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

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.003

Abstract

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

CLC Number:

TQ323

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.

Figures/Tables 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