摘要:本文介绍了橡胶粉改性沥青改性机理,分析了搅拌温度、橡胶粉剂量、稳定剂和搅拌
时间等因素对橡胶粉改性沥青性能的影响。
关键词:橡胶粉改性沥青;性能;影响;因素。
沥青路面中关键的材料为其中的沥青,我国的沥青路面发展历程近二十年,从最初的
普通沥青发展到后来的改性沥青,现在已经有多种改性沥青面世,橡胶粉改性作为其中的
一种,
2004 年才开始引进我国,在沥青路面中使用橡胶粉改性沥青不仅能全面提高路面的
性能,而且具有良好的社会经济效益。
1 橡胶粉改性沥青的改性机理
橡胶粉改性是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的
改性沥青胶结材料。橡胶粉不发生裂解,吸收基质沥青中轻质部分,一方面直接改善基质沥
青,另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。橡胶沥青中橡胶粉的含量在
18%以上,熔胀
反应后,橡胶颗粒的体积比重在
30-40%左右,胶结料和混合料都能显著表现出橡胶的物
理、力学、化学性能。
硫化橡胶与沥青同属非极性材料,沥青中被视为可溶质的粘度小的低分子油份和蜡占
沥青成份的
54%以上,当橡胶经过一定处理后与沥青加热混溶时,橡胶在高温下被沥青中
的低分子油份溶胀后,一方面使油份粘度增加和稠度提高,另一方面使橡胶分子的作用力
减小。由于橡胶是一种高分子化合物,除富有弹性外,还有很高的自粘性和互粘性,它比沥
青的粘度高得多,当橡胶和沥青混溶成一体后,沥青的粘度提高了;当橡胶被充分溶胀而
未裂解时,它既能以单独相存在又形成连续的网络。
2 橡胶粉改性沥青的性能影响
2.1 搅拌温度对改性沥青性能的影响
沥青既可以看成胶体结构,也可以看成由高分子组成的混合物。其分子量的大小决定
其软化点的大小。当搅拌温度低时,沥青的分子链的运动程度相对较小,其粘性较大,不利
于胶粉与沥青混和均匀,及沥青分子与胶粉中的橡胶网状结构结为一体,使改性沥青的分
子量相对较小,其沥青的软化点相对较低。当温度高时,沥青体系中的分子链与胶粉能够很
好的结为一体,使改性沥青的相对分子量增大,软化点相对提高。当温度再高时,尽管沥青
体系中的分子链与胶粉颗粒均匀分布并很好的结合为一体,但由于胶粉中橡胶的抗断强度
降低,胶粉粒的高弹性能就会降低,使改性沥青的软化点降低。由图
1 所示的结构可以看出,
橡胶粉改性沥青的搅拌温度选定在
150
℃时较为适宜。
2.2 搅拌时间对胶粉沥青改性性能的影响
图 2 和图 3 分别是搅拌 2 分钟和搅拌 5 分钟的橡胶粉改型沥青电子透镜图片。从中可以
明显的看出,搅拌
2 分钟的胶粉沥青体系中存在着较大的胶粉积聚团体,沥青胶体结构中
的分散相大部分没有与胶粉结合形成稳定体系。而当搅拌时间增加为
5 分钟时,沥青中的胶
粉积聚团被进一步分散变小,自至变成胶粉单粒,使单个胶粉颗粒以溶入沥青或部分溶胀
部分溶入沥青的方式与沥青胶体结构中的分散相(沥青质与胶质)紧密结合在一起,搅拌
时间对胶粉改性沥青的影响很大。
图 4、图 5 的结果表明,胶粉存在最佳掺量,当橡胶粉剂量增加时,一方面沥青分子与
胶粉中的橡胶结构结合在一起的数量增加;另一方面沥青胶体中的分散相胶质与没有溶入
沥青中的橡胶粒的空间网状结构山于互相亲和结合在一块的几率也相应增加,产生较好的