橡膠瀝青制備技術探討研究

王時根 （中鐵四局集團第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）

1 引言

隨著高等級公路建設的發展，平整性好、行車舒適且噪聲低的瀝青路面已成為公路路面的主要形式。但是由于近幾年交通量迅速增長、超載嚴重、車輛渠道化等現象的日益明顯，使瀝青混凝土路面面臨嚴峻的考驗，正在運營的道路破壞嚴重。隨著國家日益注重環保，其中廢舊輪胎造成的嚴重的環境問題也亟需需要解決。因此研究使用廢舊輪胎加工配置橡膠瀝青既環保又能對瀝青路面起到抗車轍、開裂、延長路面使用壽命的作用。

本文結合西咸北環線高速公路第LM-2合同段橡膠瀝青上面層施工，針對項目環境特點、橡膠瀝青現場加工、質量可控等要求，主要從原材料的選擇包括橡膠粉的種類和特性、橡膠瀝青配伍性試驗及加工工藝等方面進行探討研究。

2 原材料選擇

2.1 基質瀝青原材料技術要求

本項目橡膠瀝青的基質瀝青采用90#A級道路石油瀝青，基質瀝青各項指標均應滿足表1要求。

2.2 橡膠粉種類確定

采用現場加工方式生產橡膠瀝青，所用的橡膠粉加工廠選取天然膠含量較高的90～120cm規格子午輪胎或斜交輪胎經常溫粉碎加工，并剔除廢舊輪胎口圈部分原材料生產20、30、40目橡膠粉，經過對3種規格膠粉進行試驗（結果見表2），最終選擇30目橡膠粉作為橡膠瀝青加工原材料。

90#A級道路石油瀝青技術要求 表1

橡膠粉檢測結果一覽 表2

3 橡膠瀝青配伍性試驗

3.1 橡膠粉摻量確定

以外摻18%、20%、21%、22%、24%五種橡膠粉摻量在試驗室內制作小樣進行檢測，具體試驗結果如表3。

從表3不同橡膠粉摻量跟基質瀝青摻配后橡膠瀝青的各項檢測指標分析，并結合橡膠瀝青路面施工的和易性及經濟性綜合考慮，選擇橡膠粉為21%摻量為最佳摻量。

橡膠粉各摻量檢測結果 表3

4 橡膠瀝青制備工藝

優質的改性瀝青除了與改性瀝青生產用的原材料（即改性劑與基質瀝青）有直接相關的原因外，改性瀝青的生產工藝和設備也是至關重要。橡膠瀝青的加工工藝比傳統的SBS、PE等改性瀝青要復雜多，其影響因素也很多。因此，要在實際工程應用中生產出指標優越、質量穩定的橡膠瀝青，優良的加工設備和成熟的加工工藝十分關鍵。目前國內外橡膠瀝青加工備方法主要有兩種，即干法和濕法。由于干法制成的改性瀝青對溫度的敏感性改進不大，且質量不夠穩定，而濕法采用膠體磨/剪切實現攪拌功能的同時在局部形成高速渦流，同時達到粉碎和均質的效果。根據對兩種加工工藝進行對比，本項目采用濕法加工工藝進行橡膠瀝青現場加工制備工藝。

4.1 小樣室內制作，確定攪拌時間和發育溫度

通過對不同的攪拌時間和發育溫度的正交平行試驗，檢測 180℃旋轉黏度（Pa·s）、180℃Haake 黏度（Pa·s）、軟化點（℃）、錐入度（25℃，150g）（0.1mm）、回彈恢復（25℃）（%）、針入度（25℃，100g，5s）、延度（5cm，min，5℃）、彈性恢復 25℃技術指標，優選出最佳橡膠瀝青加工的攪拌時間和發育溫度。

4.1.1 小樣的制備

取基質瀝青（約2000g），分別加熱升溫至160、170、180、190、200℃，加入 21%橡膠粉，以加入橡膠粉的時間開始計算，在各溫度下熟化15min、30min、45 min、60 min不同時間下檢測，澆模，（整個制作過程不停攪拌）。

4.1.2 小樣的檢測

對橡膠瀝青所有指標進行檢測，檢測結果如表4所示，指標全部符合要求者為擬試生產改性瀝青配方和加工工藝。

根據試驗檢測結果確定最佳發育溫度為180℃，發育時間為45min。

橡膠瀝青小樣檢測結果 表4

4.2 制備工藝步驟

①按照規范及細則要求對基質瀝青進行檢測，確認基質瀝青的品質符合項目設計要求的標準。

②將基質瀝青脫桶后分別存儲于現場2個200t基質瀝青儲罐和拌和樓的基質瀝青罐中。

③基質瀝青(加熱到145℃時）通過快速升溫裝置升至180℃，經過流量計打入橡膠設備配料罐中，加入瀝青的同時加入橡膠粉，通過加料系統進行計量，然后通過配料罐使橡膠粉和基質瀝青能更好的溶和在一起。（加料時間為1min）溫度在180℃～190℃開始攪拌5min。

④然后加入存儲罐進行攪拌發育，發育時間為45～60min。

⑤取樣檢測各項性能指標，以確認達到項目要求的質量后，將橡膠瀝青泵入拌和樓使用。

5 結語

本文結合西安咸陽北環線高速公路第LM-2合同段項目的橡膠瀝青技術要求，經過大量的試驗研究，并對橡膠粉與基質瀝青進行配伍性試驗，最終確定橡膠粉的規格（30目）和最佳橡膠粉摻量（21%）。并通過對不同的攪拌時間和發育溫度的正交平行試驗，確定出最佳橡膠瀝青加工的攪拌時間和發育溫度。

同時結合橡膠瀝青現場加工設備各項參數及試驗研究結果，最終確定橡膠瀝青現場加工的各項技術參數。