不同废旧硫化橡胶粉改性沥青性能研究

论文摘要

橡胶粉改性沥青是在基质沥青中掺入一定剂量的废旧硫化橡胶粉,在高温下经剪切拌合一定的时间制成。废旧橡胶粉是经废旧橡胶制品磨碎加工制成的粉末状物质,废旧橡胶制品来源不同,加工成的废旧橡胶粉成分会有差异。橡胶粉对基质沥青的改性效果取决于胶粉种类、胶粉的目数和胶粉的剂量。有代表性的选取山东和湖北某厂家生产的大卡车轮胎粉、小卡车轮胎粉、农用车轮胎粉、胎冠胶粉、鞋底胶粉和胶管胶粉,考虑60目和80目的胶粉规格,以及16%、20%和24%的胶粉剂量,在190℃的温度和700r/min的转速下加工1小时制备30种胶粉改性沥青,以针入度、软化点、延度、针入度指数、当量软化点、当量脆点以及塑性温度范围为基本路用性能的考核指标,分析了胶粉种类、胶粉剂量和胶粉目数对上述指标的影响规律和影响程度。结果表明,改变胶粉目数会改变各种胶粉改性沥青的基本路用性能指标值;大卡车轮胎粉、小卡车轮胎粉和胎冠胶粉的改性效果要优于农用车轮胎粉、鞋底胶粉和胶管胶粉改性剂,胎冠胶粉明显比其它五种胶粉改性剂要好;增加胶粉的剂量会显著改变各项基本路用性能指标值。选取大卡车轮胎粉、小卡车轮胎粉和农用车轮胎粉,考虑60目的胶粉规格,以及5%、10%、15%、20%和25%的胶粉剂量,采用同样的工艺制备15种胶粉改性沥青,以60℃、135℃、175℃的粘度和粘温指数VTS为考核指标,分析了胶粉种类和胶粉剂量对粘度和粘温指数的影响。结果表明,胶粉种类的变化对胶粉改性沥青的粘度和粘温指数影响很小,胎冠胶粉(TG)改性剂比大卡车轮胎粉(DK)改性剂和小卡车轮胎粉(XK)改性剂对基质沥青的粘度和感温性能提高更大;随着胶粉剂量的增加,粘度增大,粘温指数VTS减小,增加(减小)的幅度在特定胶粉剂量处出现转折,为达到最佳的改性效果,建议胶粉剂量在10%～20%之间;对于三种胶粉改性沥青当胶粉剂量在10%以上时,改性沥青混合料的拌合、摊铺和碾压温度应当提高。取大卡车轮胎粉、小卡车轮胎粉和农用车轮胎粉,考虑60目的胶粉规格,以及5%、10%、15%和20%的胶粉剂量,制备12种胶粉改性沥青,以弯曲梁低温蠕变劲度模量S和松弛速率m值为考核指标,分析了胶粉种类和胶粉剂量对胶粉改性沥青低温抗裂性能的影响。结果表明,三种胶粉改性沥青中胎冠胶粉(TG)改性沥青在低温下的抗裂性能最好,m值与胶粉种类之间的关系表现出很大的离散性,三种橡胶粉改性沥青劲度模量S随着胶粉剂量的增加而减小,随着胶粉剂量的增加,m值呈减小的趋势,但是与胶粉剂量之间的规律性不明显,且胶粉剂量对m值的影响并不大。取大卡车轮胎粉、小卡车轮胎粉和农用车轮胎粉,考虑60目的胶粉规格,以及10%、15%和20%的胶粉剂量,制备9种胶粉改性沥青,以弹性恢复率为考核指标,分析了胶粉种类和胶粉剂量对胶粉改性沥青应力松弛能力的影响。结果表明,弹性恢复率随着胶粉剂量的增加而增大,三种胶粉改性沥青中胎冠胶粉改性沥青的弹性恢复率最大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 废旧橡胶粉改性沥青国内外研究及应用现状
• 1.2.1 胶粉改性沥青国外研究及应用概况
• 1.2.2 胶粉改性沥青国内研究及应用概况
• 1.2.3 胶粉改性沥青的研究进展
• 1.3 本文主要研究内容和技术路线
• 第二章 国内废胶粉生产状况调研与胶粉技术性能
• 2.1 废旧硫化橡胶粉的分类
• 2.2 国内胶粉生产状况调研
• 2.3 废旧硫化橡胶粉技术性能
• 第三章 橡胶粉改性沥青基本路用性能
• 3.1 基本路用性能指标简述
• 3.2 试验方案设计
• 3.3 试验与分析
• 3.3.1 试验结果
• 3.3.2 胶粉目数、剂量和种类对路用性能指标的影响
• 3.3.3 胶粉目数、剂量和种类对路用性能指标的显著性分析
• 3.3.4 胶粉目数、剂量和种类对路用性能指标的影响量大小
• 3.4 本章小节
• 第四章 橡胶粉改性沥青粘温特性
• 4.1 粘度的定义、分类与测定
• 4.2 粘温关系概述
• 4.3 试验与分析
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 试验分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 橡胶粉改性沥青的低温弯曲蠕变性能
• 5.1 沥青路面的温缩裂缝与劲度模量之间的关系
• 5.2 简支梁弯曲蠕变试验简述
• 5.3 试验与分析
• 5.3.1 试验结果
• 5.3.2 试验分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 橡胶粉改性沥青的弹性恢复性能
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表