橡膠粉與SBS復合改性瀝青制備工藝及性能研究

張忠明劉貞鵬

（1中交公路規劃設計院院有限公司 北京 100088 2廣西交通職業技術學院 廣西南寧 530023）

橡膠粉與SBS復合改性瀝青制備工藝及性能研究

張忠明1劉貞鵬2

（1中交公路規劃設計院院有限公司 北京 100088 2廣西交通職業技術學院 廣西南寧 530023）

以70號瀝青作為基質瀝青，加入橡膠粉和SBS對瀝青進行改性，通過對3種制備工藝生產出的復合改性瀝青性能比較研究，選出復合改性瀝青路用性能較好的室內制備工藝.采用全因子試驗方法，在試驗結果基礎上建立多元線性回歸模型和分析顯著相關性，通過直觀分析出復合改性瀝青性能較優的制備方法

橡膠粉;SBS;復合改性瀝青;制備工藝

1 前言

本文對橡膠粉、SBS復合改性瀝青室內制備工藝進行試驗研究，探討制備工藝、橡膠粉粒度、橡膠粉摻量、SBS摻量對復合改性瀝青路用性能的影響，給予實際生產中有效的數據支撐。

2 試驗原材料

基質瀝青選取SK70#道路石油瀝青，其性能試驗結果滿足施工技術規范要求；橡膠粉為江蘇江陰某公司生產提供的20目、40目橡膠粉；SBS為重慶某公司生產的線型SBS。

3 試驗

3.1復合改性瀝青制備工藝

橡膠粉與SBS復合改性瀝青選取內摻10%的40目橡膠粉，內摻2%的SBS。復合改性瀝青生產方式主要采用低速剪切和簡單攪拌制備。剪切速度要求為4000-5000r/min，生產過程中瀝青溫度控制要求為180～200℃。采用以下3種制備工藝，工藝Ⅰ：同時橡摻加膠粉與SBS—剪切60min—攪拌發育30min；工藝Ⅱ：加入SBS—剪切30min—加入橡膠粉—剪切30min—攪拌發育30min；工藝Ⅲ：摻加橡膠粉—剪切30min—加入SBS—剪切30min—攪拌發育30min。三種工藝生產的復合改性瀝青試驗結果如表1所示。

表1 三種工藝生產的復合改性瀝青試驗結果

從表1可知，三種工藝生產的復合改性瀝青針入度均較低、相差較小；軟化點指標：工藝Ⅲ＞工藝Ⅱ＞工藝Ⅰ；5℃延度：工藝Ⅲ＞工藝Ⅰ＞工藝Ⅱ；彈性恢復：工藝Ⅲ＞工藝Ⅰ＞工藝Ⅱ；177℃布氏旋轉黏度：工藝Ⅲ＞工藝Ⅰ＞工藝Ⅱ。綜合各個試驗指標，工藝Ⅲ所制備的復合改性瀝青優于工藝Ⅰ、工藝Ⅱ，推薦采用工藝Ⅲ為室內復合改性瀝青制備工藝。

3.2性能研究

試驗方法采用全因子試驗方法，制備工藝采用工藝Ⅲ，制備不同橡膠粉粒度（20目、40目）、橡膠粉摻量（7%、10%、13%、16%、19%）、SBS摻量（1%、2%、3%）的復合改性瀝青，研究各項因子對針入度、軟化點、彈性恢復、177℃布氏旋轉黏度試驗結果的性能影響。

3.2.1 建立數學模型與顯著性檢驗分析

根據全因子試驗結果，建立數學模型以分析各項因子對瀝青性能指標的影響。將橡膠粉粒度X1、橡膠粉摻量X2、SBS摻量X3作為因子變量，針入度Y1、軟化點Y2、彈性恢復Y3、旋轉黏度Y4為試驗結果，建立多元線性回歸數學模型，并做X對Y顯著性檢驗分析，分析結果如表2。

從表2可知，X1對Y1、Y3沒有顯著性影響，表明橡膠粉粒度對針入度指標與彈性恢復指標的試驗結果沒有顯著影響；其余因子變量X對試驗結果Y均有顯著性影響。

表2 數學模型和X對Y影響顯著性分析結果

3.2.2 均值分析

采用均值分析的方式，更為直觀分析橡膠粉粒度、橡膠粉摻量、SBS摻量對復合改性瀝青性能指標的影響。

摻入20目、40目的橡膠粉的復合改性瀝青針入度和彈性恢復沒有明顯變化，與顯著性分析結果一致；而摻入20目橡膠粉的復合改性瀝青的軟化點、旋轉黏度兩項指標均優于摻入40目橡膠粉的復合改性瀝青。本次試驗推薦采用20目橡膠粉。

隨著橡膠粉摻量的增加，復合改性瀝青的針入度呈下降趨勢，軟化點、彈性恢復呈上升趨勢，旋轉黏度呈明顯增長趨勢。但由于施工對瀝青黏度有具體要求，故不宜選用過高的橡膠粉摻量。本試驗推薦橡膠粉摻量為13%～16%。

隨著SBS摻量增加，針入度呈降低下降趨勢，軟化點、彈性恢復、旋轉黏度呈上升趨勢。因此，隨著SBS摻量增加，復合改性瀝青性能得到明顯改善，但由于施工對瀝青黏度有具體要求，且SBS價格較貴，綜合各個因素，本試驗推薦SBS摻量為2%。

4 結論

（1）橡膠粉與SBS復合改性瀝青改性劑摻加工藝：摻加橡膠粉—剪切30min—摻加SBS—剪切30min—攪拌30min。

（2）根據全因子試驗結果，建立數學模型，分析得出20目、40目橡膠粉對針入度、彈性恢復2項指標影響很小，其余因子變量X對試驗結果Y均有顯著性影響

（3）通過直觀分析出復合改性瀝青選擇最佳橡膠粉粒度為20目，橡膠粉摻量為13%～16%，SBS摻量為2%。

[1]楊軍.聚合物改性瀝青[M].北京:化學工業出版社.2006.

[2]呂偉民.橡膠瀝青路面技術[M].北京：人民交通出版社.2011.5.

[3]張忠明.水泥橡膠綜合改性瀝青混合料水穩定性研究[D].重慶交通大學,2014.

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1007-6344（2017）06-0025-01