第４６卷，第２期２０２１年４月
公路工程ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０２１
Ｄｏｉ：１０．１９７８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－０６１０．２０２１．０２．０３１
［收稿日期］２０１９－０９－１６
［基金项目］陕西省自然科学基金项目（２１４０１２２６０１７０）
［作者简介］颜 鑫（１９７７—），男，重庆人，博士研究生，高级工程师，主要从事公路与城市道路勘察设计与研究工作。
［引文格式］颜 鑫，郑翔南．稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青及沥青混合料性能研究［Ｊ］．公路工程，２０２１，４６（２）：１９５－２００，２３３． ＹＡＮＸ，ＺＨＥＮＧＸＮ．Ｓｔｕｄｙｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｒｕｂ
ｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｎｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，４６（２）：１９５－２００，２３３．
稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青及沥青混合料
性能研究
颜 鑫１，郑翔南２
（１ 重庆交建工程勘察设计有限公司，重庆 ４０００４１； ２ 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室 陕西西安 ７１００６４）
［摘 要］为了提高传统橡胶改性沥青的施工和易性与热贮存稳定性，并进一步增强稳定型橡胶粉改性沥青的高温稳定性与低温延展性，将稳定型胶粉与ＳＢＳ改性剂进行复配，并研究了不同稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青的针入度指标性能和混合料路用性能与疲劳特性。结果表明，２ ５％、３ ０％ＳＢＳ改性剂与１６％、２０％稳定型胶粉复合改性沥青的针入度介于４５～６０（０ １ｍｍ）、软化点接近８０℃、弹性恢复率大于８５％，相较于５％ＳＢＳ改性沥青，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青有更优的高低温性能和抗老化性能；推荐适宜的ＳＢＳ改性剂掺量为３％、稳定型胶
粉掺量为１６％～２０％；３％ＳＢＳ与１６％稳定型胶粉复合改性沥青混合料、３％ＳＢＳ与２０％稳定型胶粉复合改性沥青混合料的动稳定度达到了７７２０、８６５６次／ｍｍ，－１０℃低温最大弯曲应变达到了
６４１５ ６、６６５６ ５με
，低温断裂应变能达到了０ ７８４、０ ８２３ｋＪ／ｍ２，浸水马歇尔残留稳定度比和冻融劈裂强度比均大于９５％，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青混合料比５％ＳＢＳ改性沥青混合料有更优异的高低温性能和水稳定性；ＳＢＳ改性剂的掺入可以显著改善稳定型胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命，加入稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性剂后，沥青混合料具有优异的抗疲劳性能。
［关键词］道路工程；稳定型胶粉改性沥青；稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青；路用性能
［中图分类号］Ｕ４１４ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７４—０６１０（２０２１）０２—０１９５—０
６ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｔａｂｉｌｉｚｅｄＲｕｂｂｅｒＰｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳ
ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭｏｄｉｆｉｅｄＡｓｐｈａｌｔａｎｄＡｓｐｈａｌｔＭｉｘｔｕｒｅ
ＹＡＮＸｉｎ１，ＺＨＥＮＧＸｉａｎｇｎａｎ
２
（１ ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｒｖｅｙ＆ＤｅｓｉｇｎＣｏ ，Ｌｔｄ ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４１，Ｃｈｉｎａ；２ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００６４
，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｏｒａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒｕｂｂｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ｔｈｅｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｒａｒｅｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄ ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘａｎｄｔｈｅｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｆａｔｉｇｕｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍｉｘｅｄｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢ
Ｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｏｆ２ ５％，３ ０％ＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｒａｎｄ１６％，２０％ｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｉｓｂｅｔｗｅｅｎ４５～６０（０ １ｍｍ），ｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓｃｌｏｓｅｔｏ８０℃，ａｎｄｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ８５％，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ５％ＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ｓｔａｂｌｅ
公路工程４６卷
ｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｈａｖｅｂｅｔｔｅｒｈｉｇｈａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄａｎｔｉ ａｇｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｓｕｉｔａｂｌｅＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｒｄｏｓａｇｅｉｓ３％，ｓｔａｂｌｅｔｙｐｅＴｈｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓ１６％～２０％；ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆ３％ＳＢＳａｎｄ１６％ｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，３％ＳＢＳａｎｄ２０％ｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｈａｓｒｅａｃｈｅｄ７７２０，８６５６
ｔｉｍｅｓ／ｍｍ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒａｉｎａｔ－１０℃ｒｅａｃｈｅｄ６
４１５ ６，６６５６ ５με
，ｔｈｅｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｒｅａｃｈｅｄ０ ７８４，０ ８２３ｋＪ／ｍ２
，ｔｈｅｗａｔｅｒ ｉｍｍｅｒｓｅｄＭａｒｓｈａｌｌｒｅｓｉｄｕａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｆｒｅｅｚｅ ｔｈａｗｓｐｌｉｔｔｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｒａｔｉｏｗｅｒｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ９５
％，ｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｈａｖｅｂｅｔｔｅｒｈｉｇｈａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｈａｎ５％ＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；ＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｒｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＦａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ，ａｓｐｈａｌｔｃｏｍｐｏｕｎｄｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｆａｔｉｇｕｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐ
ｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｒＬａｂｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｒｏａｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ；ｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ；ｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
０ 引言
目前我国已成为世界上最大的橡胶资源消耗大国和废旧轮胎产生大国，在当前环保政策许可下如何有效处理每年产生的大量废旧轮胎是我们亟需解决的问题。将废轮胎胶粉应用于道路材料中，不仅能够提高沥青的品质和路用性能，而且可实现废轮胎的循环利用，是废轮胎资源化和无害化利用的有效途径，解决“黑污染”这一世界性环保难题，废旧橡胶粉用于改性沥青也符合我国“绿交通”与“绿公路建设”的建设理念要求，具有显著的社会效益。大量研究和工程实践表明，橡胶沥青具有高粘、高弹、温度敏感性低的特性，废轮胎胶粉可以有效提高沥青混合料的高、低温路用性能，抗疲劳性能、抗车辙、抗水损害，改善沥青路面的长期服役性能，延长使用寿命，橡胶沥青路面美观、噪声低、维护费用低，有利于节约资源，采用橡胶沥青是有效解决沥青路面早期病害发生的主要途径，也能够降低建设养护成本。
废旧轮胎橡胶粉改性沥青高粘高弹、环保性能能突出，是最有前途替代ＳＢＳ改性剂的材料，然而传
统橡胶沥青的应用仍有较多技术难题：①橡胶粉改性沥青的橡胶粉掺量不大；②橡胶粉改性沥青的加工技术落后，导致橡胶改性沥青性能不高，尤
其是高温性能较难适应极端高温和重载道路使用性能要求；③橡胶粉改性沥青的制备工艺复杂，只能现改性现用，设备周转不便；④橡胶粉改性沥青贮存稳定性差、黏度高，导致其无法工厂化生产和施工难度大，并且施工过程中有大量异味。已对橡胶沥青和橡胶沥青混合料进行了较多研究，但对于废旧橡胶怎样复合改性的技术研究却很少，针对上述问题，本文采用特定生产工艺将废旧胶粉与ＳＢＳ改性剂进行复配，通过高温、长时间剪切作用使橡胶粉充分脱硫、降解，以提高橡胶改性沥青的施工和易性与热贮存稳定性，通过加入ＳＢＳ改性剂来弥补稳定型橡胶粉改性沥青的高温稳定性与低温延展性，为了避免稳定性橡胶改性沥青在制备过程中排放大量刺鼻的有害气体，在基质沥青中掺加橡胶粉的同时，也掺加了沥青质量０ １％的沥青除臭剂，与此同时，在复合改性沥青制备过程中采用蓄热式直燃炉处理＋
导热油换热器＋（多管＋布袋）干式除尘器进行有害气体处理。研究成果可为稳定型胶粉与Ｓ
ＢＳ复合改性沥青路面的推广应用提供借鉴。１ 原材料与试验方案
１ １ 原材料
基质沥青为辽河石化生产的ＡＨ－７０重交通道路石油沥青，主要技术指标见表１。苯乙烯－丁二
表１ ＡＨ－７０沥青性能指标
Ｔａｂｌｅ１ ＡＨ－７０ａｓｐｈａｌｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ
指标对比针入度／
０．１ｍｍ１５℃延度／ｃｍ
软化点／
℃ＴＦＯＴ后性能
质量损失率／
％针入度比／％
１５℃延度／ｃｍ１０℃延度／ｃｍ
数据波试验结果７３＞１００４９．５０．３４６５２６９．６规范要求
６０～８０
＞１００
≥４
６．０±１．００
≥６
１≥１
５≥６
．０６９１
第２期颜 鑫，等：稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青及沥青混合料性能研究
烯－苯乙烯三嵌段共聚物（ＳＢＳ）由北京燕山石化生产，星型ＳＢＳ改性剂型号为ＹＨ－８０２（ＳＢＳ４４０２），嵌段比Ｓ∶Ｂ＝４∶６，主要技术参数见如下：相对密度０ ９４ｇ／ｃｍ３，拉伸强度２３ ６ＭＰａ，伸长率６８０％，灰分量＜０ ５％，回弹率４７％。采用市售深度脱硫活化的６０目子午轮胎胶粉，其性能如下：细度６０目，相对密度０ ２９７ｇ／ｃｍ３，金属含量０ ０２％，灰分３ ４％，丙酮抽取物２ ５％，炭黑含量３２ ６％，橡胶烃含量５３ ２％。
１ ２ 稳定性胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青制备
考虑到掺加橡胶粉后稳定性橡胶沥青的高低温性能均比基质沥青有明显提升，同时橡胶粉掺量越大，稳定型橡胶沥青的经济性越好，因此采用了较大的橡胶粉掺量，试验研究掺量变化１２％、１６％、２０％、２４％共４组橡胶粉掺量；掺加ＳＢＳ改性剂后，稳定性橡胶沥青复合ＳＢＳ改性沥青的路用性能会进一步提高，但也会增加改性沥青的生产成本，因此复合改性沥青中采用了较低的ＳＢＳ改性剂掺量，经初步试验确定，每组橡胶粉掺量下变化２ ５％、３ ０％、３ ５％共３组ＳＢＳ改性剂掺量。
稳定型橡胶改性沥青生产加工中，基质沥青既要加热到较高温度又要避免长时间高温造成沥青老化，因此采用快速升温罐取代了传统的浮头式换热器、螺旋板式换热器等换热装置，快速升温罐可在３０ｍｉｎ内将基质沥青从１２０℃加热到１９０℃，同时罐内装有搅拌装置，高温报警和低液位报警系统，可使沥青快速均匀加热，降低能耗、提高效率、避免局部高温老化。制备稳定性胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青时，首先将基质沥青在快速升温罐中加热至１６５℃，加入预定质量比例的橡胶粉，进入快速预混灌中以５００ｒａｄ／ｍｉｎ速率匀速搅拌３０ｍｉｎ，使橡胶颗粒充分溶胀，然后快速升温橡胶沥青共混物至１８５℃，接着在大功率胶体磨中以５０００ｒａｄ／ｍｉｎ速率剪切９０ｍｉｎ，之后保持１８５℃～１９０℃加工温度，以５００ｒａｄ／ｍｉｎ速率搅拌发育４ｈ，完成稳定性橡胶改性沥青制备。调节加热温度至１８０℃～１８５℃，在稳定型橡胶改性沥青中掺加预定质量
的ＳＢＳ改性剂，接着在大功率胶体磨中以５０００ｒａｄ／ｍｉｎ速率剪切６０ｍｉｎ，加入硫磺稳定剂后继续剪切４５ｍｉｎ，最后发育６０ｈ，完成稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青制备。
为了避免稳定性橡胶改性沥青在制备过程中排放大量刺鼻的有害气体，在基质沥青中掺加橡胶粉的同时，也掺加了沥青质量０ １％的沥青除臭剂（除臭剂主要有醇类物质和催化剂两种成分组成），与此同时，在复合改性沥青制备过程中采用蓄热式直燃炉处理＋导热油换热器＋（多管＋布袋）干式除尘器进行有害气体处理，经检测尾气处理后能达到排放标准。
２ 稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青针入度指标性能
目前尚无橡胶复合ＳＢＳ改性沥青技术指标要求，本研究参照ＪＴＧＦ４０－２００４和交通运输部《橡胶沥青路面技术规范》（征求意见稿）中ＳＢＳ聚合物改性沥青和橡胶改性沥青的相关技术指标及要求，采用针入度评价体系中的软化点、延度、针入度、弹性恢复、离析软化点差、旋转粘度等关键控制指标研究稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青的路用性能。针入度体系指标试验方法、步骤及试验条件严格按照ＪＴＧＥ２０－２０１１《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》和ＪＴＧＦ４０－２００４《沥青路面施工技术规范》进行，试验结果见表２。
表２ 稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青针入度指标体系性能试验结果
Ｔａｂｌｅ２ ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ
ｓｙｓｔｅｍ感温元件
ＳＢＳ
稳定
型胶
粉／
％
２５℃
针入
度／
０ １
()ｍｍ
５℃
延度
／
ｃｍ
软化
点／
℃
弹性
恢复
率／
％
１３５℃
粘度
（Ｐａ·ｓ）
软化
点差
／
℃
１２７２２８６３７６．６３．６９１．７２ ５％
１６６３３４６６７９．５４．０５２．０
２０５９３７７２８３．１４．２９２．３
２４５４３９７５８５．９４．４５２．４
放气阀
１２６８４２７１７９．９４．０５２．０３ ０％
１６５９４７７８８５．５４．２２２．３
２０５６５０８１８８．２４．７４２．５
２４５３５２８３９１．４５．０７２．８
１２６４４５７４８２．０４．３７２．３３ ５％
１６５７４９７９８７．０４．６３２．６
２０５３５２８２８９．２４．９７２．９
２４４７５３８５９２．８５．３８３．２
２０％稳定型胶粉６５２６６２７６．８３．５８１．９５％ＳＢＳ５７３８６９８１．８２．６４
２．１ 由表２针入度体系评价试验结果可知：①掺加２ ５％、３ ０％、３ ５％ＳＢＲ与１２％、１６％、２０％、２４％稳定型橡胶粉，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青具有优异的高低温性能，其中２５℃针入度为４７～７２（０ １ｍｍ），５℃延度为２８～５３ｃｍ，软化点大于６３℃、最大软化点达到了８５℃，２５℃弹
７
９
１
公路工程４６卷
性恢复率为７６ ６％～９２ ８％，将低剂量ＳＢＳ改性剂与稳定型橡胶粉复配后，按照本文１ ２制备工艺生产的稳定型胶粉与Ｓ
ＢＳ复合改性沥青的针入度指标性能可以满足ＪＴＧＦ４０－２００４聚合物改性沥青ＳＢＳ（Ｉ－Ｃ）、ＳＢＳ（Ｉ－Ｄ）的技术要求。②分析不同稳定型橡胶粉与Ｓ
ＢＳ改性剂掺量下复合改性沥青各性能指标变化趋势，总体上，随着稳定型橡胶粉和ＳＢＳ改性剂掺
量增大，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青的针入度减小，软化点、５℃延度、弹性恢复率、１３５℃粘度和离析软化点差随稳定型橡胶粉和Ｓ
ＢＳ改性剂掺量增大而增大，表明增大稳定型橡胶粉和Ｓ自助硬币存取款机
ＢＳ改性剂掺量均能改善复合改性沥青的高低温性能，但也会导致复合改性沥青贮存稳定性不良。③在２ ５％、３ ０％、３ ５％ＳＢＳ改性剂掺量下，稳定型橡胶粉掺量由１
２％增大至２４％，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青的针入度分别减小了１８、１５、１７（０ １ｍｍ）、针入度减小幅度分别为２５％、２２ １％、２６ ６％，软化点分别增大了１２℃、１２℃、１１℃，软化点增大幅度分别为１９％、１６ ９％、１４ ９％，５℃延度增大了１１、１０、６ｃｍ、软化点增大幅度分别为３９ ３％、２３ ８％、１３ ３％，１３５℃粘度增大了０ ７６、１ ０２、１ ０１Ｐａ·ｓ、１３５℃粘度增大幅度为２０ ６％、２５ ２％、２３ １％，２５℃弹性恢复率增大了９ ３％、１１ ５％、１０ ８％，提高幅度分别为１２ １％、１４ ４％、１３ ２％，增大稳定型胶粉掺量对复合改性沥青高低温性能有明显的改善作用，但是过多的橡胶粉掺量会导致复合改性沥青离析软化点差和粘度增大，导致热贮存稳定型不满足橡胶粉改性沥青离析软化点差小于３
０℃和１３５℃运动粘度小于５ ０ＭＰａ的规范限制要求。由此可见橡胶粉掺量不宜大于２０％。④
对比不同稳定型胶粉和ＳＢＳ掺量下复合改性沥青针入度体系指标变化趋势，可以发现，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青的针入度指标、２
５℃弹性恢复率指标、１３５℃延度指标受稳定型胶粉改性剂掺量影响更加显著，而５℃延度指标、软化点指标受ＳＢＳ改性剂掺量影响更为显著，Ｓ
ＢＳ和稳定型胶粉掺量对离析软化点差均有显著影响。⑤相较于２０％稳定型胶粉改性沥青，掺加２ ５％、３ ０％、３ ５％ＳＢＳ改性剂后，稳定型胶粉改性沥青的针入度明显降低，软化点、延度和弹性恢复率显著增大，尤其是在２
５％、３ ５％ＳＢＳ改性剂掺量下，２ ５％ＳＢＳ＋２０％稳定型胶粉、３ ０％ＳＢＳ＋２０％稳定型胶粉复合改性沥青的延度比２０％延度增大近１倍，软化点升高约２０℃，针入度降低约１
０（０ １ｍｍ），弹性恢复率增大了约２０％，同时稳定型胶粉与Ｓ
ＢＳ复合改性沥青的离析软化点差小于３ ０℃、１３５℃运动粘小于５ ０ＭＰａ，将稳定型胶粉与Ｓ
ＢＳ改性剂复配后既能满足橡胶粉改性沥青热贮存稳定型和施工和易性要求，又能显著改善稳定型胶粉改性沥青胶结料的高低温性能。⑥２
５％、３ ０％ＳＢＳ与１６％、２０％稳定型胶粉４种复合改性沥青的针入度介于４５～６０（０ １ｍｍ）、软化点接近８０℃、弹性恢复率大于８５％，相较于５％ＳＢＳ改性沥青，４种稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青有更优的高低温性能。
综合考虑稳定型胶粉与Ｓ电热暖水袋
ＢＳ复合改性沥青的高低温性能、施工和易性与工程经济性，推荐适宜的ＳＢＳ改性剂掺量为３％、稳定型胶粉掺量为１６％～２０
％，表３对比了２种稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青（Ａ为３％ＳＢＳ与１６％稳定型胶粉复合改性沥青、Ｂ为３％ＳＢＳ与２０％稳定型胶粉复合改性沥青）、ＳＢＳ改性沥青（Ｃ）以及２０％稳定型胶粉改性沥青（
Ｄ）全套针入度技术指标与ＰＧ分级指标，由表３可知，４种改性沥青的针入度体系与ＰＧ分级体系评价体系指标结果一致，４种改性沥青的高、低温性能排序均为Ｂ＞Ａ＞Ｃ＞Ｄ，２种稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青比５％ＳＢＳ改性沥青有更优异的高低温性能和抗老化性能优势。下文将开展这２种复合改性沥青混合料的性能研究。
表３ 稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青技术性能指标汇总
Ｔａｂｌｅ３ ＳｕｍｍａｒｙｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ
改性
沥青类型２５℃针入度／０．１ｍｍ软化
点／℃５℃
延度／ｃｍ６０℃动力黏度／（Ｐａ·ｓ）１３５℃运动粘度／（Ｐａ·ｓ）１７７℃旋转粘度／（Ｐａ·ｓ）弹性恢复率／％离析，软
化点差／℃ＲＴＦＯＴ后性能
质量
变化残留针入
度比／％５℃残留
延度／ｃｍ
ＰＧ分级Ａ５９７８４７２２６２４．２２０．６３８５．５２．３－０．３８８．８３９８８～２４Ｂ５６８１５０２７４９４．７４０．７２８８．２２．５－０．２９０．７４４８８～２８Ｃ５７６９３８１９９２２．６４０．４２８１．８１．９－０．６８２．５２７８２～２４Ｄ
６５
６２
２６
１５５９
３．５８
０．５１
７６．８
２．１
－０．４
８４．９
２１
７６～１６
８９１
第２期颜 鑫，等：稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青及沥青混合料性能研究
３ 稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青混合料性
能
试验采用ＪＴＧＦ４１－２００４规范ＡＣ－１６矿料级
配中值。稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青混合料施
工工艺与ＳＢＳ改性沥青混合料的工艺基本相同，
但由于橡胶粉复合改性沥青粘度较高，因此，橡胶
粉复合改性沥青混凝土的拌合、压实的温度需要做
适当调整，室内试验控制集料加热温度为１９０℃，
复合改性沥青加热温度１８０℃，试件成型温度
１７５℃。按照ＪＴＧＦ４０－２００４规范要求马歇尔法设
计方法试验流程确定稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥
青混合料的最佳沥青用量（ＯＡＣ），空隙率（ＶＶ）、
矿料间隙率（ＶＭＡ）、饱和度（ＶＦＡ）、马歇尔稳定
度（ＭＳ）试验结果见表４，由表４可知，２种稳定
型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青混合料的空隙率满足ＪＴＧ
Ｆ４０－２００４规范３％～６％、马歇尔稳定度大于８
ｋＮ、矿料间隙率大于１３ ５％和沥青饱和度ＶＦＡ介
于６５％～７５％的要求，稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改
性沥青混合料的马歇尔稳定度比５％ＳＢＳ改性沥青
混合料增大了１ ３～２ ５ｋＮ、最佳沥青用量增大了
０ ５％～０ ７％，但是采用大量废旧轮胎胶粉替代
表４ 马歇尔试验结果
Ｔａｂｌｅ４ Ｍａｒｓｈａｌｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ
改性沥青类型ＯＡＣ／
％
ＶＶ／
％
ＶＭＡ／
％
ＶＦＡ／
％
ＭＳ／
ｋＮ
Ａ５ ４４ １２１５ ５７３ ４１２ ９Ｂ５ ６４ ２３１５ ３７２ ４１４ １Ｃ４ ９４ ０８１４ １７１ １１１ ６Ｄ５ ５４ １９１５ ４７２ ８１０ ５基质沥青和ＳＢＳ改性剂，总体上有较好的经济优势。下文在表６最佳沥青用量条件下按照ＪＴＧＦ４０－２００４规范要求制备试件，并进行混合料路用性能对比试验。
３ １ 稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青混合料高温稳定性
按照ＪＴＧＥ２０－２０１１《试验规程》中Ｔ０９１９－２０１１沥青混合料车辙试验评价稳定型
胶粉与ＳＢＳ复合ＳＢＳ改性沥青混合料的高温稳定性，试验钢轮接触压强０ ７ＭＰａ，试验温度为６０℃，结果见表５。由表５可知，①３％ＳＢＳ与１６％稳定型胶粉复合改性沥青混合料、３％ＳＢＳ与２０％稳定型胶粉复合改性沥青混合料的动稳定度达到了７７２０、８６５６次／ｍｍ，加载６０ｍｍ后的总车辙变形量为１ ５８８、１ ５０１ｍｍ，稳定性胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青混合料具有优异的高温稳定性。②相较于５％ＳＢＳ改性沥青混合料，３％ＳＢＳ与１６％稳定型胶粉复合改性沥青混合料、３％ＳＢＳ与２０％稳定型胶粉复合改性沥青混合料的动稳定度提高幅度达１２ ８％、２５ ２％，车辙变形量降低了１５ ２％、１９ ８％，２种稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青混合料比５％ＳＢＳ改性沥青混合料有更优异的高温稳定性。③２种复合改性沥青混合料的动稳定度为２０％稳定型胶粉改性沥青混合料的１ ８３、２ ０３倍，同时车辙变形量降低了２３ ３％、２７ ５％，可见掺加３％ＳＢＳ改性剂能显著提升稳定性胶粉改性沥青混合料的高温稳定性能，应对我国极端高温条件下沥青路面车辙问题，将ＳＢＳ与稳定型胶粉进行复配是有必要的。
表５ 稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青混合料车辙试验结果
Ｔａｂｌｅ５ ＴｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｂｌｅｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒａｎｄＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ
防鼠器改性沥青类型
车辙试验动稳定度／（次·ｍｍ－１）车辙变形量／ｍｍ
①②③均值①②③均值
Ａ７６８５７３７８８０９７７７２０１ ５９８１ ６１２１ ５５４１ ５８８Ｂ８６５４８３２８８７１２８５６５１ ４８７１ ５１８１ ４９９１ ５０１Ｃ６７８２６５２９７２１５６８４２１ ８９３１ ９１２１ ８１２１ ８７２Ｄ４４３４４０９８４１２９４２２０２ ０３４１ ９９３２ １８４２ ０７０
３ ２ 稳定型胶粉复合ＳＢＳ改性沥青混合料低温抗裂性能
按照ＪＴＧＥ２０－２０１１《试验规程》中Ｔ０７１５－２０１１沥青混合料弯曲试验评价稳定型胶粉与ＳＢＳ复合ＳＢＳ改性沥青混合料的低温抗裂性能，试验温度为－１０℃，采用５０ｍｍ／ｍｉｎ速率加载。根据试验加载过程中的荷载－位移曲线关系并积分获取试件断裂应变能，从能量角度评价试稳定型胶粉与ＳＢＳ复合改性沥青混合料的低温性能，试验结果见表６。
表６试验结果表明，①３％ＳＢＳ与１６％稳定型胶粉复合改性沥青混合料、３％ＳＢＳ与２０％稳定型胶粉复合改性沥青混合料的最大弯曲应变达到了６４１５ ６、６６５６ ５με，远大于ＪＴＧＤ５０－２０１７《公路沥青路面设计规范》冬严寒区弯曲应变大于３０００με的要求，２种复合改性沥青混合料的低温
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