SBS-橡胶粉-纳米SiO2三元复合改性沥青修补料的制备与性能研究

摘要

我国高等级公路尤其是高速公路沥青路面存在着车流量大、重载、超载严重等问题，从而使其在设计的使用期限内出现很多安全隐患，对司乘人员的安全带来严重的威胁，因此，迫切需要改善沥青材料的路用性能，提高沥青路面的服务水平和使用寿命。聚合物改性沥青已成为改善沥青路用品质的有效途径和发展方向。
　　 本研究以废旧废胶粉、纳米SiO2、SBS、SBR四种改性剂为基础，对基质沥青进行了复合改性，分别制备了废胶粉改性沥青、废胶粉-SBS-纳米SiO2复合改性沥青、废胶粉-SBR-纳米SiO2复合改性沥青以及SBS/SBR复合改性沥青，通过对改性沥青的软化点、针入度、延度等常规技术性能与热失重情况进行测试，并用扫描电镜对其进行微观表征，研究了改性剂对改性沥青性能的影响。
　　 (1)使用废胶粉对沥青进行改性，研究了胶粉添加量与胶粉粒径对改性沥青性能的影响，并得出如下结论：随着胶粉添加量的增加，改性沥青的软化点提高，低温延度增加，针入度降低。选用80目胶粉，胶粉添加量在25wt.％时各项指标最优。
　　 (2)用直接剪切的方法制备了SBS-废旧橡胶粉-纳米SiO2三元复合改性沥青，研究了拌合时间、拌合温度及改性剂添加量对沥青形貌以及沥青软化点、针入度、延度的影响规律。研究结果表明，在拌和温度为180℃、拌和时间为6 h，SBS添加量为5 wt.％、橡胶粉添加量为25 wt.％、SiO2添加量为0.05 wt.％条件下，能够获得改性沥青最优性能，与基质沥青相比，改性沥青的软化点提高了63％，5℃延度提高了600％。
　　 (3)将不同含量的SBS与SBR分别加入改性沥青中，制备出废胶粉-SBS-纳米SiO2复合改性沥青与废胶粉-SBR-纳米SiO2复合改性沥青，研究了两种改性剂的种类与含量对改性沥青的影响。实验结果表明，当增大两种改性剂含量时，改性沥青的高低温性能均得到了改善。但SBS对改性沥青的软化点提高较大；而SBR改性沥青在低温延度上较好。