SBS橡膠復(fù)合改性乳化瀝青的應(yīng)用

孫洪軍

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司,黑龍江 哈爾濱 150000)

0 引 言

超粘磨耗層是一種針對(duì)交通負(fù)載大的路面結(jié)構(gòu)。磨耗層采用高質(zhì)量防滑料及高性能改性瀝青、改性乳化瀝青，采用獨(dú)特的間斷級(jí)配結(jié)構(gòu)，能有效提高路面抗滑性能，同時(shí)高性能材料的應(yīng)用能延長(zhǎng)道路使用壽命，混合料連通空隙結(jié)構(gòu)能降低行車(chē)噪音，提高路面排水能力，雨天減少水霧，讓車(chē)輛出行更加安全、舒適。

1 結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)

瀝青老化有熱老化、光老化、水老化和壓力老化四種。結(jié)合國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀，由于各地公路建設(shè)用料不同，建設(shè)時(shí)間不同，氣候壞境及荷載等不同，造成瀝青的老化原因也不同。新型超粘磨耗層是指在在改性乳化瀝青拌和過(guò)程中摻入玻璃纖維、SBS、橡膠粉，三合一的改性乳化瀝青混合料，具有強(qiáng)大的抗老化性能，形成新的磨耗層。該技術(shù)在傳統(tǒng)粘結(jié)層工藝的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮玻璃纖維、SBS、橡膠粉的疊加效應(yīng)。玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性瀝青及混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與路用性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。一方面，具有良好的使用性能，它可以提高瀝青的粘度，提高瀝青的低溫抗裂性能，增加瀝青抗老化、防氧化和熱穩(wěn)定性，從而減少路面開(kāi)裂，延長(zhǎng)路面使用壽命，改善輪胎與地面的附著性能，可以降低橡膠摻量，在保證粘度的同時(shí)具備良好的施工和易性。另一方面，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，在保證性能的同時(shí)減少2%左右的SBS的摻量；SBS橡膠復(fù)合改性瀝青中SBS的摻量可以有所減少，SBS作為石油制品，價(jià)格昂貴，從這一角度來(lái)講，一定程度上降低了成本。

2 橡膠瀝青制備

2.1 橡膠粉技術(shù)要求

橡膠原料應(yīng)為車(chē)輛廢胎，顆粒規(guī)格宜為20～80目，廢胎膠粉應(yīng)質(zhì)地均勻，廢胎膠粉中的纖維顆粒不可結(jié)團(tuán)，不可含玻璃、微小砂礫以及木屑等雜質(zhì)。不應(yīng)有呈編織狀的纖維顆粒，廢胎膠粉的最后一道生產(chǎn)工藝宜采用常溫發(fā)研磨粉碎，橡膠粉技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 橡膠瀝青用廢舊輪胎粉技術(shù)指標(biāo)要求

2.2 橡膠瀝青制備

橡膠瀝青制備工藝[1-9]，詳見(jiàn)表2。

表2 橡膠瀝青制備明細(xì)表

表2(續(xù))

3 改性乳化瀝青制備及玻璃纖維

(1)改性乳化瀝青制備工藝[10-18]，詳見(jiàn)表3。

表3 改性乳化瀝青制備明細(xì)表

(2)玻璃纖維技術(shù)指標(biāo)詳見(jiàn)表4。

表4 纖維技術(shù)指標(biāo)

4 測(cè)試方法

利用熒光顯微鏡獲取改性瀝青的微觀圖像，對(duì)改性瀝青的相態(tài)結(jié)構(gòu)、改性劑的形態(tài)與分布和改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。同時(shí)，利用紅外光譜儀等測(cè)試方法，對(duì)改性劑溶脹效果進(jìn)行量化分析，并提出合理的改性瀝青質(zhì)量控制的相關(guān)指標(biāo)。采用材料學(xué)分析方法，選擇利用高分辨熒光顯微鏡、紫外光譜、紅外光譜、掃描電鏡、疑膠色譜等方法中的一種測(cè)試方法對(duì)改性劑以及瀝青在改性過(guò)發(fā)生的物理化學(xué)變化進(jìn)行分斤研究，從微觀的角度探討改性瀝青性能發(fā)生變化的原因，研究玻璃纖維-SBS-膠粉復(fù)合改性瀝青的改性機(jī)理，并建立混合機(jī)理模型。利用掃描電鏡、凝膠滲析色譜技術(shù)進(jìn)行材料微觀表征分析。

4.1 結(jié)合料

性能試驗(yàn):針入度試驗(yàn)、延度試驗(yàn)、軟化點(diǎn)試驗(yàn)、旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)、塑性試驗(yàn)、薄膜烘箱老化試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)。對(duì)改性瀝青質(zhì)量控制檢驗(yàn);熒光顯微鏡掃描技術(shù)，紅外光譜分析技術(shù)、三大指標(biāo)等[19]-[20]，詳見(jiàn)表5、表6、表7、表8。

表5 基質(zhì)瀝青深度測(cè)試方法

表6 ZSV瀝青應(yīng)力掃描條件

表7 改性乳化瀝青試驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)

表8 復(fù)合改性瀝青試驗(yàn)指標(biāo)

4.2 混合料

混合料技術(shù)指標(biāo)詳見(jiàn)表9、表10。

表9 玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青超粘纖維磨耗層礦料級(jí)配

表10 玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青超粘磨耗層瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)

5 超粘磨耗層質(zhì)量控制

超粘磨耗層作業(yè)后路面外觀應(yīng)表面平整、密實(shí)、無(wú)松散、無(wú)輪跡。通車(chē)1個(gè)月以后，進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收時(shí)宜以1 km作為一個(gè)評(píng)價(jià)路段，具體檢查要求、方法、頻率、項(xiàng)目見(jiàn)表11。

表11 玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青超粘磨耗層成品技術(shù)指標(biāo)

表11(續(xù))

6 結(jié)束語(yǔ)

玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青相比SBS改性瀝青，可以在保證性能的時(shí)減少SBS的用量，極大的降低了成本投資。另外復(fù)合改性瀝青可以改善路面的受力狀態(tài)，延長(zhǎng)路面的使用壽命，降低路面的養(yǎng)護(hù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。同時(shí)，它的推廣將緩解廢舊輪胎的堆放處理壓力，對(duì)環(huán)境保護(hù)做出重大貢獻(xiàn)，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)玻璃纖維-SBS-橡膠復(fù)合改性乳化瀝青以提升路面性能和改善路面使用狀況，橡膠的回收再利用緩解了環(huán)境壓力，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。