1、橡胶沥青技术性能分析摘要：橡胶沥青的技术性能与其生产工艺、橡胶粉类型、基质沥青类型、橡胶粉掺量等关系密切，通过室内实验研究了这些因素对橡胶沥青高温性能、低温性能、抗老化性能等的影响，本文针对橡胶沥青技术分析探讨。 关键词：橡胶沥青；橡胶粉；性能分析 中图分类号：V438+.1 文献标识码：A 文章编号： 1橡胶沥青定义及分类 橡胶粉改性沥青是指采用废旧轮胎经粉碎后制成的胶粉（橡胶粉细度一般为 20-80 目）作为改性剂，通过特殊的生产工艺得到的能够改善混合料性能的沥青结合料。在普通沥青中加入橡胶进行改性后，其针入度减小，粘度增大，软化点提高，具有较高的抗车辙能力和抗推移拥抱的能力。同时，在沥青
2、中加入胶粉提高了沥青的柔韧性，改善了沥青的低温性能和抗疲劳性能。由于加入橡胶粉后沥青的粘附性增加，石料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加，因而提高了沥青路面抗水损害性能和耐久性，延长了公路的使用寿命。此外，用橡胶沥青和单粒径集料制成的橡胶沥青薄膜能够明显防止和减少沥青路面反射裂缝，大大延长路面裂缝的反射时间。表 1 为橡胶沥青技术标准。 目前国内按照生产工艺分成两种方法。一种称之为干法，另一种称之为湿法。干法是将废胶粉直接喷入沥青混合料拌和鼓中拌和，胶粉的添加量一般为混合料的 2-3%，所得到的混合料称为橡胶改性沥青混合料。由于胶粉仅作为填料，对沥青改性效果只能通过沥青混合料性能的改变来反映，其均匀
3、性控制和改性效果检验较困难，另外，存在胶粉损失和环境污染等问题，故使用范围受到限制；湿法是将胶粉先在 180-200的热沥青中混合，通过机械能和热能及化学的方法，使胶粉降解，形成稳定分散的橡胶粉改性沥青，胶粉的添加量一般为沥青的 15-20%。湿法，按工艺又分为溶胀法（以物理混合为主）和发育法（以化学变化为主，也存在一定的物理变化） 。 2橡胶沥青的优点 2.1 提高沥青的黏度 黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。有资料显示，20%胶粉含量的橡胶沥青，在 190时的动力黏度与 4%SBS 含量的改性沥青在 135时的
4、动力黏度值相当，约 3Pa.s；橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约 10。 2.2 改善沥青的低温性能 沥青的低温性能是指低温的脆性和抗裂性。据南非某公司试验比较，橡胶沥青的弗拉氏脆点与 4%SBS 改性沥青比较，降低约 9，达-17至-19。橡胶沥青良好的低温性能，在寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。 2.3 抗老化、抗疲劳性能明显提高 大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、防氧化和热稳定性，而且由于轮胎橡胶优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，从而延长路面的使用寿命。有资料显示，橡胶沥青路面可提高路面使用寿命 13 倍。 2.4 提高行
5、车的舒适性和安全性 由于橡胶路面的柔性，将缓冲路面局部不平整引起车辆的震动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。2.5 降低行车噪音 橡胶沥青路面车速在 50-100 公里/小时， 噪音将降低 3-8 分贝。 3.影响橡胶沥青及橡胶沥青混凝土质量的因素 3.1 生产工艺 目前应用橡胶改性沥青技术主要有干法处理和湿法处理两种，由于干法处理是将橡胶屑作为填料直接加入到烘干的集料中，搅拌时间很短，在橡胶屑与沥青之间无法发生反应作用，因此通常不会产生很多改性作用。这种方法目前应用不多。 早期的湿法处理方式是将基质沥青温度加热到 170左右，将橡胶屑的粒径尽可能
6、的磨细（如 100200 目） ，这种方式由于生产工艺、成本、处理时间大等问题，后来没有获得大面积推广；20 世纪 6070 年代，美国亚利桑那州 C.H.McDonald 开发了一种 McDonald 湿式处理法，这种工艺将基质沥青超高温加热到 190218，并将橡胶屑颗粒在这样的高温下在沥青中浸泡溶胀而与沥青的轻质油分形成一种凝胶（Gel）状的物质。后来这种工艺获得巨大成功，当前主要应用这种方式。 （1）橡胶屑的材料、颗粒细度、加工工艺、掺量选用废旧轮胎最好是大车轮胎中的花纹轮胎，因为这种轮胎天然橡胶含量多，容易降解；小车轮胎中使用的子午线轮胎由于的合成胶较多，不易降解；关键是掌握与控制大
7、小车轮胎粉的比例，使生产的橡胶改性沥青性能稳定。 （2）橡胶沥青所具有的特性与橡胶屑的颗粒细度有很大关系，以往的观点认为橡胶屑的颗粒越细越好，但通过实践证明，在沥青混合料中，橡胶屑的最佳颗粒大小应该是橡胶屑在高温的沥青中浸泡后，与沥青中的轻质油分发生溶胀，仍然保持着固体颗粒核心。因此，对橡胶沥青混凝土来讲，最佳的橡胶屑颗粒应为 2040 目，即颗粒比较粗；对应用于橡胶碎石封层和应力吸收层应用的橡胶屑，应用颗粒细度为 4060 目左右的，即比较细。 （3）橡胶沥青的加工目前有很多方法，比较好的方式是低速煎切工艺，传统的高速煎切工艺（即胶体磨）通过实践证明，加工的橡胶屑生产的橡胶沥青黏度不如低速煎
8、切工艺黏度高。橡胶屑的掺量一般为1824。 3.2 沥青混合料的级配 橡胶沥青混凝土的级配一般为断级配，但也可以作为改进型的密级配沥青混凝土，同样也可以用于 SMA 路面中。 3.3 温度的影响 温度是橡胶沥青制作过程控制的重要参数之一。温度对橡胶沥青反应时间有较大影响，因此，反应温度不能太低。胶粉改性沥青反应温度190210。 提高掺配罐的温度不是一件容易的事，一方面是加入 20%常温胶粉对基质沥青降温过多，计算表明 200的基质沥青加入 20%常温胶粉，平均温度将降至约 163；另一方面是短时间补充过多热能有一定的困难，这不仅需要较大热源，而且传热系统也变得复杂。 高温下制作的橡胶沥青不宜
9、长时间存放，以防止材料特性发生变化，降低使用性能。为此，橡胶沥青宜采用现场改性，就地使用，这不仅是为了防止材料降低性能，而且减少再次升温需要消耗的热量。如果橡胶沥青需要储存的话，应降低储存温度。 4.橡胶沥青与 SBS 沥青混合料经济比较 对橡胶沥青的应用作出全面的评价，不仅要看它的技术可行性，还要看它的使用经济性，并与其他沥青使用价格相比较。根据最近的材料价格：SBS20000 元/吨，40 目的废旧橡胶粉 4000 元/吨（40 目以下价格更低） ，基质沥青 5000 元/吨。计算常用配比：SBS 添加 5%、胶粉添加 20%时，一吨 SBS 改性沥青与橡胶沥青的价格.1 吨 5%的 SBS 改性沥青与 20%的橡胶沥青的价格参考价格： SBS 改性沥青 6000 元/吨，橡胶粉改性沥青5800 元/吨。 5.结语 目前橡胶沥青技术对中国公路界来说还是一项新技术，人们对橡胶沥青的作用机理还不是十分了解，对原材料的选择、黏结剂的设计与制作工艺、橡胶沥青混合料的设计方法、施工技术、施工质量控制与检测方法等方面还缺少必要的知识和经验积累，更缺乏相应的设计规范、质量控制标准和评价体。
