橡胶沥青和SBS的对比分析

《橡胶沥青和SBS的对比分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《橡胶沥青和SBS的对比分析（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、橡胶沥青和SBS的对比分析一、发展过程从最初的普通沥青发展到后来的改性沥青，现在已经有多种改性沥青面世， 但其中应用最为广泛还是SBS改性沥青，经过十余年的发展目前SBS的使用量价 值约在400亿左右，占市场95%份额。正因为如此SBS的技术趋于成熟，市场趋 于完全竞争状态SBS改性沥青的经营利润空间极低，所以目前SBS改性沥青的竞 争只能以量取胜，许多企业都在极积寻求新的替代产品。橡胶沥青起源于上世60年代，在美国的亚利桑那州、加州、德州、佛州都 地区，橡胶沥青已经成为最常用的道路材料。经过近50年的发展应用证明，把 橡胶沥青应用于道路工程中，可以在提高道路各种使用性能的同时大大降低建造 成

2、本与养护费用，降低行车噪音提高居民生活质量。而且橡胶沥青生产可环保利 用废旧轮胎，符合国家提倡的“建立节约型社会”、“发展循环经济”等政策。 橡胶沥青在道路工程中的应用得到了各级政府的大力支持，受到了愈来愈多项目 业主的欢迎。在亚洲日本与韩国率先应用，我国早在上世纪80年代也在实验室 里进行相关的实验。2003年才开始向国外学习与引进生产设备，全国第一条橡 胶沥青试验路于2004年10月份在北京开铺，从此拉开了橡胶沥青在中国的应用 序幕。二、所用材料1、SBS普通沥青（70#）（95%）、SBS 改性剂（5%）近几年年使用改性沥青达120万吨，消耗SBS聚合物约6万吨，为生产SBS 聚合物一年

3、消耗石油约20万吨。2、AR普通沥青（70#）、橡胶粉改性剂（外掺22%）道路交通事业的发展，汽车保有量增加。据中国汽车工业学会有关专家预 测，到2010年我国汽车保有量将达到7000万辆。预计2010年将达到2亿条， 约合518万吨。大量的废轮胎堆积造成环境污染。三、改性原理zr正m路科四川正中路面科技有限公司Eg -“ip.Sichuan ZhengZhong Road Technology Co., LTD1、SBS改性沥青SBS在剪切作用下，于基质沥青内部形成一个加劲网络，通过网络约束来达 到改变沥青粘温性的效果，基本不改变基质沥青的性质。所以，在网络约束（固 体物为分散相）较少起作用

4、的情况下（如低温开裂），基质沥青的性能是决定性 的作用。2、橡胶沥青橡胶沥青是轮胎橡胶粉在充分拌合的高温条件下（180C以上）与沥青熔胀 反应得到的改性沥青胶结材料。橡胶沥青中橡胶粉掺量通常很大，熔胀后橡胶粉 体积达到胶结料的30-40%，橡胶粉颗粒通过凝胶膜连接，形成一个粘度很大的 半固态连续相的体系。橡胶沥青性质的变化是体系结构变化和基质沥青品质变化 双重作用的结果。轮胎胶路用力学性能优异：路面受力来自轮胎胎面的传递，轮 胎橡胶受力状态远比路面材料严酷和复杂；轮胎胶耐疲劳能力优异：轮胎橡胶设 计目标是要承受持续的拉压动态作用，而且不像路面材料那样允许考虑荷载间隙 时间；轮胎胶耐气候性优异：

5、轮胎不是固定设施，材料设计时必须考虑道路的各 种极端气候条件。轮胎胶与沥青亲和力：沥青与橡胶同根同源，轮胎胶主要成分 与沥青一样来自石油。检测项目粘度177 C , (Pa.s)针入度(25P, 100g,软化点（P）技术标准:弹性恢复.25P （%）四、性能比较：（一）橡胶沥青性能特点介绍橡胶沥青（AR）拥有较强的高温稳定性、低温抗裂性、以及抗老化、抗疲劳、 抗水损坏的特性。所以把橡胶沥青设计应用于道路方案中，可以充分体现以下特 性与优点： 抗反射裂缝。在铣刨、填缝、整治、调平后的旧路面上铺装橡胶沥青应 力吸收层（SAMI）是国际公认的抗反射裂缝最有效的解决方案，因为橡胶沥青利 用较强的粘性

6、，可有效解决加铺层与水泥路面的粘接问题，同时高用量的橡胶沥 青与单一粒径的碎石强力粘结，形成约1cm厚弹性良好的防裂层（如下图），原 路面的各种裂缝将难以穿透该橡胶沥青应力吸收层向上传播。糠胶沥吉琦石（橡胶沥青应力吸收层SAMI示意图） 抗水损坏。橡胶沥青应力吸收层，也是一个良好的防水层，首先，该层 橡胶沥青用量较大（2.2kg/m2），在原路面上形成约3mm厚的沥青膜，完全可以 防止雨水的向下渗透，对下面层起到保护作用。其次，在上面摊铺沥青混合料面 层时，橡胶沥青应力吸收层顶部的橡胶沥青会二次熔化，经路面压实后会充分填 充面层混合料底部的缝隙，可解决防止水渗透问题，从而排除层间存水的可能。

7、抗低温脆裂。由于橡胶本身的可塑性和延展性，使得橡胶沥青低温延度 增大，橡胶沥青路面抗低温脆裂能力大大增强。 抗高温车辙。橡胶沥青本身拥有较强的高温稳定性和粘性，所以用于路 面结构中的橡胶沥青胶结料具有高粘性与不易流动性。另外碎石外层所裹附的橡 胶沥青胶结料中含有大颗粒的橡胶粉，可产生较大的磨阻力，也使碎石不易滑动， 可减少车辙形成，同时保证结构能力。橡胶沥青路面使用性能（美国亚利桑那运 输部2002年测试） 是城市道路降低噪音的新材料，与普通沥青相比，可降低行车噪音3-6 分贝。提高人居舒适环境，橡胶沥青道路是国际公认的噪音最小的道路。因为 橡胶沥青掺有18%以上的轮胎橡胶粉，这些胶粉均匀的分

8、布在橡胶沥青中，当行 驶中的汽车轮胎与路面接触时，同时也接触到大量的橡胶粉，橡胶粉具有弹性， 并与轮胎属同种材料，所以与轮胎接触时相对不会产生较大噪音，也就降低了行 车噪音。位置前 (db)后(db)降低（db）路肩（15米）79.872.67 2噪声墙（30米）76.667.19.5居民点（120米）51.745.66.1 粘结作用因为橡胶沥青拥有超强的粘性，所以它可以非常劳固的吸附粘结在水稳层或旧水泥路面上， 从而起到与路面的粘结作用。从右边工程实例的钻心 拉拨实验图中可以看出，橡胶沥青应力吸收层完全可 以解决路面的粘结问题。（注:从图中可以看出橡胶沥青应力吸收层与水泥路 面的粘结力度完全

9、超过了沥青混合料。） 提高行车安全。路面摩擦力增大，刹车阻力增大，提高了行车安全，尤 其是在雪水路面上效果更加显著。 降低建造成本、缩短建设工期。橡胶沥青砼罩面设计正常为5 cm厚，因 此一般情况下不用处理路沿石，这就降低了建设成本，缩短了建设工期。（二）橡胶沥青和SBS改性沥青性能比较1、耐高温车辙比较过大车辙，是我国当前高等级道路最常见的早期损坏类型。一方面由于全球 性的气候异常，我国大部分地区的高温季节都有延长和加剧的趋势；另一方面， 我国公路货运超载超限形势严峻。国内外的研究均一致表明，橡胶粉对于沥青的高温性能的改性效果是非常明 显的。在采用的掺量（18%）下，橡胶沥青的高温分级比基质

10、沥青提高两级到三 级，其提高幅度完全不输于当前最常用的SBS改性沥青。2、低温性能比较种类温度最大变形最大应力能量ARLC-18C1.3823.624.05E-02SBS-18C0.7224.052.18E-02SK70#-18C0.1871.9272.72E-03在我国的东北地区和西北地区，冬季的极端最低温度可达-40C，在大风降 温季节大量产生的温度收缩裂缝一直是这些地区的主要病害类型。实践证明，单 纯的采用高标号的沥青解决不了问题，反而还会增加夏季高温季节车辙的危险， 而即使采用室内低温检测效果较好的SBS改性沥青，在很多地区表现出来的效果 也仅仅是将裂缝产生的时间向后推移了一些时间。橡

11、胶粉来自轮胎，其设计低温性能要显著优于SBS改性剂，另一方面，橡胶 粉的添加剂量都是SBS改性剂的4倍以上。沥青室内试验和模拟低温条件的混合 料低温拉裂试验都显示了橡胶沥青在低温性能方面的优势。此外，橡胶沥青和混 合料在低温状态的模量都显著低于包括SBS改性沥青在内的其他沥青，这一特性四川正中路面科技有限公司SichuanRoadCo., LTD被很多寒冷国家和地区用于建设冬季自动除冰道路。3、抗水损坏性能比较冻融APA比100盹辙车水浸食.SBS橡胶沥青70#混合料胶结料种类o o o o O 0 8 6 4 20水损坏造成的大面积坑洞，也是高等级路面最常见的早期损坏类型之一。残留稳定度和冻

12、融劈裂强度比，作为相对意义的无量纲值，被用来在评价混 合料的水稳定性。由上图试验结果可以看出，橡胶沥青混合料与SBS、基质沥青 相比，冻融劈裂强度的比值TSR和残留稳定度却明显提高。而浸水APA车辙深度 比的结果来看，橡胶沥青的混合料的抗水害能力比其基质沥青有明显的增强，甚 至优于SBS改性沥青。4、抗老化性能比较70#基质沥青SBS8O-10m80-17j120-17jTFOT针入 度出74.287.596.594.481.5TFOT粘度比137.9182.6222.2210.7133.7TFOT软化.占比111798_110.8103 4106 4PAV针入 度出35.354.1PAV软化

13、占比123.9119.7老化的物理因素有热、光、电、高能辐射、和机械应力作用；化学因素有： 氧、臭氧和其他化学介质（水、酸、碱、盐雾等）；还有生物因素等。在我国南 方地区，高温状态下的氧化是路面老化的主要因素。而在高海拔地区，比如广阔 的西部地区，光致老化就已经成为了不可忽视的因素。在橡胶制作轮胎的配方中，曾加入了大量的防老化剂，包括抗氧剂（主抗氧 化剂的作用就是要抑制甚至终止游离基形成和积累过程。还有辅助防老剂专门用 于破坏氢过氧化物）、热稳定剂、变价金属抑制剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂等。 这些抗老化剂，加上对光屏蔽非常有效的碳黑填充剂，在橡胶沥青的混炼过程中 会大量释放到沥青中，从而极大改

14、善沥青混合料的抗老化性能。5、“白+黑”罩面抗反射裂缝：毫无疑问，水泥路面的大面积翻修是我国路面工程越来越紧迫的一项难题， 如果按照破碎重建的方案，不仅工程量和耗资巨大，大量的建筑垃圾难以安置， 漫长的建设周期将带来难以忍受的交通痛苦。在这样的情况下，工程质量自然是 难以保障的。因此，“白+黑”罩面必将成为老水泥路面改造的首选方案，它可 以以最小的时间和资金代价，在最大限度利用旧路面的结构能力的情况下完成水 泥混凝土路面的性能全面升级。但是“白+黑”方案有两个难点，就是水泥路面 众多裂缝的反射问题，以及沥青面层和水泥板的粘接问题。解决不了这两个问题， “白+黑”方案就无法成功。实践证明，单纯的

15、依靠增加路面厚度和采用SBS 改性沥青常常也是不能奏效的。“白+黑”方案是一系列的针对以上两大难点的技术组合，其核心围绕橡胶 粉优异的抗疲劳性能和粘性。包括：裂缝处理方案、粘接层方案、针对当地情况 的面层方案。其目标是提供最低全寿命成本的“白+黑”方案。四、橡胶沥青方案和SBS方案比较：传统SBS方案普通沥青+ SBS改性沥青：“6cm+4cm”传统SBS方案 AR方案（橡胶沥青超薄方案）橡胶沥青应力吸收层+橡胶沥青：1cm+4cm”五、橡胶沥青方案与SBS改性沥青方案的经济成本比较1、等效厚度比较（经过试验证明）美国设计规范：1cm橡胶沥青应力吸收层的防反射裂缝能力相当于5cm普通重交沥青混合 料。1cm橡胶沥青混合料等于2cm普通沥青混合料的抗反射裂缝能力。橡胶沥青方案与SBS改性沥青方案的实际与等效厚度比较如下表：方案等效厚度比较方案实际厚度cm等效厚度cm