废胶粉改性沥青应用的若干问题研究解读

橡胶具有分子量大和弹性好的特点，废橡胶制成的胶粉用于沥青改性，可以降低沥青的温度敏感性，增加沥青的弹性。改性沥青用作铺路材料，可以减少沥青路面的龟裂和老化，提高车辆的行驶安全和路面使用寿命；用作防水材料，可以提高沥青软化点，增加改性沥青防水卷材的弹性和耐久性。废旧橡胶是国际公认的因影响环境而必须处理的固体废弃物，而且大量的废橡胶若不回收利用，必然会造成严重的固体废弃物管理问题，还会引发火灾［１］，危害生态环境和人体健康。利用废胶粉制作改性沥青是提高沥青性能、回收利用废旧橡胶、保护环境的极好途径［２－３］。因此，从上世纪６０年代起，国内外就已开展胶粉改性沥青的研究工作。

１废胶粉在改性沥青行业应用的必然趋势 随着汽车工业的发展，我国废旧橡胶的产出量近

几年急剧增长。２０世纪９０年代末，我国每年报废的轮胎不到８０００万条，废胶大约１００万ｔ；到２００５年，我国报废的轮胎就达到１亿多条，再加上胶管、胶带、胶鞋及其它橡胶制品（骨架、碳黑和配合剂等），每年

产生的废胶超过２００万ｔ。

除了制作废胶粉以外，目前橡胶回收和综合利用的方式主要有：

（１）轮胎翻新。轮胎在使用过程中最普遍的破坏方式是胎面的严重磨损，通过轮胎翻新（贴上新胎面）便可以再次使用。但轮胎的翻新次数总是有限的，归根到底这些轮胎还是要报废的，因此，废轮胎最后仍将成为废旧物而需进行其它处理。

（２）焚烧转变成热量。将废旧轮胎直接焚烧或与

其它废弃物一起焚烧转化为电能或热能，这非常容易，世界各国纷纷利用这种方法，但涉及到环境保护（在燃烧过程中会对空气造成二次污染）和资源浪费等问

题，故不是处理废橡胶的最佳途径，原来利用此办法处理废橡胶的国家已放慢这方面的发展，此法最终将会受到限制。

（３）制作再生橡胶。通过机械方法将废旧轮胎粉碎或研磨成微粒，即所谓的胶粒（或较粗的胶粉），然后通过脱硫技术破坏化学网链，制成所谓的再生橡胶。由于生产的再生胶质量较差，生产过程中污染较大，能耗较高，目前再生胶的产量已大大降低。如何更有效地对废旧橡胶进行综合利用，使其资源化，已是当今世界范围内的紧迫任务［４］。

胶粉改性沥青只是改性沥青一个比较小的门类，目前的改性沥青多指聚合物改性沥青，用于改性的聚合物种类也很多，一般分为以下三类［５］：

（１）橡胶类（特指未硫化的生橡胶）。如天然橡胶（ＮＲ）、丁苯橡胶（ＳＢＲ）、氯丁橡胶（ＣＲ）、丁二烯橡胶（ＢＲ）、乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）等。这类改性剂具有优良的

废胶粉改性沥青应用的若干问题研究 孔宪明，林元奎

（中国石油大学（华东）重质油研究所，山东 东营

２５７０６１）

摘要：对国内外废胶粉利用的现状进行了综合性评述。介绍了废胶粉的种类、化学成分和多种粉碎工艺以及废胶粉改性沥青的生产方法，分析了胶粉改性沥青的改性机理以及其主要路用性能和主要防水性能。认为，从技术指标而言，胶粉改性沥青的应用应当解决其体系的互溶稳定性；防水用胶粉改性沥青要从假冒ＳＢＳ改性沥青的阴影里走出来，健全相应的标准，并给胶粉及胶粉改性沥青生产企业相应的扶持政策。关键词：废胶粉；改性沥青；防水材料；道路材料

材料研究与应用

抗低温开裂性能并可增大沥青与石料的粘附力。

（２）热塑性橡胶类，即热塑性弹性体。如苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（ＳＢＳ）、苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯嵌段共聚物（ＳＩＳ）、

氢化苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（ＳＥＢＳ）等。但目前主要使用的是

ＳＢＳ。

（３）树脂类。热塑性树脂，如聚乙烯（ＰＥ）、乙烯－醋酸乙烯共聚物（ＥＶＡ）、无规聚丙烯（ＡＰＰ）、聚氯乙烯（ＰＶＣ）、聚酰胺等；热固性树脂，如环氧树脂（ＥＰ）、酚醛树脂等。这类改性剂具有明显提高高温稳定性的特点，使沥青的粘结力、抗冲击、抗震动能力都得到提高。

在我国使用较多的沥青改性剂主要为ＳＢＳ和ＡＰＰ。ＳＢＳ是一种以苯乙烯和丁二烯为单体、采用阴离子聚合制得的线型或星型嵌段共聚物。它属于热塑性弹性体，兼有橡胶和塑料的性能，其中聚丁二烯具有橡胶的弹性，称为

“橡胶段”或“软段”；聚苯乙烯具有塑料的性质，称为

“塑料段”或“硬段”。常温下“硬段”处于玻璃态，为固体，起物理交联作用，产生高拉伸强度和高温下的抗拉伸能力；“软段”处于高弹态，具有较好的弹性和抗疲劳性能［６］。因此，ＳＢＳ用在改性沥青中的改性效果是其它改性剂无法比拟的。

聚合物改性沥青存在成本较高的问题。ＳＢＳ目前的市场价约为２万多元／ｔ，用于道路沥青的改性，其用量一般为４％～６％，沥青成本增加８００～１２００元／ｔ，如果再考虑加工成本及相关费用，成本增加量可达

１０００～１５００元／ｔ，导致改性沥青的推广应用受到一

定的限制。因此，降低成本以扩大其应用将是改性沥青的一个重要发展方向。目前这方面的研究工作主要集中在采用废弃高分子材料如废橡胶、废塑料等改性沥青，其中尤以废橡胶改性沥青的研究最为活跃。由于废胶粉的生产技术不断改进和废胶粉改性沥青性能的提高，胶粉改性沥青有望成为改性沥青的重要组成部分［７］。

２废橡胶的主要组成

废橡胶的主要来源是废轮胎。一般情况下，天然

橡胶是轮胎的主要成分，此外废轮胎中的合成橡胶主要有丁苯橡胶（ＳＢＲ）、顺丁橡胶（ＢＲ）等。ＳＢＲ是轮胎橡胶中的主要合成高聚物组分，加入顺丁橡胶是为了增加耐磨性和抗开裂阻力。此外橡胶轮胎中还加入一些碳黑和硫化活化剂等。碳黑是橡胶工业最主要的补强性填料，可以增强轮胎的耐磨性［８］。

目前制造胶粉有４种方法，即常温粉碎、冷冻粉碎、湿法粉碎、臭氧粉碎。常温机械法粉碎是最原始也是最常用的一种方法，所采用的设备是滚筒式粉碎机，与其它方法相比，该方法具有投资省、工艺流程短、能耗低的优点，机械粉碎法有着不可替代的作用和效能，美国每年胶粉总量的６３％是靠常温粉碎生产的。冷冻粉碎于７０年代初在国外就迅速发展起来，并由此派生出许多不同种类的粉碎装置，先后提出了液氮喷淋、液态浸渍的低温锤击、低温研磨等工艺。湿法粉碎，是将废橡胶先浸渍于碱溶液中，使废胶粉表面龟裂变硬后进行高冲击能量粉碎，然后将胶粉放置于酸溶液中进行中和、滤水、干燥而得到粒径分布较宽的胶粉。臭氧粉碎法，是将废轮胎整体置于一个充有超高浓度臭氧的密封装置内约１ｈ，然后启动密封装置的电动装置，使轮胎骨架材料与硫化橡胶分离，并进行粉碎。此外还有高压爆破粉碎法、细菌法等多种方式。用上述方法制备的胶粉，在美国主要用于铺设高速公路、橡胶地砖、制造铁路枕木和制备橡胶制品的原料。轮胎胶粉的成分与其来源有关，每个企业生产的橡胶制品（如轮胎、传送带、鞋底等）配方不同，同样的轮胎也可能有不同的配方。

３胶粉改性沥青的生产方法

对于道路建设，废胶粉改性沥青主要有两种生产 方法［９－１０］：湿法和干法。

湿法是先将废胶粉与沥青混合，形成橡胶粉改性沥青，然后把橡胶粉改性沥青与集料进行热拌，制成混合料。

干法是先将橡胶粉加入到集料中，形成的混合集料再与沥青进行热拌，制成混合料。此过程生产的改性沥青一致性差，实际上不是生产改性沥青的方法，

中国建筑防水２００６ ・增刊４３ 材料研究与应用

而是把废胶粉当作填料使用。用此方法修筑的道路需要经常修补。

湿法是２０世纪６０年代发展起来的。最初由于费用较高，湿法生产的橡胶粉改性沥青常常用于吸收应力层（ＳｔｒｅｓｓＡｂｓｏｒｂｉｎｇＭｅｍｂｒａｎｅＩｎｔｅｒｌａｙｅｒ，ＳＡＭＩ）中，用来控制基层反射性开裂。

所谓湿法加工，通常是将沥青与橡胶粉在１７０～ ２６０℃混合数小时。此过程形成的橡胶粉改性沥青是

非均匀的，由沥青介质和橡胶微粒组成，但沥青的轻芳香组分会渗入胶粒中，使胶粒溶胀，因此与纯沥青相比粘度提高很多。粘度较高会使沥青混合料难以压实，这样会导致道路的空隙率高。此外，由于粘度高，难以完全润湿集料，就可能引起道路破坏（如由氧化造成的开裂和由不完全润湿造成的松散）。然而，如果沥青与橡胶粉能够形成均匀体系，或提高搅拌温度，降低胶粉改性沥青的粘度，上述问题就可以被解决。

应用于建筑防水的废胶粉改性沥青只有湿法生产才能符合要求。

４胶粉改性沥青的混溶机理

一般聚合物改性剂如ＳＢＳ、ＳＢＲ、ＰＥ和ＡＰＰ等可

较好地溶解分散在沥青中，形成亚均相结构，因此聚合物改性沥青比较均匀。而橡胶粉改性沥青体系与其它聚合物改性沥青体系不同，由于胶粉不能溶解于沥青中，而是像弹性微粒填充在沥青中，因此，橡胶粉改性沥青在本质上为非均相，是一种不均匀体系。目前一般认为胶粉在沥青改性过程中发生两种变化：其一是橡胶粉微粒的膨胀，其二是橡胶中交联网络的降解。Ｍａｇｄｙ［１１］指出，在较低的温度下，在相互作用的早期阶段，橡胶粉微粒的体积可膨胀到原来的２～３倍，胶粒的膨胀引起了橡胶粉－沥青体系粘度的增加。

Ｈｅｉｔｚｍａｎ［１２］研究认为，把橡胶粉融入到沥青中的过程 一般不是化学反应，仅是胶粉微粒在较高的温度下在沥青的油相中膨胀形成类似胶体状的物理过程。正是由于胶粉微粒的膨胀导致了溶胀的胶粒与沥青之间的自由空间减少，从而引起粘度的增加。胶粉膨

胀的方式与时间和温度有关。橡胶在沥青中膨胀后如果温度太高或时间太长，分散到沥青中的橡胶就会发生降解，这可能引起粘度的降低。Ｇｒｅｅｎ和Ｔｏｌｏｍｅｎ

［１３］

的研究也得出橡胶粉吸收了沥青中的较轻组分，所

以体系粘度增加的结论。他们还指出，溶胀可以在室温下以较低的速率进行。吸收沥青中的轻组分不仅增加了橡胶粉的有效体积，而且改变了沥青液相的性质。然而，这些研究还没有真正解释胶粉与沥青共混后对沥青性能改善的作用机理。

５影响胶粉改性沥青性能的因素５．１ 沥青组分对胶粉改性沥青的影响

橡胶在沥青中的溶解溶胀程度与沥青的组分有

关，橡胶的溶解溶胀过程实质就是橡胶粉在沥青中的脱硫降解过程（按高分子材料的术语，本文中的脱硫定义为在加工处理过程中硫交联键的断裂，而非一般意义上的脱去硫元素，降解定义为橡胶主链Ｃ—Ｃ骨架的断裂）。Ｔｒａｖｉｓ［１４］的研究得出分子量较轻、芳香分较高的沥青脱硫过程快的结论。因为较轻分子量的组分能容易地扩散到膨胀的橡胶微粒中，并与橡胶相互作用而溶解橡胶。沥青质含量越低，分子量越轻，沥青的粘度越低，沥青的扩散性质越好。

５．２胶粉的表面形态和粒径对胶粉改性沥青的影响

Ｏｌｉｖｅｒ［１５］发现，橡胶表面形态是影响改性沥青弹

性的重要因素。橡胶表面越粗糙，表面积越大，改性沥青的弹性恢复越高；橡胶粉改性沥青的弹性恢复随橡胶粒子大小的降低而增加；相位角测量显示，橡胶粉改性沥青改善了在高温下由交通作用产生的负载响应和在低温下由热收缩产生的负载响应。Ｏｌｉｖｅｒ的研究还发现，加工处理温度超过２００℃，弹性恢复可以达到一个最大值；弹性恢复与橡胶浓度成正比；较小的微粒比较大的微粒对弹性恢复更有利。

Ｂａｈｉａ［１６］等得出，细橡胶粉改性沥青的延度比粗

橡胶粉改性沥青的延度大。美国Ｔｅｘａｓ交通局的研究显示，较细橡胶粉对低温性能的影响更有效。Ｄｕｖａｌｌ［１７］研究显示，膨胀所需时间随粒径平方的增加而增加，故细橡胶粉的改性效果比粗橡胶粉明显。

材料研究与应用

５．３加工条件对胶粉改性沥青的影响 温度、时间和剪切速率是聚合物改性沥青加工过 程中的重要条件。

早期的橡胶粉改性沥青主要在低温和低剪切速率下制备，但大量研究显示，这样制得的改性沥青为非均相系统，橡胶粉以溶胀的形式存在于沥青中。虽然此种道路改性沥青与基质沥青相比在寒冷温度下劲度降低、对中温车辙阻力更强，但其非均相性会产生胶粉沉降现象，并且在压实温度下粘度高，会导致道路的开裂和松散。为此不少研究者开始利用高温、高剪切速率和延长加工时间来促使橡胶粒子脱硫降解进入到沥青中，以期产生均一和真正弹性的橡胶粉改性沥青。Ｂｉｌｌｉｔｅｒ等［１８］研究发现，高温、高剪切速率（如在２６３℃、４０００ｒ／ｍｉｎ）加工处理可导致橡胶的溶解增加，改善沥青的低、中温流变性质，降低高温粘度。由于Ｓ—Ｓ键的热稳定性比Ｃ—Ｃ键的差，所以脱硫的潜力很大。Ｍｅｍｏｎ等［１９］研究了高温和高剪切加工处理条件对橡胶粉改性沥青脱硫和降解的影响，发现只用剪切过程就可改善橡胶粉改性沥青的温度敏感性；若在加热条件下（２６７℃）剪切２ｈ，然后搅拌处理（２２８℃、９５ｍｉｎ），则能达到更好的降解和脱硫效果。凝胶渗透色谱（ＧＰＣ）实验结果显示，这样处理的废胶粉能转化为大的、类似聚合物的分子。但这些研究很少考虑高温、高剪切速率和较长加工时间对改性沥青性能的影响。实际上，较高的温度和较长的改性时间会导致橡胶粉改性沥青过度降解，使改性沥青的物理性质受到很大影响，如弹性损失、沥青的氧化老化加重、沥青体系的硬化等等［２０］。

６胶粉改性沥青性能的研究现状

道路行业把废胶粉改性沥青作为应用课题进行 了系统的研究。

Ｍｅｍｏｎ［２１］等研究发现，橡胶粉增加了沥青的延 度，降低了沥青在低温下的蠕变劲度。Ｍｏｒｒｉｓｏｎ和 Ｈｅｓｐ等［２２］研究了橡胶粉改性沥青的高温流变性质和

低温分离性质，发现对１５０～２００针入度级的沥青，加入少量废胶粉可改善高温流变性质，增加橡胶粉浓度

和减少橡胶粉粒径可提高变形阻力。Ｓｈｅｔｈ［２３］研究了废胶粉对沥青低温动力学性能的影响，认为在１００份沥青中每增加１份橡胶粉能使体系的脆点下降约１℃；他们还发现硫化胶中含有的各种稳定剂、抗氧剂、硫化剂、碳黑、氧化锌等成分对提高沥青材料的吸附性和耐久性很有帮助。Ｌａｌｗａｎｉ等［２４］用实验研究了橡胶粉改性沥青的流变性质后得出：通过加入橡胶粉，沥青的流变性质如粘度、弹性、硬度、强度、耐久性都得到了显著的改善。

Ｅｐｐｓ［２５］研究发现，添加橡胶粉能极大地增加道路

改性沥青的马歇尔稳定度，增大与集料的粘结性，提高防滑性能，增加耐磨性；用橡胶粉改性沥青制成的混合料抗车辙能力更强。Ｔａｙｅｂａｌｉ等［２６］研究了含１６％废胶粉的ＡＣ－５、ＡＣ－５ＲＥ等改性沥青体系，发现体系的粘弹性增加，温度敏感性降低，弹性恢复和抗老化性能提高。

废胶粉改性沥青在我国防水材料行业的应用［２７］，从２０世纪７０年代后半期到８０年代较为盛行。这一时期，由于ＳＢＳ改性沥青尚未在国内推广，胶粉改性沥青没有必要也不可能去冒充ＳＢＳ改性沥青。ＳＢＳ改性沥青在国内的应用对防水沥青质量的提高有很大的促进，使我国改性沥青防水卷材的质量接近国际水平。但由于价格的竞争和建设工程中质量监督上存在的漏洞，废胶粉改性沥青开始冒充ＳＢＳ改性沥青，并愈演愈烈。

建筑防水行业还没有像道路行业那样把废胶粉改性沥青作为应用课题进行系统的研究，因为我国建筑防水企业一般本小利微，不像道路行业那样有集约化经营的优势。

但在一般情况下，仅加入废胶粉就对改性沥青的性能有较大的改进，虽然这种改进不如ＳＢＳ。胶粉掺入量为１８％～２４％时，沥青软化点可以达到８５～１００

℃，再加入少量其它成分改进其低温性能，柔度可以

达到－１０～－１５℃［２８］。用１０号沥青、９０号沥青、废机油和三线油（要求芳烃含量高并且蜡含量小）掺配并与废胶粉、少量的ＳＢＳ等高聚物共混制作防水用改性

中国建筑防水２００６ ・增刊４５ 材料研究与应用

沥青也是国内防水行业常用的办法［２９］。６胶粉改性沥青存在的问题 从技术指标而言，胶粉改性沥青存在的问题是其

体系不能形成均相结构，改性沥青在贮存和使用过程中，体系稳定性差，胶粉与沥青易离析、沉降。

此外，国内外关于胶粉改性沥青的老化性能的研究报道很少。有人认为胶粉改性沥青会具有良好的耐老化性，这种观点的依据是废橡胶中含有一些防老化剂，但如果考虑到胶粉来源于已经经受过老化的废橡胶，这种观点显然值得怀疑，因此胶粉改性沥青的老化性能需要实验研究。

胶粉改性沥青在道路和防水行业的应用已经有燎原之势，我国在此方面的标准化进度还不是很快，路用胶粉改性沥青的使用领域和施工工法有待于公路建设市场认可，检测方法还有待于成熟；防水用胶粉改性沥青由于历史原因和市场体制的制约，依然没有从假冒ＳＢＳ改性沥青的阴影里走出来，也没有相应的标准，许多防水材料厂家可能很乐意这种没有标准的灰色状态，因为这种状态对废胶粉沥青冒充ＳＢＳ改性沥青很有利。

无论如何，废胶粉在中国的应用已经比较普遍了，除用于轮胎的翻新改造以外，其主要应用领域是改性沥青的生产。废胶粉改性沥青在道路建设与防水材料行业的大量使用可能还有一段路程要走，因为废胶粉改性沥青的生产技术和产品指标

与现有的聚合物改性沥青相比，还有一定的差距，这是我们将来制定标准必须考虑到的。

对胶粉生产企业的优惠政策还有待于落实。如果这种优惠政策对胶粉生产企业和胶粉使用企业同样有好处，我国的胶粉改性沥青市场就会走向公平的正轨。协调这两方面的利益实际上是协调生产企业与用户的关系，这应当是政府的责任。现在已经有假冒伪劣胶粉出现了，不应当使这种现象蔓延。参考文献

［１］闫家宾．废旧轮胎的利用和再生胶的生产与应用．世界橡胶 工业，１９９９，２６（１）：４４

［２］ＡｂｄｅｌｒａｈｍａｎＭＡ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ

ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆａｓｐｈａｌｔｗｉｔｈｃｒｕｍｂｒｕｂｂｅｒｍｏｄｉｆｉｅｒ（ＣＲＭ）．Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ａｍｐ；Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９７，５７（８）：５１９７－Ｂ

［３］江镇海．废胶粉改性沥青应用于公路的前景看好．中国资源 综合利用，２００２（１）：３８

［４］张隐西，范茹良．废旧轮胎的回收和综合利用．中国资源综合 利用，２０００（６）：４

［５］沥青应用技术专集．橡胶、热塑性树脂、热塑性橡胶改性沥青．アスフアルト，１９９７

［６］金日光等．热塑性弹性体．北京：化工出版社，１９９０ ［７］张玉贞．沥青聚合物改性剂．第八次石油沥青技术交流会论

文集（成都），２００２，６：１００

［８］何永峰，刘玉强．胶粉生产及其应用———废旧橡胶资源化新技术．北京：中国石化出版社，２００１

［９］ＬｏｕｇｈｅｅｄＴＪ，ＰａｐａｇｌａｎｎａｋｉｓＡＴ．ＶｉｓｃｏｓｉｔｙＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＲｕｂｂｅｒ－ＭｏｄｉｆｉｅｄＡｓｐｈａｌｔｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６（８）：１５３－１５６

［１０］傅大放，惠先宝，符冠华，等．废弃轮胎胶粉干法改性热拌沥 青混合料（ＲＵＭＡＣ）试验研究．公路交通科技，２００１，１８（５）：４

［１１］ＭａｇｄｙＡＡ．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔｗｉｔｈＣｒｕｍｂＲｕｂｂｅｒＭｏｄｉｆｉｅｒ（ＣＲＭ）．Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ａｍｐ；Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９７，５７（８）：５１９７－Ｂ

［１２］ＨｅｉｔｚｍａｎＭ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｉｎｇ

ＭａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈＣｒｕｍｂＲｕｂｂｅｒＭｏｄｉｆｉｅｒ．ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ，１９９２，１－８：１３３９

［１３］ＧｒｅｅｎＥ，ＴｏｌｏｎｅｎＷ．ＴｈｅＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ

ｏｆＡｓｐｈａｌｔ－ＲｕｂｂｅｒＭｉｘｔｕｒｅ，ｐａｒｔ－ＩＢａｓｉｃＭａｔｅｒｉａｌＢｅｈａｖｉｏｒ，ＦＨＷＡ－ＡＩ－ＨＰＲ１４－１６２．Ａｒｉｚｏｎａ

Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｔｏ

Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，１９７７，３

［１４］ＴｒａｖｉｓＣＢ．ＴｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔ－ＲｕｂｂｅｒＢｉｎｄｅｒ．

Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ａｍｐ；Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９７，５７（１２）：７６２４－Ｂ［１５］ＯｌｉｖｅｒＪＷＨ．ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＰａｖｉｎｇＡｓｐｈａｌｔｓｂｙＤｉｇｅｓｔｉｏｎ

ｗｉｔｈＳｃｒａｐＲｕｂｂｅｒ．ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ，１９７９，３７－４４：８２１

［１６］ＢａｈｉａＨＵ，ＤａｖｉｅｓＲ．Ｆａｃｔｏｒｓｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｒｕｍｂ

ｒｕｂｂｅｒ（ＣＲＭ）ｏｎｃｒｉｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ．ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ）．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ，１９９５，６４：１３０－６２

材料研究与应用

材料研究与应用 ［１７］Ｄｕｖａｌｌ Ｊ Ｊ． Ｓｉｚｅ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ （ＳＥＣ） ｏｆ ａｇｅｄ ａｎｄ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ－ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔｓ． ２１２ｔｈ ＡＣＳ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ （Ｏｒｌａｎｄｏ）． ＡＣＳ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｅｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ， １９９６ ， ４１

（ ４ ） ： １２６７－ １２７５ ［１８］Ｂｉｌｌｉｔｅｒ Ｔ Ｃ． Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ － ｒｕｂｂｅｒ ｂｉｎｄｅｒ． Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ ａｍｐ； Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９７ ， ５７ （ １２ ） ： ７６２４－ Ｂ ［１９］Ｍｅｍｏｎ Ｇ Ｍ， Ｃｈｏｌｌａｒ Ｂ Ｈ． Ｌａｒｇｅ － ｓｃａｌｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｐａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ， １９８２ ， ５１ ： ５６２－ ５７９ ［２５］Ｅｐｐｓ Ａ Ｌ． Ｔｈｅｒｍａｌ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｃｒｕｍｂ － Ｒｕｂｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｍｉｘｔｕｒｅｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ ａｍｐ； Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９８ ， ５８ （ ７ ） ： ３７９７－ Ｂ ［２６］Ｔａｙｅｂａｌｉ Ａ Ａ， Ｎａｔｕ Ｇ Ｓ． Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒｓ ａｎｄ Ｍｉｘｔｕｒｅｓ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｃｒｕｍｂ Ｒｕｂｂｅｒ． ＡＣＳ ２１７ｔｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ （Ａｎａｈｅｉｍ） Ｂｏｏｋ ｏｆ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ， １９９９ ： ＥＣ－ １６２ （ Ｐａｒｔ １ ） ［２７］孔宪明， 王陆 ． 废胶粉改性沥青的应用 实 践 ． 新 型 建 筑 材 料 ， ２００１ （ １１ ） ： ３２－ ３３ ［２８］孔宪明， 张小英 ． 废胶粉改性沥青的柔 度 与 粘 度 ． 化 学 建 材 ， ２００４ （ ６ ） ： ３９－ ４１ ［２９］薛 凤 清 ， 糜 月 琴 ， 等 ． 橡 胶 粉 改 性 沥 青 技 术 ． 中 国 建 筑 防 水 ， ２０００ （ ６ ） ： １６－ １９ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ （ＣＭＣＲＡ）． ＡＣＳ ２１６ｔｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ （Ｂｏｓｔｏｎ）． ＡＣＳ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｅｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ， １９９８ ， ４３ （ ４ ） ： １０８３－ １０８９ ［２０］Ｃｈｉｐｐｓ Ｊ Ｆ， Ｂｉｌｌｉｔｅｒ Ｔ Ｃ， Ｄａｖｉｓｏｎ Ｒ Ｒ． Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ Ａｇｉｎｇ ｏｆ Ａｓｐｈａｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ ａｎｄ Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ． ＡＣＳ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｅｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｐｒｅｐｒｉ

ｎｔｓ， １９９８ ， ４３ （ ４ ） ： １０５７－ １０６２ ［２１］Ｍｅｍｏｎ Ｇ Ｍ， Ｃｈｏｌｌａｒ Ｂ Ｈ， ＭｃＦａｒｌａｎｄ Ｓ Ｊ． Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ｓｔｙｒｅｎｅ － ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ＡＣＳ ２１６ｔｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ （Ｂｏｓｔｏｎ）． ＡＣＳ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｆｕｅｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ， １９９８ ， ４３ （ ４ ） ： １０９０－ １０９５ ［２２］Ｍｏｒｒｉｓｏｎ Ｇ Ｒ ， Ｈｓｐ Ｓ Ａ Ｍ． Ａ Ｎｅｗ Ｌｏｏｋ ａｔ Ｒｕｂｂｅｒ － Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ， １９９５ ， ３０ ： ２５８４－ ２５９０ ［２３］Ｓｈｅｔｈ Ｖ Ｒ． Ｒｈｅｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｒｕｍｂ Ｒｕｂｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｉｎｄｅｒｓ ａｎｄ Ｍｉｘｅｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ ａｍｐ； Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９８ ， ５８ （ １１ ） ： ６１００－ Ｂ ［２４］Ｌａｌｗａｎｉ Ｓ， Ａｂｕｓｈｉｈａｄａ Ａ ａｎｄ Ｈａｌａｓａ Ａ． Ｒｅｃｌａｉｍｅｄ Ｒｕｂｂｅｒ－ Ａｓｐｈａｌｔ Ｂｌｅｎｄｓ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｔｏ Ａｓｓｅｓｓ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ、Ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｙ、Ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ———— ———— ——— 文章编号： １００７－ ４９７Ｘ（ ２００６ ） － １３－ ００４２－ ０６ 中图分类号： ＴＵ５７ ； ＴＵ５３５ 收稿日期： ２００６－ １０－ ０９ 作者简介： 孔 宪 明 ， 男 ， １９５０ 年 生 ， 高 级 工 程 师 ， １９７３ 年 毕 业 于 武汉工业大学， 现任石油大学（ 华东） 山东石大科技研究院副 院长， 沥青基材检测中心主 任 ， 沥 青 技 术 标 准 化 归 口 单 位 技 术 负责 人。 《新型建筑材料》 中国建筑 防 水 》 石 油 沥 青 》 志 编 《 《 杂 委。 从事沥青材料与工程的研究及该专业研究生的教学。 联系 地址： ２５７０６１ 东营市北二路 ２７１ 号， 联系电话： ０５４６－ ８３９５２７３ 。 文献标识码： Ａ ・增刊 中 国 建 筑 防 水 ２００６ ４７

材料研究与应用 Ｓｏｍｅ ｉｓｓｕｅｓ ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒ ｕｍｂ ｒ ｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ Ｋｏｎｇ Ｘｉａｎ

ｍｉｎｇ， Ｌｉｎ Ｙｕａｎｋｕｉ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｄｏｎｇｙｉｎｇ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５７０６１） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｓｃｒａｐ ｔｉｒｅ ｒｕｂｂｅｒ ａｓ ａ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｆｏｒ ａｓｐｈａｌｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｆｏｒ ｏｖｅｒ ４０ ｙｅａｒｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｌａｔｅ １９６０＇ｓ， ｔｈｅ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ａｇｅｎｔ （ＣＲＭ） ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏａｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｔｉｒｅ ｒｕｂｂｅｒ ｉｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｎ ＣＲＭ． Ｔｉｒｅ ｒｕｂｂｅｒ ｉｓ ａ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎａｔｕｒａｌ ｒｕｂｂｅｒ， ｓｔｙｒｅｎｅ － ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ， ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ． Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｕｓｅｄ ｉｎ ｒｏａｄ： ｔｈｅ ｗｅｔ ｍｅｔｈｏｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ ｔｈｅ ＣＲＭ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎｔｏ ｈｏｔ ａｓｐｈａｌｔ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ ｓｈｅａｒ ｍｉｘｅｒ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ； ｔｈｅ ｄｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｍｉｘｉｎｇ ｔｈｅ ＣＲＭ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｂｅｆｏｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ． Ｉｎ ｆａｃｔ， ｔｈｅ ｄｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｊｕｓｔ ｕｓｅｓ ＣＲＭ ａｓ ａ ｆｉｌｌｅｒ． Ａｌｌ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｗｅｔ ｍｅｔｈｏｄ． Ｗｈｅｎ ＣＲＭ ａｎｄ ｈｏｔ ａｓｐｈａｌｔ ｂｌｅｎｄｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ， ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｔｈｉｓ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｆｉｎｅｄ ａｓ ａｓｐｈａｌｔ － ｒｕｂｂｅｒ ｒｅａｃｔｉｏｎ． Ｔ

ｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｉｘｅｒ， ｔｈｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｔｅｘｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ＣＲＭ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ， ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｔ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｂｌｅｎｄｉｎｇ－ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｃｃｕｒｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｉｍｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｍａｉｎｓ ｅｌｅｖａｔｅｄ， ｂｕｔ ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｖｅｒ ｌｏｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ． Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ， ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｆ ｃｒｕｍｂ ｒｕｂｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ （ＣＲＭＡ） ａｒｅ ｎｏｔ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ＣＲＭＡ ａｌｓｏ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． ＣＲＭＡ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ＣＲＭＡ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｉｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｕｓａｇｅｓ ｏｆ ＣＲＭＡ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｐｅｒｆｅｃｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｐｏｌｉｃｉｅｓ ｈａｖｅ ｔｏ ｂｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｈｅ ＣＲＭＡ ｂｕｓｉｎｅｓｓ． Ｂｒ ｉｅｆ Ｉｎｔｒ ｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ａｕｔｈｏｒ ： Ｋｏｎｇ Ｘｉａｎｍｉｎｇ， ｍａｌｅ， ｓｅｎｉｏｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒ， ｇｒａｄｕａｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｗｕｈａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ． Ｖｉｃｅ ｐｒｅｓｉｄｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ． Ｈｅａｄ ｏｆ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｂｉｔｕｍｅｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｓｐ

ｅｃｉａｌｉｚｅｄ ｉｎ ｂｉｔｕｍｅｎ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． ４８ ＣＢＷ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ２００６