试验
郭峰伟 刘海燕 河南省高远公路养护技术有限公司（新乡４５３００３）
摘要通过大量试验阐述了废轮胎胶粉沥青制备过程中，融胀时间、温度、胶粉粒径、胶 粉加入量以及沥青对胶粉沥青性能的影响，并从微观结构方面进行了分析。进一步说明通过选 择沥青、改变工艺条件，可以制成不同性能要求的路用胶粉改性沥青。 关键词胶粉改性沥青 道路废旧轮胎
随着汽车工业的发展，人民生活水平的提高， 汽车的保有量迅速增加。大量被废弃的废旧轮胎 已经成为严重的社会问题，作为“黑色污染”的 废橡胶轮胎已成为世界各国的公害。目前很多专 家正在研究废旧轮胎的再利用技术，废旧轮胎胶 粉用于公路行业是其主要的用途之一。国内外资 料显示，废胶粉通过一定的处理工艺可以制成改 性沥青，它可以改善沥青的高、低温性能和抗老 化性能。国外已经成功应用于公路行业，胶粉改 性沥青路面比纯沥青路面可减薄一半，其使用寿 命却提高１倍，并可减少噪音，且防湿滑与碎冰 雪（有弹性则冰易被压裂），廉价并具有很好的环 保价值口］。为深入了解废轮胎胶粉改性沥青的性 能，对胶粉不同的加量、粒径的大小以及不同的 工艺条件等影响因素进行试验研究。 １试验 首先选用ＨＸＬ ＡＨ～９０沥青，热溶后加入 ２５％８０目的轮胎胶粉（胶粉掺量为外掺法）在 １７０℃搅拌的条件下保持２ ｈ，按照ＪＴＪ ０５２— ２０００进行性能试验，结果如表１。 表１胶粉改性沥青的性能 沥青 软化点／ 延度（５＿Ｃ）／ 针入度／弹性恢复’ ‘Ｃ ｃｍ （１０—１ ｍｍ） 由表１可以看出，胶粉的加入使沥青的软化 点、延度、针入度、弹性恢复均有不同程度的改 善，说明加入一定量的胶粉可以明显提高沥青的 高低温性能。由于轮胎橡胶是天然橡胶、顺丁橡 胶、丁苯橡胶和热塑性丁苯橡胶、防老化剂等的 网状结构，将其粉碎后加入沥青中，在高温和助 剂等的作用下通过物理溶胀和化学解聚，吸收沥 青中的油分。油分与橡胶具有较好的亲和力，能 够加速橡胶的解聚，加快橡胶的表面张力降低，使 分子间距离加大，网络结构开始松弛，活化剂和 软化剂从橡胶分子表面向纵深渗透，并吸收沥青 的油分形成溶解层，致使橡胶的弹性降低而以悬 浮的形式存在于沥青中制成改性沥青，解聚的橡 胶分子因硫的存在，还会逐渐聚合起来形成“橡 胶沥青弹性中心体系”，从而使沥青具有橡胶的部 分特性，达到改善沥青高低温性能的目的［２］。图１ 为胶粉溶胀前后结构形状的显微照片，可以发现 与沥青共混前胶粉表面粗糙，有比较明显的毛刺， 这样有利于胶粉吸收沥青中的油分和胶粉的溶胀 反应。当胶粉在沥青中高温溶胀一定时间后，发 现胶粉表面的毛刺减少、界面模糊，说明胶粉在沥 青中发生了溶解、解聚等反应。为进一步了 解各种因素对改性效果的影响，选择不同沥
中海油36—1胶粉改性沥青的研究
２０１１年６月 石油沥青ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＡＳＰＨＡＬＴ 第２５卷第３期
・试验与研究・
中海油３６—１胶粉改性沥青的研究
王亚明，王爱华，郭维亮，费恒志
［中海沥青（泰州）有限责任公司，泰州２２５３００］
摘要：用废胶粉、ＳＢＳ等对中海３６—１ ＡＨ～７０重交道路沥青进行改性，并考察了胶粉、 ＳＢＳ、稳定剂以及工艺参数对改性沥青质量的影响。结果表明：使用一定比例的胶粉、ＳＢＳ 和稳定剂，在适宜的条件下，可以生产出符合对应胶粉改性沥青标准的道路沥青。 关键词：中海３６—１胶粉ＳＢＳ改性沥青稳定荆
近年来，随着国民经济的发展，高等级公路
建设正在高速地进行。在国内铺筑高等级沥青路
面时，使用的沥青大部分为７Ｏ号、９Ｏ号沥青以
及ＳＢＳ改性沥青。为满足国家高速公路建设发
展的需要，提高沥青路面的使用性能，解决沥青
路面的高温抗车辙性、低温抗开裂性、路面的水
稳定性、耐疲劳性能、抗老化性能，开发沥青新
材料对我国高速公路发展具有很重要的作用。改
性沥青虽然性能好，但其高成本、高价格，如果
整个路面使用改性沥青，路面建造成本将大幅上
升；而ＡＨ一７０、ＡＨ一９０重交沥青路面性能达
不到特殊抗重载要求，橡胶改眭沥青以其抗载能
力强以及成本低的特点，成为沥青新材料发展的
方向之一。
将废轮胎加工成胶粉是世界上公认的废轮胎
橡胶无害化、资源化的处理方法，其中将废轮胎
橡胶粉用于沥青混凝土路面是废轮胎资源化无害
化利用的主要途径之一。橡胶沥青技术以其环
保、降噪和节约资源的特点，目前在我国已经有
了广泛的推广和应用，市场发展前景十分广阔。
对中海３６—１ ＡＨ一７０重交道路沥青制备胶
粉改性沥青进行开发研究，考察了胶粉、ＳＢＳ等
以及工艺参数对改性沥青质量的影响因素，包括
原料沥青、胶粉和ＳＢＳ、稳定剂的用量、工艺参
数的选择等。
１材料的选用
１．１基质沥青
基质沥青为中海沥青（泰州）有限责任公 司生产的中海３６—１ ＡＨ一７０重交道路沥青，原
废轮胎胶粉改性沥青在高速公路工程中的应用
废轮胎胶粉改性沥青在
高速公路工程中的应用
口文／商耀祥 王 静
摘要：文章对废轮胎胶粉改性沥青的机理、技术性能进行了研究并对其在津汕高速公
路工程中的应用情况进行了介绍。该项技术成功应用于津汕高速公路的建设工 程中，取得了巨大的经济、社会和环境效益，具有良好的推广应用价值。 关键词：废轮胎；胶粉改性沥青；高速公路
近年来，随着我国经济发展，国内汽车保有量急剧
增加，随之而来的是废轮胎的处理问题。废旧轮胎通常 被称为“黑色污染”，属于不熔或难熔的高分子弹性材 料，具有很强的抗热、抗生物、抗机械性并且难以降解。
利用废旧轮胎胶粉对普通沥青进行改性并生产路用混 合料是一种减少“黑色污染”的有效办法。
胶粉改性沥青作用机理及性能优势
作用机理
胶粉改性沥青是通过物理剪切、研磨和化学活化、 稳定等手段，将胶粉中分子链断开，降低胶粉颗粒粒
径，使沥青、橡胶混合物形成稳定共溶体系。通过活化 和机械降解胶粉分子链，使胶粉中各种成分（如橡胶、
炭黑、抗氧剂等）能够分别发挥其作用，以大分子粒径 的级别来改善沥青性能，同时通过化学稳定技术，使胶 粉改性沥青形成高分子溶液相容体系，与常用的ＳＢＳ
改性沥青体系相近，性能近似，但更廉价、环保。 性能优势
对各种沥青及其混合料性能对比见表１。 表１ 对各种沥青及其混合料性能对比 胶粉 ＳＢＳ 性能分析 橡胶沥青 改性沥青 改性沥青 重交通沥青
改性剂 １８～２５ １５～２５ ４～６ 用量／％
ＰＧ７０－２８ ＰＧ６４—２８ ＰＧ７０－２８ ＰＧ５８－２２ 性能等级 ＰＧ７６ ２８ ＰＧ７０－２８ Ｐ０７６－２８ ＰＧ６４－２２ 储存稳定性 １月左右 １～２ ｄ １～３月 长期
高温抗变形 好 较好 较好 差
低温抗开裂 较好 好 较好 差
耐交通疲劳 好 好 好 差
＿ｉ口 天津建谩科技删Ｄ．Ⅳ ｛ 由表１看出，胶粉改性沥青的综合性能优越，尤其 是高温抗变形性能突出，综合考虑其路用性能及环境 保护方面的突出贡献，所以其应用更加广泛。
废胶粉改性沥青作用机理及性能研究
８８ 公 路 与 汽 运 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 第５期 ２０１０年９月
废胶粉改性沥青作用机理及性能研究
陈 丽，凌天清
（重庆交通大学土木与建筑学院，重庆４０００７４）
摘要：废橡胶粉改性沥青胶结料的性能依赖于胶粒尺寸、掺加剂量和类型以及融胀过程中 采用的搅拌速度和时间等因素。该文通过室内试验对这些因素的影响规律进行了研究，指出采用 粒度为６０目、掺量２Ｏ （质量分数）的橡胶粉制备橡胶沥青其性能最优；分析了橡胶沥青的性能与 搅拌速度和时间之间的依赖性；探讨了橡胶沥青的改性机理。 关键词：公路；废橡胶粉；改性沥青；橡胶沥青胶结料；改性机理 中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—２６６８（２０１０）０５—００８８—０４
道路石油沥青广泛应用于公路、机场、建筑等领
域，但由于其自身原因存在一系列不足，如高温易变 软，低温易变脆，耐老化、抗疲劳等性能欠佳。利用 聚合物对其进行改性已成为近年来国内外研究的主
要内容，特别是利用废旧轮胎橡胶粉改性沥青受到 了广泛重视。一方面是迫于环保的压力，废弃的橡 胶材料数量巨大，不但占据大量空间，而且难以分
解，对环境造成威胁；另一方面，经试验研究，废胶粉 改性沥青具有更高的性价比，可改善沥青路面使用
品质、延长使用寿命、降低工程造价。
１ 废橡胶粉改性沥青的作用机理
一般认为沥青是由沥青质、胶质、芳香烃和饱和
烃组成的高分子混合物。沥青质是超微粒的固体，
隙率高的沥青面层与空气接触面大，沥青因老化逐
渐发脆，在车辆荷载的反复作用下会逐渐脆裂。
（２）提高沥青面层弯拉强度，从而提高沥青路
面的疲劳寿命。
（３）减少水分渗入基层。由于中国沥青路面大
多数不设置排水层，而且基层为半刚性结构，水分通
过沥青面层渗入基层后，在车辆动荷载作用下逐步
软化基层和路基而引起路面翻浆。
总之，提高压实度标准后，不但减小了空隙率，
纤维胶粉沥青混合料性能研究
２０１ １年第６期
第３７卷总第１６４期 Ｉ。』 材 Ｉ／Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄ ｉｎｇ Ｍ ｒ ｓ ・９３・
２０１１年１２月
纤维胶粉 沥青混合料性能研究
姜献东
（扬州工业职业技术学院，江苏扬州２２５１２７）
摘要：通过试验研究和评价掺加木质素纤维废橡胶
粉沥青混合料的性能，为木质素纤维及废橡胶粉沥青混合
料在城市道路的实体工程应用提供技术依据，提高混合料
的技术性能。将木质素纤维和废橡胶粉这两种沥青路面改
性材料按照一定的组合共同用于沥青混凝土中，充分发挥
它们各自的优点，有效预防沥青混凝土路面的裂缝产生。
关键词：木质素纤维；胶粉沥青；试验方法
中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２—４０１１（２０１１）０６一ｏ０９３—０２
１研究背景
随着我国经济的快速增长，交通运输业和汽车工业得
到了较大的发展，同时也造成了大量废旧轮胎对环境的黑
色污染。据世界卫生组织统计，全世界废旧轮胎的积存量
已达３０亿条，并且还在以每年约１０亿条的速度不断增长。
中国是世界上最大的轮胎生产国，废旧轮胎的产生量也在 急剧增加，２０１０年我国废旧轮胎产生量超出２亿条，如果
废弃，会给我国的环保带来巨大的压力，也会造成资源的
巨大浪费。
将废轮胎橡胶粉掺人到沥青中制备成橡胶粉改性沥青
应用于道路路面铺设不仅可大幅度提高沥青路面的路面性
能、延长适用寿命、降低公路建设造价，而且能起到治理
污染、节约资源、综合利用废物的作用，符合国家环保政
策和发展循环经济、建设节约型社会的要求。但由于废轮
胎橡胶粉改性沥青工艺的复杂性，废轮胎橡胶粉在道路工
程中的运用与我国废旧轮胎产生量还很不匹配。
２国内外研究现状
美国联邦公路局（ＦＨＷＡ）开发了一种化学改性废胶粉
沥青，用特定的化学物质来处理废胶粉，然后加入到沥青
中，来提高废胶粉改性沥青的性能，减轻沥青的离析，取
得了良好的效果；Ｎｉｙａｎｇ等人对废胶粉改性沥青采用了预
废胶粉改性沥青热储存稳定性的研究
２００８年８月 石油沥青ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＡＳＰＨＡＬＴ 第２２卷第４期
废胶粉改性沥青热储存稳定性的研究
张建峰 程国香 郭皎河 傅 丽
抚顺石油化工研究院（抚顺１１３００１）
摘要对胶粉改性沥青热储存稳定性进行了一些探索试验，得出废胶粉经过表面处理、挤 出等方法进行预处理后用于沥青改性，能够制备出热储存稳定、性能优良的胶粉改性沥青，着 重对热储存后的试样进行了常规测试及显微镜观察，结果表明，胶粉经过处理后制备的改性沥 青热储存稳定，添加少量ＳＢＳ后，各项性能完全能达到ＪＴＪ Ｏ３６—２００Ｏ中ＳＢＳ改性沥青Ｃ级 技术指标，此外还提出了一些胶粉改性沥青在热储存过程中可能出现的特殊现象。 关键词废橡胶粉 改性沥青 表面处理挤出 热储存稳定性 二次储存
随着汽车工业的发展，越来越多的废旧轮胎
形成的“黑色污染”正在威胁着我们的生存环境。
采用废胶粉生产高质量的改性沥青，既可以改善
沥青性能，又有助于解决废旧资源和环保等方面
的问题，同时对道路沥青材料的技术进步有一定
的促进作用。
但是，制约胶粉改性沥青发展的主要原因仍
然是胶粉与沥青的互容性问题。原因是轮胎胶粉
是一种硫化胶粉，聚合物分子间已通过硫等一些
原子进行了胶联，当与沥青混合时不能形成网络
结构，在改性沥青中胶粉是以微小颗粒分散在基
质沥青之中，表面通过吸收沥青中的油分溶胀而
与沥青相结合，形成的改性沥青属于非均相体系，
在高温储存时，由于沥青粘度变小，胶粉在沥青
中很容易发生离析。 ‘
近些年来，国内对废胶粉的热储存稳定性问
题也做了一些研究工作，如廖明义等＿ｌ 提出根据
“力化学”原理，来使胶粉降解，进而改善胶粉在
沥青中的稳定性。程国香等 提出通过ＦＣＣ油浆
对废胶粉进行预处理后用于沥青改性，制备出沥
青与胶粉相容性好、高温储存性能稳定的胶粉改
性沥青。沈金安［３］提出在胶粉与沥青的混溶过程
中，可加入适量的活化剂，如多烷基苯酚二硫化