脱硫胶粉/SBS改性沥青性能及机理研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.003

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (1): 13-18.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.003

脱硫胶粉/SBS改性沥青性能及机理研究

徐强祥¹(), 张国平², 胡一红³, 杨法勇⁴, 赵琼阳⁵^,⁶, 李志刚⁵^,⁶

^1.西城工程设计集团有限公司，杭州 310015
^2.榆林市榆阳区农村公路养护中心，陕西榆林 719000
^3.湖南高速养护工程有限公司，长沙 410000
^4.西安公路研究院有限公司，西安 710061
^5.西安科技大学建筑与土木工程学院，西安 710054
^6.西安科技大学道路工程研究中心，西安 710054

收稿日期:2024-04-07 出版日期:2025-01-26 发布日期:2025-02-14
作者简介:徐强祥（1981-），男，高级工程师，研究方向为道路工程设计与管理，3140557680@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(52308466);陕西省交通科技项目(24?19K);陕西省科学技术协会青年人才托举计划项目(20240409)

Performance and mechanism of desulfurization crumb rubber/SBS⁃modified asphalt

XU Qiangxiang¹(), ZHANG Guoping², HU Yihong³, YANG Fayong⁴, ZHAO Qiongyang⁵^,⁶, LI Zhigang⁵^,⁶

^1.Xicheng Engineering Design Group Co，Ltd，Lijiang 310015，China
^2.Yulin City Yuyang District Rural Road Maintenance Center，Yulin 719000，China
^3.Hunan Highway Maintenance Engineering Co，Ltd，Changsha 410000，China
^4.Xi'an Highway Research Institute Co，Ltd，Xi′an 710061，China
^5.School of Architecture and Civil Engineering，Xi′an University of Science and Technology，Xi′an 710054，China
^6.Road Engineering Research Center of Xi'an University of Science and Technology，Xi′an 710054，China

Received:2024-04-07 Online:2025-01-26 Published:2025-02-14

摘要/Abstract

摘要：

针对现阶段常用苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯（SBS）改性剂价格高的现象，为实现降低SBS改性沥青的工程造价，在改善沥青性能和与有效循环利用废胶粉的基础上，本文研究了脱硫胶粉（DCR）/SBS改性沥青的基本性能、储存稳定性能、抗老化性能等宏观性能，同时采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析并评价了其形态特征和化学特性。结果表明，SBS和脱硫胶粉的加入改善了DCR/SBS改性沥青的高低温性能、储存稳定性、抗老化性能，脱硫胶粉与SBS改性剂均匀分散并相互交联，脱硫胶粉⁃SBS⁃沥青三相间界面模糊，同时，脱硫胶粉与SBS在沥青中为物理改性与化学反应共存。为后续废胶粉替代部分SBS改性剂在道路工程的进一步推广应用提供技术参考。

关键词: 道路工程, 脱硫胶粉, SBS改性沥青, 复合改性, 流变性能, 改性机理

Abstract:

Aiming to address the phenomenon of high prices of commonly used styrene⁃butadiene⁃styrene （SBS）⁃modified asphalt at present， this work focuses on a reduction in the engineering cost of SBS⁃modified asphalt. The basic performance， storage stability， anti⁃aging performance of the desulfurization crumb rubber （DCR）/SBS⁃modified asphalt was studied with the purpose of improving the asphalt performance and enhancing the effective recycling of waste crumb rubber. Scanning electron microscopy and the Fourier⁃transform infrared spectroscopy were conducted to analyze and evaluate the morphological characteristics and chemical properties of the modified asphalt. The results indicated that the addition of SBS and desulfurized crumb rubber improved the high⁃ and low⁃temperature performance， storage stability， and anti⁃aging performance of the modified. The desulfurized crumb rubber and SBS as modifiers were uniformly dispersed in the asphalt matrix and crosslinked with each other. The interface at the desulfurized crumb rubber⁃SBS⁃asphalt three phases was fuzzy. Desulfurized crumb rubber and SBS were coexisting in asphalt through the physical modification and chemical reaction. This study provides a technical reference for further popularization and application by using waste crumb rubber to partly replace the SBS modifier in the road project.

Key words: road engineering, desulfurization crumb rubber, SBS modified asphalt, composite modification, rheological properties, modification mechanism

中图分类号:

TQ323

徐强祥, 张国平, 胡一红, 杨法勇, 赵琼阳, 李志刚. 脱硫胶粉/SBS改性沥青性能及机理研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(1): 13-18.

XU Qiangxiang, ZHANG Guoping, HU Yihong, YANG Fayong, ZHAO Qiongyang, LI Zhigang. Performance and mechanism of desulfurization crumb rubber/SBS⁃modified asphalt[J]. China Plastics, 2025, 39(1): 13-18.

图/表 9

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检测项目		测试值	规范值	试验方法
针入度（25 ℃，100 g，5 s）/0.1 mm）		85	80~100	T0604
针入度指数 PI		-0.3	-1.5~+1.0	T0604
10 ℃延度/cm		>100	≥20	T0605
15 ℃延度/cm		>100	≥100	T0605
软化点（环球法）/℃		47.5	≥45	T0606
动力黏度60 ℃/Pa·s		164.3	≥160	T0620
含蜡量（蒸馏法）/%		1.8	≤2.2	T0615
闪点/℃		295.5	≥245	T0611
溶解度（三氯乙烯）/%		99.98	≥99.5	T0607
密度（15 ℃）/g·cm^-3		1.038	实测	T0603
薄膜加热试验（163 ℃、5 h）	质量变化/%	-0.455	≤±0.8	T0609
	残留针入度比（25 ℃）/%	58.6	≥57
	残留延度（10 ℃）/cm	8.5	≥8

检测项目		测试值	规范值	试验方法
针入度（25 ℃，100 g，5 s）/0.1 mm）		85	80~100	T0604
针入度指数 PI		-0.3	-1.5~+1.0	T0604
10 ℃延度/cm		>100	≥20	T0605
15 ℃延度/cm		>100	≥100	T0605
软化点（环球法）/℃		47.5	≥45	T0606
动力黏度60 ℃/Pa·s		164.3	≥160	T0620
含蜡量（蒸馏法）/%		1.8	≤2.2	T0615
闪点/℃		295.5	≥245	T0611
溶解度（三氯乙烯）/%		99.98	≥99.5	T0607
密度（15 ℃）/g·cm^-3		1.038	实测	T0603
薄膜加热试验（163 ℃、5 h）	质量变化/%	-0.455	≤±0.8	T0609
	残留针入度比（25 ℃）/%	58.6	≥57
	残留延度（10 ℃）/cm	8.5	≥8

检测项目	检测结果	技术要求	检测方法
加热减量（80 ℃）/%	0.6	≤1.5	GB/T 13460—2008
灰分/%	7.0	≤8	GB/T 4498—1997
丙酮抽出物/%	16.5	≤20	GB/3516—2006
门尼黏度ML100 ℃（1+4）	33	≤45	GB/T 1232.1—2000
炭黑含量/%	27.5	≥18	GB/T 14837—1993
橡胶烃含量/%	46	≥40	GB/T 14837—1993
铁含量/%	0.024	≤0.03	GB/T19208
颗粒粒径/mm	6.5	≤10	-

检测项目	检测结果	技术要求	检测方法
加热减量（80 ℃）/%	0.6	≤1.5	GB/T 13460—2008
灰分/%	7.0	≤8	GB/T 4498—1997
丙酮抽出物/%	16.5	≤20	GB/3516—2006
门尼黏度ML100 ℃（1+4）	33	≤45	GB/T 1232.1—2000
炭黑含量/%	27.5	≥18	GB/T 14837—1993
橡胶烃含量/%	46	≥40	GB/T 14837—1993
铁含量/%	0.024	≤0.03	GB/T19208
颗粒粒径/mm	6.5	≤10	-

项目	测试值
熔体流动速率/g·（10 min）^-1	11.0
300 %定伸应力/MPa	2.5
断裂伸长率/%	594
硬度（A度）	83
扯断永久变形	13
挥发份	0.55
S/B质量比	30/70

脱硫胶粉/SBS改性沥青性能及机理研究

Performance and mechanism of desulfurization crumb rubber/SBS⁃modified asphalt

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