蔡斌

摘 要：课题组对现阶段胶粉改性沥青在全国的应用与发展进行了简单梳理，并且对20%胶粉改性沥青的室内生产工艺及各项影响因素进行了分析。

关键词：废胶粉；改性沥青；应用

经过多年的发展，我国在积极借鉴吸收国外先进的技术经验，引进先进的技术设备，坚持独立自主的原则基础上，经过自主研发和创新，并结合我国的具体国情，根据各地不同气候环境、交通环境，逐步形成了适合我国各地区气候交通环境下的废旧胶粉改性沥青混合料技术。

1 废旧胶粉改性沥青研究现状

我国几乎是与美国在同一时期开始了对废旧胶粉改性沥青混合料的研究工作，并且取得了一些成果，但是受当时技术装备水平、社会环境等因素的影响，铺筑的一些实验路并没有收到理想的效果。21世纪以后，随着我国经济高速增长，汽车工业迅速发展，大量废旧轮胎的堆积问题，得到了我国政府有关部门的高度重视。

2001年，交通部公路科学研究院首次在桥面铺装工程中使用掺量为3%的废旧胶粉改性沥青，经过十几年的重载考验，该桥桥面至今各项性能均保持良好。

2009年，在对北京长安街进行大修中，技术人员使用了胶粉掺量为20%的温拌型废旧胶粉改性沥青混合料作为路面铺筑材料，对路面进行了铺筑，有效提高了原有沥青材料的韧性、防寒、防晒等性能促进了阅兵活动的顺利进行。

2014年，针对传统胶粉改性沥青工艺制备的胶粉改性沥青存在易离析、高粘度等缺点，黄卫东课题组采用美国Terminal Blending无搅拌润湿工艺，制备了Terminal Blending胶粉改性沥青，并从储存稳定性、软化点、针入度、黏度、延度五个方面将其与普通橡胶沥青进行对比。实验结果表明：TB工艺能够促进胶粉完全溶于沥青，使得TB沥青整体更加均匀，48h软化点之差和储存前后针入度之差都小于普通沥青的1/2，且黏度也小于普通胶粉改性沥青（0.3-0.6 Pa·S，180℃），TB沥青低温性能良好而高温性能一般。

2015年，在河北省全段都使用了废旧胶粉改性沥青混合料作为路面铺筑材料的京港澳高速公路改扩建工程，共利用废旧轮胎351万条，实现了低能耗，低污染的目标，减少了黑色污染。

2016年，针对河北省地区的气候环境条件及交通特点，河北大学对适用于河北省区域的低能耗废旧胶粉改性沥青路面关键技术进行了研究，其研究成果可有效降低河北省地区的环境污染。

2017年，河北省交通规划设计院对掺量在30%以上的，高掺量废旧胶粉改性沥青进行了研究，并提出通过一定方式加大胶粉掺量可以显著提升改性沥青的高、低温性能。

经过多年的发展，我国在积极借鉴吸收国外先进的技术经验，引进先进的技术设备，坚持独立自主的原则基础上，经过自主研发和创新，并结合我国的具体国情，根据各地不同气候环境、交通环境，逐步形成了适合我国各地区气候交通环境下的废旧胶粉改性沥青混合料技术。

2 制备工艺对废旧胶粉改性沥青性能的影响

2.1 制备工艺简介

20%膠粉改性沥青实验室生产工艺：将装有熔融状态的70号沥青小缸，放置在电加热炉上加热，并使用电动搅拌器开始搅拌，当沥青加热至140℃时，加入各种助剂，继续升温至185℃时，加入胶粉，加热至190℃并保持温度继续搅拌40 min（胶粉溶胀），使用高剪切乳化实验机对改性沥青进行高速剪切，剪切机最高转速为7000 rpm，剪切时间为5 min（第一次剪切），剪切完毕后，加入交联剂，并继续搅拌5 min，最后进行第二次剪切，剪切机最高转速为7000 rpm，剪切时间为5 min（第二次剪切），剪切完毕后即得到20%胶粉改性沥青成品。

2.2 搅拌温度影响

废旧胶粉改性沥青制备过程中对搅拌温度的控制，直接影响着所制备改性沥青的性能。如果控制的搅拌温度过高，虽然能够获得更好的改性效果，但是由子温度的升高加快了脱硫反应的速度，使沥青的耐久性变差，加快其老化。相反如果控制的搅拌温度过低，会阻碍胶粉的溶胀作用，影响废旧胶粉对沥青的改性效果。因此，选择合适的搅拌温度对获得性能优良的废旧胶粉改性沥青至关重要，课题组认为20%胶粉改性沥青的最佳搅拌温度为180℃-190℃之间。

2.3 搅拌时间影响

搅拌时间过短，废旧胶粉在沥青中的溶胀反应就无法充分进行，进而沥青的改性效果就会受到影响。搅拌时间过长，沥青就会加快老化，同样影响着废旧胶粉改性沥青的性能。

2.4 剪切速率影响

在搅拌的同时对废旧胶粉进行高速剪切，能够进一步将胶粉剪细，增大胶粉与沥青的接触面积，更好的发生溶胀反应，因此，合适的剪切速率同样影响着废旧胶粉改性沥青的性能，课题组认为20%胶粉改性沥青的最佳剪切速率为7000rpm。

3 结语

废旧胶粉改性沥青在国外应用己经很久了，课题组在总结国内外经验的基础上提出了20%胶粉改性沥青室内实验的最佳生产工艺（搅拌温度180℃-190℃，搅拌时间30min-40min，剪切速率7000rpm）。现阶段胶粉改性沥青的应用研究还存在许多关键问题有待解决（如何降低胶粉改性沥青在施工过程中的有害气味、如何进一步加大胶粉的掺量、如何进一步降低胶粉改性沥青生产能耗等关键技术等），因此，对于废旧胶粉改性沥青的研究，还需要有很多工作要做。