劉 敏

（滄州市交通運(yùn)輸局公路處，河北 滄州 061000）

0 引言

隨著我國(guó)高等級(jí)公路里程的不斷增加，人們對(duì)公路路面路用性能和使用壽命的要求也越來(lái)越高。瀝青混合料的主要組成成分為瀝青、礦料和添加劑等，其中瀝青及添加劑的質(zhì)量決定了瀝青路面的路用性能。瀝青是一種粘彈塑性材料，對(duì)溫度條件非常敏感，在通常情況下，基質(zhì)瀝青低溫容易開(kāi)裂，高溫下容易變軟，在同一地域兩者性能很難兼顧，這就衍生出改性瀝青。改性瀝青是一種混入樹(shù)脂、橡膠粉和其他聚合物的瀝青，摻入物與瀝青發(fā)生反應(yīng)，使瀝青混合料的性能得到改進(jìn)。

目前，我國(guó)最常用的瀝青改性劑是通過(guò)摻入聚合物達(dá)到目的的。而膠粉摻入量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)橡膠改性瀝青路面路用性能有很重要的影響。本文通過(guò)對(duì)不同摻入量的橡膠改性瀝青進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，以確定橡膠改性瀝青最佳反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和最佳摻入量。

1 試驗(yàn)材料

1.1 基質(zhì)瀝青

基質(zhì)瀝青采用70#瀝青，其性能滿足A級(jí)70#瀝青各指標(biāo)的要求。

1.2 橡膠粉

試驗(yàn)中采用粒徑為40目的廢舊膠粉為原料（見(jiàn)圖1），其物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)要求見(jiàn)表1和表2，各種指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 顆粒橡膠粉

表1 物理技術(shù)指標(biāo)

表2 化學(xué)技術(shù)指標(biāo)

1.3 膠粉改性瀝青

成品膠粉改性瀝青采用摻量為18%的40目膠粉經(jīng)膠體磨工藝制備，其具體試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 膠粉改性瀝青檢測(cè)數(shù)據(jù)表

2 試驗(yàn)方案

不同的改性瀝青加工工藝對(duì)改性瀝青的性能影響非常大，影響膠粉改性瀝青性能的因素分為兩類：一是材料自身因素，二是加工工藝因素。本文在材料方面選擇了40目膠粉和70#基質(zhì)瀝青，根據(jù)不同的影響因素制定了試驗(yàn)方案，如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)方案

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 反應(yīng)時(shí)間

70#基質(zhì)瀝青加熱到180℃，并加入含量為18%的40目膠粉顆粒，高速剪切機(jī)攪拌速度為2000r/min，反應(yīng)時(shí)間分別選擇30min、45min、60min、90min、120min，對(duì)攪拌后的瀝青進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4及圖3～圖6。

表4 橡膠改性瀝青在不同反應(yīng)時(shí)間下的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

圖3 175℃布氏黏度—反應(yīng)時(shí)間圖

圖4 25℃針入度—反應(yīng)時(shí)間圖

圖5 軟化點(diǎn)—反應(yīng)時(shí)間圖

圖6 5℃延度—反應(yīng)時(shí)間圖

通過(guò)以上四組試驗(yàn)可得出結(jié)論：175℃橡膠改性瀝青黏度和軟化點(diǎn)隨著反應(yīng)時(shí)間不斷增大，90min后略有下降；針入度與反應(yīng)時(shí)間呈反比關(guān)系，在90min后略有變大；隨時(shí)間的增加，橡膠改性瀝青的延度逐漸減小。所以推斷出：橡膠改性瀝青的最佳反應(yīng)時(shí)間為60min。

3.2 反應(yīng)溫度

瀝青具有對(duì)溫度特別敏感的特性，在確定橡膠改性瀝青的最佳反應(yīng)時(shí)間以后，再通過(guò)試驗(yàn)確定其最佳反應(yīng)溫度。根據(jù)普通瀝青的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，選擇的試驗(yàn)溫度分別是160℃、170℃、180℃和200℃，經(jīng)過(guò)攪拌后檢測(cè)其性能指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5及圖7～圖11所示。

表5 橡膠改性瀝青在不同溫度下性能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

圖8 25℃針入度—溫度圖

圖9 軟化點(diǎn)—溫度圖

圖10 5℃延度—溫度圖

圖11 老化試驗(yàn)結(jié)果—溫度關(guān)系圖

表6 （續(xù)）

圖12 175℃布氏黏度—膠粉摻量圖

通過(guò)以上四組試驗(yàn)可得出結(jié)論：175℃橡膠改性瀝青布氏粘度隨著反應(yīng)溫度不斷增大；橡膠改性瀝青的針入度隨著溫度增加不斷下降，180℃后略有上升；橡膠改性瀝青軟化點(diǎn)隨溫度的增加不斷增大；橡膠改性瀝青的延度隨溫度增加上下變化幅度較大，在180℃時(shí)達(dá)到最大。所以，可以確定橡膠改性瀝青的最佳反應(yīng)溫度為180℃。

3.3 膠粉摻量

膠粉的摻入量對(duì)膠粉改性瀝青的性能影響也比較大，是進(jìn)行實(shí)際加工工藝的最主要參數(shù)，本項(xiàng)試驗(yàn)分別選擇了15%、18%、21%的入摻量制備膠粉改性瀝青，進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6及圖12～圖17所示。

表6 橡膠改性瀝青不同摻量條件下性能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

圖13 軟化點(diǎn)—膠粉摻量圖

圖14 5℃延度—膠粉摻量圖

圖15 針入度指數(shù)—膠粉摻量圖

圖16 當(dāng)量軟化點(diǎn)—膠粉摻量圖

圖17 當(dāng)量脆點(diǎn)—膠粉摻量圖

通過(guò)以上試驗(yàn)可得出結(jié)論：175℃膠粉改性瀝青粘度、軟化點(diǎn)跟橡膠粉的摻入量成正比，延度與橡膠粉的摻入量成反比，針入度指數(shù)在摻入量為18%時(shí)達(dá)到最佳。因此，橡膠改性瀝青最佳膠粉摻量為18%。

4 結(jié)論

通過(guò)不同膠粉摻入量橡膠改性瀝青的室內(nèi)試驗(yàn)，確定了其最佳反應(yīng)時(shí)間、最佳反應(yīng)溫度和最佳摻量，即膠粉改性瀝青的最佳反應(yīng)時(shí)間是60min，最佳反應(yīng)溫度是180℃，最佳膠粉摻量是18%。

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