田辉黎

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023）

橡胶沥青的粘度评价指标分析

田辉黎

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023）

橡胶沥青由于其充分利用废旧橡胶的环保性特点而在道路中得到广泛应用，为了确保其良好的使用性能，有必要对其性能的核心评价指标-粘度进行分析研究。因此，本文首先分析了国内外橡胶沥青粘度的评价方法，然后通过试验检验了现有的粘度评价方法的可行性，并提出了相关的建议。

橡胶沥青；粘度；分析研究

废胎胶粉、橡胶沥青作为新型的路面材料用于沥青路面，既可以改善路面使用功能，延长路面使用寿命，又可以解决废旧轮胎“黑色污染”的环境压力，符合当前我国建设节约型社会和发展循环经济的政策。

1 国内外橡胶沥青粘度评价指标

1.1 国外橡胶沥青粘度评价

国外大多数的国家和地区对橡胶沥青技术性能评价主要包括粘度、针入度（或锥入度）、软化点以及弹性恢复四个方面。其中，粘度作为其技术性能的最主要指标。

1.2 国内橡胶沥青粘度评价

对于国内橡胶沥青技术指标评价体系主要以180℃粘度为主导、传统聚合物改性沥青评价体系为基础，同时结合我国沥青路用应用相关经验和研究成果，参考国内外相关技术标准和规范制定。主要包括 180℃粘度、25℃针入度、软化点、弹性恢复以及5℃延度这五大指标[1]。

2 粘度的测试实验分析

粘度是用来描述液体流动难易程度的物理量。当相邻流层存在着速度差时，快速流层力图加快慢速流层，而慢速流层则力图减慢快速流层，流层间的这种作用力称为内摩擦力或粘性力[2]。常见的粘度测定方法通常有毛细管法、旋转法、滑板粘度计和落柱式粘度计法以及流出杯法等。

2.1 测试实验

本节选取由某公司生产的一种常用橡胶沥青，其中橡胶沥青的加工温度为 180℃、加工时间为45min，胶粉掺量为21%，采用SC4-27号转子，10r/min、20 r/min、50 r/min、100 r/min、150 r/min五个转速以及回归出 50%扭矩相对应Brookfield粘度，如图1。同时求取橡胶沥青不同储存时间的粘度值作为样本求取其标准差反映不同转速对橡胶沥青的区分度，如表1。

表1 不同存储时间180℃粘度标准差

2.2 回归分析

对于上述橡胶沥青进行转子转速与相应粘度指标相关性回归。对上述橡胶沥青不同转速与相应粘度结果回归方程及相关性系数如表3所示。

可知，橡胶沥青不同转速与相应 Brookfield粘度指标满足幂函数方程：Y=aX-b…（1） 。式中：X-Brookfield粘度仪转速；Y-相应转速条件下的粘度检测指标；a、b-相应反映原材料特性的参数。由幂函数方程Y=aX-b可知，上文中由于随着转速的减小，Brookfield粘度仪对橡胶沥青粘度的敏感性逐步变大，并不是由于采用较小的转速时其误差较大造成的。同时考虑橡胶沥青粘度与扭矩的关系，对上述橡胶沥青粘度以及相对应扭矩进行对数回归。可知，橡胶沥青不同转速条件下对应粘度与扭矩的对数值具有较高的相关性，其粘度Y与对应的扭矩Z符合幂函数方程：

Y=αZ-β…（2）。式中：Z—特定转速条件下橡胶沥青粘度对应的扭矩；Y—特定转速条件下橡胶沥青粘度结果；α、β—相应反映原材料特性的参数。根据回归结果，对比式（1）和式（2），可以看出，橡胶沥青粘度与其转速和扭矩皆存在幂函数关系。

表3 Brookfield仪转速与相应粘度检测结果回归方程

表4 Brookfield仪不同转速粘度与扭矩双对数回归方程

结合上文对于粘度定义的认识可以认为，这种粘度与扭矩和转速的幂函数关系属于材料的固有关系，即材料本身的粘度与测得的条件转速和扭矩是无关的，仅与其自身粘性特性有关，然而粘度的度量值则需要通过特定转速或扭矩条件下表现出来。总之，虽然对于不同测试条件下的橡胶沥青的粘度所表现出来的数字有所差异，但其对橡胶沥青粘度状态的标准是一致的。

本文针对上述橡胶沥青，采用Brookfield粘度仪和Haake粘度仪同时测定其180℃粘度，并进行相关性回归，结果如图2所示。

图1 不同存储时间180℃粘度

图2 橡胶沥青粘度

橡胶沥青Brookfield粘度仪与Haake粘度仪检测结果回归方程及其相关性系数如表5所示。

表5 Brookfield粘度与Haake粘度回归方程及相关性系数

由图2及表5可知，对于同一种橡胶沥青而言，Brookfield粘度与Haake粘度具有较好的相关性。对比两种粘度检测指标的相关性，具有一定的差异。这种差异与材料自身特征一定的关系，而更主要的与Haake粘度自身特点有关。相较于Brookfield粘度仪，Haake粘度仪更侧重于使用的便捷性进而导致其检测结果的变异性较大。

3 结论及建议

（1）基于上文对于表观粘度的论述，结合我国橡胶沥青加工及施工温度一般为 180℃左右的工程实际，对于橡胶沥青粘度的检测温度宜选用180℃。

（2）Brookfield粘度计测定橡胶沥青的粘度选用SC-27#转子，50%扭矩对应值。

（3）结合国内外对于橡胶沥青粘度的要求值，参考我国对于SBS改性沥青粘度指标的要求，在135℃下的粘度为1.8～3.0Pa·s的要求。

[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2003:145-146

[3]孙杨勇,张起森.沥青粘度测定及其影响因素分析[J].长沙交通学院学报,2002,18（2）:67-70.

Analysis of the rubber asphalt viscosity evaluation index

TIAN Huili
(Wuhan municipal engineering design and research institute co.,LTD,Hubei Wuhan 430023)

Due to the environmental protection characteristics of full use of waste rubber,Rubber asphalt are widely used in roads.In order to ensure its good performance,it is necessary to analysis and research the performance of viscosity which is its core index.Therefore,this paper analyzes the evaluation methods of asphalt rubber viscosity all over the world,and then tests the feasibility of existing evaluation methods,and puts forward relevant proposals.

rubber asphalt; viscosity; analysis

U416

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.00

1672–7304(2016)01–00–0

（责任编辑：雷 君）

田辉黎（1989-），男，湖北潜江人，研究方向：道路工程 。