湿法橡胶沥青存储稳定性研究综述

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.08.012

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (8): 75-82.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.08.012

湿法橡胶沥青存储稳定性研究综述

尚云龙¹(), 王东浩¹, 任志彬²()

^1.黑龙江省交通投资集团有限公司，哈尔滨 150001
^2.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，哈尔滨 150090

收稿日期:2024-08-19 出版日期:2025-08-26 发布日期:2025-07-30
通讯作者: 任志彬（1994—），男，副研究员，从事公路工程技术研究，hitrzb@163.com
E-mail:sjttzjt@126.com;hitrzb@163.com
作者简介:尚云龙（1973—），男，研究员级高级工程师，从事高性能沥青与沥青混合料研究，sjttzjt@126.com

Storage stability of wet asphalt rubber： A comprehensive review

SHANG Yunlong¹(), WANG Donghao¹, REN Zhibin²()

^1.Heilongjiang Transportation Investment Group Co，Ltd，Harbin 150060，China
^2.School of Transportation Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China

Received:2024-08-19 Online:2025-08-26 Published:2025-07-30
Contact: REN Zhibin E-mail:sjttzjt@126.com;hitrzb@163.com

摘要/Abstract

摘要：

湿法橡胶沥青作为一种环保型道路材料，契合了“减少（Reduce）、重复利用（Reuse）、回收（Recycle）”（3R）环保策略的理念。本文综述了湿法橡胶沥青在高温存储过程中可能面临的稳定性问题，特别是针对沥青与橡胶颗粒之间的密度差异所引发的挑战。首先，详细阐述了橡胶沥青的制备过程，强调了其采用废橡胶作为原料的环保性质，并指出了其对环境友好的重要意义；其次，深入探讨了湿法橡胶沥青在道路建设中的应用，并对比了其与传统沥青的性能以及存储性能的差异；随后，进一步探讨了如何通过改进生产工艺和优化存储条件来提高湿法橡胶沥青的稳定性，并提出了相关的解决方案和技术路径；最后，指出了当前研究中存在的挑战与机遇，并提出了未来深入探讨湿法橡胶沥青在3R环保策略下的应用前景的建议，为可持续发展和环境保护提供了新的思路和方法，为相关领域的研究和实践提供了有益的指导和借鉴。

关键词: 湿法橡胶沥青, 存储稳定性, 路用性能, 工艺优化, 环境影响

Abstract:

As an eco⁃friendly pavement material， wet⁃process asphalt rubber （WPAR） aligns with the "Reduce， Reuse， Recycle" （3R） environmental strategy. This paper systematically reviewed stability challenges in WPAR during high⁃temperature storage， particularly those caused by density differences between asphalt and rubber particles. First， the preparation process of rubber asphalt was elaborated， emphasizing its environmental benefits through waste tire recycling and life⁃cycle advantages. Next， the performance characteristics and storage stability of WPAR were compared with conventional asphalt in road construction applications. The review then analyzes stability enhancement strategies through production process optimization and improved storage conditions， proposing technical solutions for industry implementation. Finally， current research gaps and future opportunities were identified， suggesting promising directions for WPAR development within the 3R framework. This work provides both theoretical guidance and practical references for sustainable pavement material research while offering novel approaches for environmental protection in transportation infrastructure.

Key words: wet asphalt rubber, storage stability, pavement performance, process optimization, environmental impact

中图分类号:

TQ320.7

尚云龙, 王东浩, 任志彬. 湿法橡胶沥青存储稳定性研究综述[J]. 中国塑料, 2025, 39(8): 75-82.

SHANG Yunlong, WANG Donghao, REN Zhibin. Storage stability of wet asphalt rubber： A comprehensive review[J]. China Plastics, 2025, 39(8): 75-82.

图/表 14

图1 40目橡胶粉末的形貌特征［14］

Fig.1 Morphological characteristics of 40 mesh rubber powder［14］

图2 卧式高速剪切设备［16］

Fig.2 Horizontal high⁃speed shearing equipment［16］

图3 橡胶沥青的性能发育过程［20］

Fig.3 Development process of asphalt rubber performance［20］

图4 橡胶与沥青交互作用分子模型［21］

Fig.4 Molecular model of rubber⁃asphalt interaction［21］

图5 EN 13399：2010标准存储稳定性测试方法［25］

Fig.5 Storage stability test method of EN 13399：2010 standard［25］

方法编号	测试时间/h	测试温度/℃	规范、标准或文献
1	48	163	ASTM D5892
2	72	180	EN 13399：2010
3	12	150~180	［26］
4	24	177~190	［27］
5	120	163	［28］

表1 存储稳定性的测试方法

Tab.1 Test method for storage stability

图6 纳米蒙脱土结构［29］

Fig.6 Structure of the montmorillonite nanoclay［29］

图7 纳米蒙脱土改良原理示意图［14］

Fig.7 Schematic diagram of improvement principle of the nano⁃montmorillonite［14］

图8 重油改性沥青橡胶沥青的实验室制备过程［42］

Fig.8 Laboratory preparation process of rubber asphalt modified by heavy bio oil［42］

图9 橡胶颗粒在生物改性橡胶沥青中的反应［44］

Fig.9 Reactions of crumb rubber in bio⁃modified rubberized asphalt［44］

图10 存储时间对相位分离的影响［45］SI 分离指数

Fig.10 Effect of storage time on phase separation［45］

样品编号	样品描述	比重	XRD d₀₀₁/nm
A	纯Na⁺蒙拓土	1.8	1.3
B	羟基有机铵改性蒙拓土	1.8	3.0
C	双烷基铵改性蒙拓土	1.7	3.7

表2 常用于改性沥青的蒙拓土材料［29］

Table 2 Montmorillonite materials commonly used for modifying asphalt［29］

图11 蒙拓土材料对存储稳定性改良效果［23］

Fig.11 Effect of montmorillonite materials on the improvement of storage stability［23］

图12 不同条件下的不可恢复蠕变柔量恢复百分比［49］

Fig.12 Non⁃recoverable creep compliance value of several binders under different condition［49］

参考文献 49

[1]	Zhang S L， Xin Z X， Zhang Z X， et al. Characterization of the properties of thermoplastic elastomers containing waste rubber tire powder［J］. Waste Management， 2009， 29（5）： 1 480⁃1 485.
[2]	Ramarad S， Khalid M， Ratnam C T， et al. Waste tire rubber in polymer blends： A review on the evolution， properties and future［J］. Progress in Materials Science， 2015， 72： 100⁃140.
[3]	Fazli A， Rodrigue D. Waste rubber recycling： A review on the evolution and properties of thermoplastic elastomers［J］. Materials， 2020， 13（3）： 782.
[4]	Karger⁃Kocsis J， Meszaros L， Barany T. Ground tyre rubber （GTR） in thermoplastics， thermosets， and rubbers［J］. Journal of Materials Science， 2013， 48（1）： 1⁃38.
[5]	Kakroodi A R， Rodrigue D. Reinforcement of maleated polyethylene/ground tire rubber thermoplastic elastomers using talc and wood flour［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2014， 131（8）： 40195.
[6]	Valadares F， Bravo M， de Brito J. Concrete with used tire rubber aggregates： mechanical performance［J］. ACI Materials Journal， 2012， 109（3）： 283⁃292.
[7]	Ahmad J， Zhou Z， Majdi A， et al. Overview of concrete performance made with waste rubber tires： A step toward sustainable concrete［J］. Materials， 2022， 15（16）： 5518.
[8]	马涛，陈葱琳，张阳，等. 胶粉应用于沥青改性技术的发展综述［J］. 中国公路学报，2021，34： 1⁃16.
	MA T， CHEN C L， ZHANG Y，et al. Development of using crumb rubber in asphalt modification：a review［J］. China Journal of Highway and Transport，2021，34： 1⁃16.
[9]	钟献科. 不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能［J］. 公路交通科技， 2024， 41（03）： 26⁃34.
	ZHONG X. Performance of warm⁃mix rubber asphalt with different preparation processes［J］. Journal of Highway and Transportation Research and Development， 2024， 41（03）： 26⁃34.
[10]	王国清，王瑞颖，秦禄生，等. 废旧轮胎胶粉级配对橡胶沥青性能的影响［J］. 合成橡胶工业，2024，47： 72⁃76.
	WANG G， WANG R， QlN L，et al. Effect of waste tire rubber powder grade on performance of rubber asphalts［J］. China Synthetic Rubber Industry，2024，47： 72⁃76.
[11]	Ibrahim B， Wiranata A， Zahrina I， et al. Phase separation study on the storage of technically specification natural rubber modified bitumen［J］. Applied Sciences⁃Basel， 2024， 14（8）： 3179.
[12]	Zhang B， Xi M， Zhang D， et al. The effect of styrene⁃butadiene⁃rubber/montmorillonite modification on the characteristics and properties of asphalt［J］. Construction and Building Materials， 2009， 23（10）： 3 112⁃3 117.
[13]	王春节，王大伟，张磊，等. 低温橡胶粉碎技术发展综述［J］. 中国橡胶， 2012， 28（02）： 39⁃43.
	WANG C， WANG D， ZHANG L， et al. A review on the development of low⁃temperature rubber pulverization technology［J］. China Rubber， 2012， 28（02）： 39⁃43.
[14]	任志彬. 湿法橡胶沥青存储稳定性改良研究及其机理分析［D］.华南理工大学，2020.
[15]	Hou W. Experimental study on impact of production process parameters on rubber asphalt performance［C］// Progress in Industrial and Civil Engineering， Pts. Stafa⁃Zurich： Trans Tech Publications Ltd， 2012： 3 629⁃3 633.
[16]	贾皓东. SBS改性沥青设备关键技术研究［D］.长安大学，2018.
[17]	Lo Presti D. Recycled tyre rubber modified bitumens for road asphalt mixtures： a literature review［J］. Construction and Building Materials， 2013， 49： 863⁃881.
[18]	Hassan N A， Airey G D， Yusoff N I M， et al. Microstructural characterisation of dry mixed rubberised asphalt mixtures［J］. Construction and Building Materials， 2015， 82： 173⁃183.
[19]	Liang M， Xin X， Fan W， et al. Viscous properties， storage stability and their relationships with microstructure of tire scrap rubber modified asphalt［J］. Construction and Building Materials， 2015， 74： 124⁃131.
[20]	Farina A， Zanetti M C， Santagata E， et al. Life cycle assessment applied to bituminous mixtures containing recycled materials： Crumb rubber and reclaimed asphalt pavement［J］. Resources Conservation and Recycling， 2017， 117： 204⁃212.
[21]	Guo F， Zhang J， Pei J， et al. Investigating the interaction behavior between asphalt binder and rubber in rubber asphalt by molecular dynamics simulation［J］. Construction and Building Materials， 2020， 252： 118956.
[22]	Yu H， Leng Z， Zhang Z， et al. Selective absorption of swelling rubber in hot and warm asphalt binder fractions［J］. Construction and Building Materials， 2020， 238： 117727.
[23]	Yu J， Ren Z， Yu H， et al. Modification of asphalt rubber with nanoclay towards enhanced storage stability［J］. Materials， 2018， 11（11）： 2093.
[24]	Perez⁃Lepe A， Martinez⁃Boza F J， Gallegos C. High temperature stability of different polymer⁃modified bitumens： A rheological evaluation［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2007， 103（2）： 1 166⁃1 174.
[25]	Sienkiewicz M， Borzedowska⁃Labuda K， Wojtkiewicz A， et al. Development of methods improving storage stability of bitumen modified with ground tire rubber： A review［J］. Fuel Processing Technology， 2017， 159： 272⁃279.
[26]	Moreno⁃Navarro F， Sol⁃Sanchez M， Rubio⁃Gamez M C， et al. The use of additives for the improvement of the mechanical behavior of high modulus asphalt mixes［J］. Construction and Building Materials， 2014， 70： 65⁃70.
[27]	Liu H， Chen Z， Wang W， et al. Investigation of the rheological modification mechanism of crumb rubber modified asphalt （CRMA） containing TOR additive［J］. Construction and Building Materials， 2014， 67： 225⁃233.
[28]	Gonzalez V， Martinez⁃Boza F J， Gallegos C， et al. A study into the processing of bitumen modified with tire crumb rubber and polymeric additives［J］. Fuel Processing Technology， 2012， 95： 137⁃143.
[29]	Leng Z， Tan Z， Yu H， et al. Improvement of storage stability of SBS⁃modified asphalt with nanoclay using a new mixing method［J］. Road Materials and Pavement Design， 2019， 20（7）： 1 601⁃1 614.
[30]	Abdelrahman M， Katti D R， Ghavibazoo A， et al. Engineering physical properties of asphalt binders through nanoclay⁃asphalt interactions［J］. Journal of Materials in Civil Engineering， 2014， 26（12）： 04014099.
[31]	Ghavibazoo A， Abdelrahman M. Composition analysis of crumb rubber during interaction with asphalt and effect on properties of binder［J］. International Journal of Pavement Engineering， 2013， 14（5）： 517⁃530.
[32]	Yu J， Wang L， Zeng X， et al. Effect of montmorillonite on properties of styrene⁃butadiene⁃styrene copolymer modified bitumen［J］. Polymer Engineering and Science， 2007， 47（9）： 1 289⁃1 295.
[33]	Galooyak S S， Dabir B， Nazarbeygi A E， et al. Rheological properties and storage stability of bitumen/SBS/montmorillonite composites［J］. Construction and Building Materials， 2010， 24（3）： 300⁃307.
[34]	Loeber L， Muller G， Morel J， et al. Bitumen in colloid science： a chemical， structural and rheological approach［J］. Fuel， 1998， 77（13）： 1 443⁃1 450.
[35]	Jeong K D， Lee S J， Amirkhanian S N， et al. Interaction effects of crumb rubber modified asphalt binders［J］. Construction and Building Materials， 2010， 24（5）： 824⁃831.
[36]	Samieadel A， Schimmel K， Fini E H. Comparative life cycle assessment （LCA） of bio⁃modified binder and conventional asphalt binder［J］. Clean Technologies and Environmental Policy， 2018， 20（1）： 191⁃200.
[37]	Dong Z， Zhou T， Luan H， et al. Performance evaluation of bio⁃based asphalt and asphalt mixture and effects of physical and chemical modification［J］. Road Materials and Pavement Design， 2020， 21（6）： 1 470⁃1 489.
[38]	Yang X， You Z， Mills⁃Beale J. Asphalt binders blended with a high percentage of biobinders： aging mechanism using FTIR and rheology［J］. Journal of Materials in Civil Engineering， 2015， 27（4）： 04014157.
[39]	Dong R， Zhao M， Xia W， et al. Chemical and microscopic investigation of co⁃pyrolysis of crumb tire rubber with waste cooking oil at mild temperature［J］. Waste Management， 2018， 79： 516⁃525.
[40]	Lei Y， Wang H， Fini E H， et al. Evaluation of the effect of bio⁃oil on the high⁃temperature performance of rubber modified asphalt［J］. Construction and Building Materials， 2018， 191： 692⁃701.
[41]	Yu J， Ren Z， Gao Z， et al. Recycled heavy bio oil as performance enhancer for rubberized bituminous binders［J］. Polymers， 2019， 11（5）： 800.
[42]	Ren Z， Huang L， Li Z， et al. Effect of reclaimed bio⁃oil and waste crumb rubber on bitumen viscoelasticity［J］. International Journal of Pavement Engineering， 2022， 24（2）：1⁃11.
[43]	Fini E H， Oldham D J， Abu⁃Lebdeh T. Synthesis and characterization of biomodified rubber asphalt： sustainable waste management solution for scrap tire and swine manure［J］. Journal of Environmental Engineering， 2013， 139（12）： 1 454⁃1 461.
[44]	Zhou T， Yu F， Li L， et al. Swelling⁃degradation dynamic evolution behaviors of bio⁃modified rubberized asphalt under thermal conditions［J］. Journal of Cleaner Production， 2023， 426： 139061.
[45]	Kim H， Lee S J. Laboratory investigation of different standards of phase separation in crumb rubber modified asphalt binders［J］. Journal of Materials in Civil Engineering， 2013， 25（12）： 1 975⁃1 978.
[46]	Dong R， Zhao M. Research on the pyrolysis process of crumb tire rubber in waste cooking oil［J］. Renewable Energy， 2018， 125： 557⁃567.
[47]	Kabir S F， Mousavi M， Fini E H. Selective adsorption of bio⁃oils’ molecules onto rubber surface and its effects on stability of rubberized asphalt［J］. Journal of Cleaner Production， 2020， 252： 119856.
[48]	Zhou T， Kabir S F， Cao L， et al. Comparing effects of physisorption and chemisorption of bio⁃oil onto rubber particles in asphalt［J］. Journal of Cleaner Production， 2020， 273： 123112.
[49]	Aljarmouzi A， Dong R. Sustainable asphalt rejuvenation by using waste tire rubber mixed with waste oils［J］. Sustainability， 2022， 14（14）： 8246.

湿法橡胶沥青存储稳定性研究综述

Storage stability of wet asphalt rubber： A comprehensive review

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 14

参考文献 49

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	冯硕, 林小淇, 朱艳丽, 高维常, 翁云宣, 张彩丽. 生物降解塑料PBAT的化学回收与生命周期评价：现状、挑战与前景[J]. 中国塑料, 2025, 39(7): 102-111.
[2]	陈正男, 陈斌艺, 黄岸. 基于Moldex3D的插座外壳的注塑优化[J]. 中国塑料, 2025, 39(5): 70-76.
[3]	李东珀, 韩华, 王莉, 杨建, 赵丹, 景宏君, 邹晓龙, 张永飞. 废食用油再生沥青组成优化及其混合料性能研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(4): 97-103.
[4]	陈正聪, 林睿, 何艺, 李松. 石墨烯/SBS复合改性沥青混合料性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(4): 54-59.
[5]	张彩利, 张崇僖, 于焱龙, 杨凤雷, 孟庆营. 水性环氧彩色涂层路用性能[J]. 中国塑料, 2024, 38(12): 97-104.
[6]	董少策, 李承高, 张旭锋, 咸贵军. 植物纤维纸蜂窝制备的环境影响评价[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 108-115.
[7]	王惠添, 殷莎, 陈正伟, 赵海斌, LOH Chaliang. 微孔发泡注塑技术研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(10): 154-165.
[8]	孙杰许奎游烽吴江杨静. 胶粉改性沥青混合料路用性能研究[J]. 中国塑料, 2019, 33(8): 83-88.
[9]	马一恒王小新刘琴. 基于Moldflow的洗衣机平衡环叠层注塑模设计及工艺优化[J]. 中国塑料, 2018, 32(07): 132-136.
[10]	张伟柳和生余忠章凯陈忠仕. 水辅助注射成型制品质量的缺陷及工艺优化研究概述[J]. 中国塑料, 2018, 32(04): 12-17.
[11]	王泽鸣汪澎信春玲何亚东. 聚丙烯/丁烷挤出发泡工艺参数的优化[J]. 中国塑料, 2018, 32(02): 27-32.
[12]	周川, 王益波, 袁博, 申凯华. 连续本体法制备ABS树脂工艺优化研究[J]. 中国塑料, 2017, 31(02): 27-33 .
[13]	蔡厚道. 正交设计与响应面法在空气滤清器盖注塑工艺优化中的应用和比较[J]. 中国塑料, 2017, 31(02): 88-93 .
[14]	王章生辛勇刘东雷. 复杂厚壁汽车塑件精密成型工艺优化研究 [J]. 中国塑料, 2013, 27(11): 75-79.
[15]	赵建. 基于制品体收缩率的多型腔注塑模工艺参数优化[J]. 中国塑料, 2009, 23(02): 61-64 .