橡塑合金改性沥青及其混合料技术性能研究

为了缓解废旧橡胶、塑料产生的“黑色污染”、“白色污染”问题,同时制备高低温性能兼顾的改性沥青产品,以废旧橡胶粉和回收聚乙烯塑料为主要原材料生产湿法改性橡塑合金改性剂,基于针入度体系试验和Superpave沥青胶结料PG分级体系评价指标,研究了橡塑合金改性沥青的高低温性能和流变特性,优化出了最佳的废旧胶粉和回收塑料的掺配比例,进而采用常规3大路用性能试验和四点弯曲疲劳试验研究了橡塑合金改性沥青混合料的路用性能与抗疲劳性能。结果表明,橡塑合金改性剂有效改善了沥青的高温性能,并充分发挥了橡胶沥青高粘高弹性能和热塑性弹性体的高强度性能,橡塑合金改性沥青是高低温性能兼顾的沥青产品,其改性沥青抗车辙因子与高模量沥青相近;橡塑合金改性沥青混合料的低温抗裂性能满足冬严寒区使用性能要求,与5%SBS改性沥青相比,橡塑合金改性沥青的高温稳定性和水稳定性能更加优越,疲劳寿命对应变水平变化的敏感程度更低,更具有耐久性;实体工程使用2 a后状况良好,取得了优良的使用效果,研究成果为橡塑合金改性沥青推广应用提供可靠的技术保障。

橡塑合金改性沥青制备工艺关键参数研究

为了合理、有效地利用废旧橡胶粉和废旧塑料并改善两者与沥青的相容性,采用精密开炼机预先将两种废旧材料熔融共混,制备成橡塑(质量)比分别为5∶5(Ⅰ型)、6∶4(Ⅱ型)、和7∶3(Ⅲ型)3种橡塑合金改性剂。按照正交试验方案对伦特70#基质沥青进行改性,制备橡塑合金改性沥青,以橡塑合金改性沥青的48 h离析软化点、25℃针入度、软化点和5℃延度为指标,筛选橡塑合金改性沥青的最佳复配方案,并通过灰色关联度分析法和极差分析法确定制备工艺最佳的关键参数。最后通过扫描电子显微镜、布氏旋转黏度试验、BBR试验和DSR试验对橡塑合金改性沥青的结构形态、流变性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能进行了分析。结果表明:最佳复配方案为外掺20%(相较于基质沥青质量)橡塑比为7∶3(Ⅲ型)的橡塑合金、2%增溶剂(糠醛抽出油)和9%稳定剂(硫磺),制备的橡塑合金改性沥青储存稳定性和高温稳定性良好,推荐制备工艺的最佳关键参数为剪切温度180℃、剪切速率3500 r/min、剪切时间1.5 h和发育时间0.5 h;橡塑合金改性剂与沥青的相容性好,制备的橡塑合金改性沥青具有较低的温度敏感性,较好的低温抗裂性和抗疲劳性能。