廢舊橡膠粉及SBS復合改性瀝青性能試驗

王永金

(貴州宏信創(chuàng)達工程檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽 550014)

1 生產工藝介紹

對于橡膠改性瀝青，其生產工藝主要包含以下三種類型：第一種為簡單攪拌；第二種為低強度攪拌；第三種為高強度攪拌，并進行濕法處理。其中，第一和第二種生產工藝所得橡膠改性瀝青往往具有很高的黏度，且儲存穩(wěn)定性相對較差，這在一定程度上對其大規(guī)模應用造成了影響和阻礙。而采用第三種生產工藝，則能從本質上解決上述問題，并通過對剪切攪拌工藝的適當改進，并添加適量改性劑，在減小橡膠顆粒實際粒徑的同時，使其處在彌散狀態(tài)，另外，因橡膠材料可以不斷消融至瀝青當中，使改性瀝青變?yōu)榫W(wǎng)狀結構，這樣能有效改善膠結料自身相容性，從而增強儲存穩(wěn)定性。

目前主要采用的工藝來生產橡膠改性瀝青。該工藝和以往的熱熔法有很大不同，借助經改進之后的剪切工藝完成瀝青生產。在實際的生產過程中，由于橡膠與改性瀝青在抗剪切能力上存在一定差別，所以對改性瀝青要先在熱瀝青當中完成剪切及溶脹，然后再和膠粉實施剪切和溶脹發(fā)育，通過這樣的處理，能使橡膠與瀝青粒子均被細致的研磨，使瀝青當中橡膠的實際分布更加均勻，在保證改性效果的同時，改善儲存穩(wěn)定性。

2 性能試驗

2.1 試驗方案與結果

(1)采用40目橡膠粉按照15%的數(shù)量摻加時，橡膠改性瀝青各項性能試驗結果為：25 ℃針入度(0.1 mm)為69.2，軟化點為62.2 ℃，5 ℃延度為13.5 cm，25 ℃彈性恢復量為75%，180 ℃黏度為2.1 Pa·s。

(2)采用40目橡膠粉按照20%的數(shù)量摻加時，橡膠改性瀝青各項性能試驗結果為：25 ℃針入度(0.1 mm)為65.6，軟化點為65.5 ℃，5 ℃延度為16.6 cm，25 ℃彈性恢復量為81%，180 ℃黏度為2.4 Pa·s。

(3)采用40目橡膠粉按照25%的數(shù)量摻加時，橡膠改性瀝青各項性能試驗結果為：25 ℃針入度(0.1 mm)為64.4，軟化點為63.8 ℃，5 ℃延度為17.2 cm，25 ℃彈性恢復量為79%，180 ℃黏度為2.9 Pa·s。

(4)采用60目橡膠粉按照15%的數(shù)量摻加時，橡膠改性瀝青各項性能試驗結果為：25 ℃針入度(0.1 mm)為68.5，軟化點為61.5 ℃，5 ℃延度為14.8 cm，25 ℃彈性恢復量為78%，180 ℃黏度為1.7 Pa·s。

(5)采用60目橡膠粉按照20%的數(shù)量摻加時，橡膠改性瀝青各項性能試驗結果為：25 ℃針入度(0.1 mm)為64.9，軟化點為63.2 ℃，5 ℃延度為18.4 cm，25 ℃彈性恢復量為82%，180 ℃黏度為2.4 Pa·s。

(6)采用60目橡膠粉按照25%的數(shù)量摻加時，橡膠改性瀝青各項性能試驗結果為：25 ℃針入度(0.1 mm)為63.2，軟化點為66.5 ℃，5 ℃延度為18.2 cm，25 ℃彈性恢復量為84%，180 ℃黏度為2.6 Pa·s。

(7)對于SBS改性瀝青，其各項性能指標為：25 ℃針入度(0.1 mm)為66.7，軟化點為76.5 ℃，5 ℃延度為37 cm，25 ℃彈性恢復量為87%，180 ℃黏度為1.2 Pa·s。

2.2 結果分析

(1)當采用細度較高的橡膠粉時，若橡膠粉實際摻加量保持不變，則橡膠改性瀝青的針入度與軟化點均有所降低，但延度得到一定程度的提高。對橡膠改性瀝青自身改性效果進行分析評價時，黏度是一個重要評價指標。根據(jù)以上試驗結果可知，當橡膠粉的細度不變，摻加量增加時，橡膠改性瀝青的黏度增大。通過對比發(fā)現(xiàn)，橡膠粉細度不會對橡膠改性瀝青自身黏度造成太大的影響。因此，由于細度為40的橡膠粉比細度為60的橡膠粉便宜，所以從經濟性角度講，采用細度為40的橡膠粉完成復合改性即可，這樣能在發(fā)揮良好改性效果的同時，有效降低經濟成本。

(2)以上不同細度橡膠粉和不同橡膠粉摻加量的橡膠改性瀝青和常規(guī)條件下的SBS改性瀝青比較，各項技術指標均有所提升，僅延度這一技術指標稍顯不足，其根本原因在于橡膠顆粒自身，在試驗時，未能完全進行溶脹的部分橡膠顆粒周圍存在應力集中，使橡膠改性瀝青形成后延度相對較小。此外，當所摻加的橡膠粉細度較大時，所形成的橡膠改性瀝青自身延度有所增加。

(3)根據(jù)以上試驗結果和對試驗結果進行的分析，結合工程實際情況，將最佳的摻配比例確定如下：基質瀝青∶SBS∶橡膠粉=78∶2∶20。其中，橡膠粉采用細度為40的橡膠粉。

3 工程應用檢測及評價

3.1 壓實特性

壓實特性實測結果如表1所示。

表1 壓實特性實測結果

現(xiàn)場鉆芯所得芯樣厚度均勻，無論是壓實度還是空隙率都能滿足設計和規(guī)范的要求。

3.2 抗滑性能

構造深度實測結果如表2所示。

表2 構造深度實測結果

從表2數(shù)據(jù)可知，ARHM-13混合料構造深度比SMA-13混合料小，但都滿足相關規(guī)范提出的要求。

3.3 平整度

試驗段路面實際平整度比普通路面要好，這主要和級配類型相關，試驗段所用混合料和SMA混合料相似，現(xiàn)場施工中基本不會發(fā)生離析，能有效提高路面實際平整度。

3.4 抗?jié)B性

試驗結果表明，試驗段實測滲水系數(shù)均小于120 mL/min，滿足相關規(guī)范提出的要求。

4 結 語

綜上所述，試驗表明，橡膠改性瀝青各項技術指標均與SBS改性瀝青相接近，甚至某些性能指標還高于SBS改性瀝青，為了使橡膠改性瀝青充分發(fā)揮應有的作用效果，建議采用基質瀝青∶SBS∶橡膠粉=78∶2∶20的摻配比例。經實踐，橡膠改性瀝青路面的壓實度、抗滑性、平整度和抗?jié)B性都能達到設計與規(guī)范提出的要求。