淺談SBS橡膠復(fù)合瀝青制備工藝和路用性能

摘要：研究發(fā)現(xiàn)采用SBS改性劑和橡膠粉對(duì)基質(zhì)瀝青經(jīng)過科學(xué)加工后，該類瀝青的針入度降低，而軟化點(diǎn)、延度和彈性恢復(fù)明顯變大，這表明瀝青的高溫穩(wěn)定性和低溫變形能力得到較大改善?；诖耍疚尼槍?duì)該復(fù)合瀝青的制備工藝和路用性能進(jìn)行了探討，以期為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：SBS;橡膠粉;復(fù)合瀝青;設(shè)備;工藝;路用性能

中圖分類號(hào)：U414 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2020）05-0000-00

0 引言

大量超載車輛給公路面層帶來難以承受的結(jié)構(gòu)性損傷，致使路面出現(xiàn)破損，降低公路的舒適性[1]。當(dāng)前，普通基質(zhì)瀝青已不能滿足高等級(jí)瀝青路面要求，因此為達(dá)到道路建設(shè)、路面養(yǎng)護(hù)要求，對(duì)道路工程材料及施工工藝予進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)成為當(dāng)前工作的重點(diǎn)。從瀝青混凝土路面材料和結(jié)構(gòu)可以看出瀝青的路用性能是決定路面質(zhì)量及使用壽命的關(guān)鍵，目前，只要提高瀝青的技術(shù)指標(biāo)，才能滿足高等級(jí)公路路面的需求[2]。在眾多瀝青改性材料中，SBS改性劑和橡膠粉是現(xiàn)階段使用比較多的改性劑，SBS改性劑可以提高瀝青混合料的低溫性能、高溫性能和彈性性能，能增強(qiáng)骨料與瀝青的粘附性，橡膠粉能提高普通基質(zhì)瀝青的低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性、流動(dòng)性和耐熱性。

1 瀝青加工設(shè)備

瀝青加工一般采取工廠化加工，SBS加工主要設(shè)備有卸油池、基質(zhì)瀝青罐、高溫罐、換熱器、快速升溫罐、生產(chǎn)罐、皂液罐、膠體磨、發(fā)育罐、卸油平臺(tái)、操作室和一系列瀝青泵、流量計(jì)、壓力表、供熱系統(tǒng)組成。

橡膠瀝青加工設(shè)備和SBS設(shè)備基本相同，只是生產(chǎn)罐和操作室是獨(dú)立放置的（橡膠瀝青加工設(shè)備沒有膠體磨而是均化機(jī)）。SBS橡膠瀝青加工設(shè)備，如圖1所示。

2 SBS橡膠復(fù)合瀝青加工工藝

SBS橡膠改性瀝青加工主要有兩部分組成，一是把基質(zhì)瀝青加工成SBS改性瀝青，二是把SBS改性瀝青加工成SBS橡膠復(fù)合瀝青。

2.1 SBS改性瀝青加工工藝

基質(zhì)瀝青高溫罐基質(zhì)瀝青泵換熱器流量計(jì)生產(chǎn)罐（改性劑同時(shí)加入）生產(chǎn)泵膠體磨發(fā)育罐

SBS改性瀝青開始生產(chǎn)時(shí)，基質(zhì)瀝青罐的低溫瀝青通過基質(zhì)瀝青泵，流過快速升溫罐和換熱器將基質(zhì)瀝青迅速升溫至生產(chǎn)所需溫度（SBS改性瀝青180℃左右、）后計(jì)量并泵入生產(chǎn)罐，液位至攪拌器葉片時(shí)開啟上料器加入SBS預(yù)混一定時(shí)間，電腦根據(jù)流量計(jì)和液位變送器信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出瀝青泵的轉(zhuǎn)速，平衡生產(chǎn)罐中瀝青液位，使其保持在設(shè)定位置。并根據(jù)瀝青流量，自動(dòng)控制SBS的上料速度。同時(shí)啟動(dòng)生產(chǎn)泵和膠體磨進(jìn)行調(diào)整剪切、研磨，一次過磨成功后，將混合物剪切研磨至微米級(jí)粒子狀態(tài)，然后瀝青混合物進(jìn)入發(fā)育罐，再加穩(wěn)定劑反應(yīng)繼續(xù)發(fā)育，SBS改性瀝青生成，經(jīng)檢驗(yàn)合格后成品外輸。不合格產(chǎn)品可以進(jìn)行二次加工處理。保證合格改性瀝青出廠。SBS改性瀝青的生產(chǎn)流程，如圖2所示。

2.2 SBS橡膠復(fù)合瀝青加工

改性瀝青高溫罐瀝青泵換熱器流量計(jì)生產(chǎn)罐（橡膠粉同時(shí)加入）生產(chǎn)泵膠體磨發(fā)育罐

SBS橡膠復(fù)合瀝青開始生產(chǎn)時(shí)，SBS改性瀝青罐通過帶有燃燒器的發(fā)育罐（將橡膠瀝青190℃左右、）后計(jì)量并泵入生產(chǎn)罐，液位至攪拌器葉片時(shí)開啟上料器計(jì)量加入橡膠粉預(yù)混一定時(shí)間，電腦根據(jù)流量計(jì)和液位變送器信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出瀝青泵轉(zhuǎn)速，并平衡生產(chǎn)罐中瀝青液位，使其保持在設(shè)定位置。并根據(jù)瀝青流量，控制橡膠粉的上料速度。同時(shí)啟動(dòng)生產(chǎn)泵和膠體磨進(jìn)行調(diào)整剪切、研磨，一次過磨成功后，瀝青混合物進(jìn)入發(fā)育罐，橡膠瀝青生成，經(jīng)檢驗(yàn)合格后成品外輸。不合格產(chǎn)品可以進(jìn)行二次加工處理。保證合格SBS橡膠復(fù)合瀝青出廠。SBS橡膠瀝青生產(chǎn)流程，如圖3所示。

3 SBS橡膠復(fù)合瀝青的路用性能

3.1 SBS橡膠復(fù)合瀝青的特點(diǎn)

（1）SBS橡膠復(fù)合瀝青與橡膠瀝青，通過瀝青分子與凝膠體的固體橡膠顆粒核心相連，因而具有橡膠瀝青的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也具有了SBS改性瀝青的各項(xiàng)特點(diǎn)。

（2）SBS橡膠復(fù)合瀝青能提高各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：具有抗高溫、低溫、抗水損害、抗老化性能，綜合各項(xiàng)指標(biāo)來看SBS橡膠復(fù)合瀝青路用性能要高于SBS改性瀝青、橡膠瀝青。

（3）SBS橡膠復(fù)合瀝青具有環(huán)保、廢棄物再生利用特點(diǎn)，廢舊橡膠不易分解，因而造成大量廢舊橡膠無法處理。而SBS橡膠復(fù)合瀝青加工中處理了大量廢舊橡膠，使廢舊橡膠變廢為寶，減輕了廢舊橡膠處理壓力。

3.2 SBS橡膠復(fù)合瀝青的路用性能分析

（1）SBS橡膠復(fù)合瀝青技術(shù)指標(biāo)。以膠粉添加量控制在瀝青重量的20%（外參），SBS改性劑的添加量為1.5%為例， SBS橡膠復(fù)合瀝青技術(shù)指標(biāo)，如表1所示。（可以根據(jù)添加比例擴(kuò)展瀝青技術(shù)指標(biāo)）。

（2）高溫性能。高溫性能是瀝青基本的路用性能。本文研究現(xiàn)行規(guī)范的60℃車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)穩(wěn)定型橡膠改性瀝青混合料的高溫性能，對(duì)于AC類和SMA類混合料，試件尺寸為300mm×300mm×50mm，對(duì)于LSPM混合料，試件尺寸為300mm×300mm×80mm。SBS橡膠復(fù)合瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度不小于3500次/mm。通過實(shí)驗(yàn)可以看出廢胎膠粉可以明顯改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

（3）低溫性能。采用低溫彎曲試驗(yàn)來進(jìn)行瀝青混合料的低溫開裂性的研究，根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》，取試驗(yàn)溫度為-10℃，SBS橡膠復(fù)合瀝青混合料的低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變：不小于2600με，通過實(shí)驗(yàn)可以看出SBS改性劑和廢胎膠粉可以明顯改善瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

SBS橡膠復(fù)合瀝青能提高瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫性能、水穩(wěn)定性。同時(shí)該技術(shù)利用廢舊輪胎橡膠粉，有利于環(huán)保，減少了瀝青的用量，降低了工程造價(jià)，適合于高寒、高溫地區(qū)的使用。

參考文獻(xiàn)

[1]張芹芹，王鐵柱，楊炎生，等.瀝青改性劑的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].化學(xué)發(fā)展前沿：中英文版，2014，4（2）：14-21.

[2]JTG F80/1-2017，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].2017.

收稿日期：2020-04-05

作者簡(jiǎn)介：柴軍（1983—），男，甘肅酒泉人，本科，工程師，研究方向：公路養(yǎng)護(hù)新工藝新設(shè)備。

Abstract： The study found that after scientific processing of base asphalt with SBS modifier and rubber powder， the penetration of this type of asphalt decreases， while the softening point， ductility and elastic recovery are significantly increased， which indicates the high temperature stability and The low temperature deformation ability has been greatly improved. Based on this， this article discusses the preparation process and road performance of the composite asphalt in order to provide a reference for related research.

Keywords： SBS; rubber powder; composite asphalt; equipment; process; road performance