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摘要：粘度是评价沥青粘结特性的重要技术指标，根据美国SHRP计划推荐的布洛克菲尔德旋转粘度計（Brookfield，简称布氏粘度计）对一种基质沥青和四种橡胶粉掺量及三种橡胶粉目数的橡胶沥青进行测量，在布氏旋转粘度试验要求范围内考察橡胶粉掺量和目数两个工艺参数的不同对橡胶沥青粘度的影响。
关键词：橡胶沥青；旋转粘度；掺量；目数
中图分类号：U416文献标识码： A
橡胶沥青是将废橡胶粉加入到基质沥青中，然后在特定的温度下搅拌融合，让混合物中的胶粉能够分散均匀，并能充分与基质沥青发生物理-化学反应，从而达到改善沥青路用性能的目的。近年来，橡胶沥青由于其在变废为宝、节约资源、保护环境及改善沥青性能等方面存在独特的优越性，废旧轮胎磨制的橡胶粉已广泛应用于公路路面的建设【1】。而粘度是物质固有的性质，能够直接体现沥青本身的稠度【2】。粘度的大小也反映了沥青抵抗流动和抗冲击的能力，粘度越大，沥青路面抗车辙的能力就越强。可见，粘度是评价沥青高温性能的重要指标[3]。而橡胶沥青的生产过程比较复杂，生产方法包括干法和湿法，本试验所用橡胶沥青通过湿法在180-190℃下拌合而成。胶粉目数和胶粉掺量是橡胶沥青生产过程中影响其性能的两个重要参数，为此，笔者通过室内试验，对这两个重要工艺参数对橡胶沥青粘度的影响进行了初步研究。
布氏粘度（即旋转法测量粘度）它是美国Brookfield公司最早研制的。美国推广SHRP计划以来，布氏粘度被用来测量沥青粘度，这种方法可直接测得动力粘度，且具有操作方便简单、测量精度高的优点，常用于测量60℃ ～l80℃之间各种温度下的沥青动力粘度[4]。我国也制定了((T0625-2000沥青布氏旋转粘度试验》标准，目前大部分的公路检测机构实际采用的多是这种方法。
1 橡胶沥青发展史
橡胶沥青最早见于1843年的英国专利，但这一时期还没有用其筑路的记录。现代意义上的橡胶沥青混合料首先出现在上世纪40～60年代的美国，并形成了干法和湿法两种生产体系【5】。1988年前后，橡胶沥青在美国亚利桑那州成功应用于间断级配沥青混合料中，标志着橡胶沥青路面技术得到较大发展【6～8】。而我国在80年代也进行了相关发面的研究，但由于当时的橡胶粉技术装备水平和国内的社会环境，该技术并未得到广泛的应用和发展。直到2000年后，国外橡胶沥青技术及成套装备先后进入我国，并在一些公路项目上得到应用，从此拉开了橡胶沥青在中国道路上的应用序幕。
2 橡胶沥青的生产工艺与应用流程
2.1橡胶沥青生产工艺
2.2 橡胶沥青应力吸收防水粘接层施工工艺
2.3橡胶沥青混合料面层施工工艺
3 沥青旋转粘度测量方法概要
布洛克菲尔德旋转粘度计旋转法可用于测定道路沥青在45℃以上温度范围内的表观粘度。试验时将少量沥青试样盛于盛样筒中，把转子(常用的为圆柱形)浸于被测液体中，使转子按一定转速旋转并测得由于液体的粘性而产生的液体粘性力矩，根据牛顿粘性定律，即可测得液体的动力粘度。目前布洛克菲尔德旋转粘度计运用微电脑技术进行温度控制、数据采集和数据处理；显示器采用白背光、高亮度的LCD显示屏；配有微型针式打印机输出设备。测试结果可在显示屏上实时显示，也可通过打印机打印输出。
该试验允许误差的要求为：重复性试验的允许误差为平均值的3.5％；复现性试验的允许误差为平均值的14.5％。
4 布氏旋转粘度试验的影响因素
实验室共选择13种沥青作为试验试样来进行试验，考察不同胶粉掺量和目数对橡胶沥青粘度的影响，其中包括1种基质沥青和胶粉掺量分别为10%、15%、20%、25%，目数分别为30目、40目、60目共13种沥青，其中基质沥青的基本性质如表1。
表170#基质沥青性能技术指标
类别 针入度（25℃,100g，5s），0.1mm 软化点，℃ 延度（5cm/min）,cm 布氏粘度，mpa.s
原材指标 68 48 >100 3297.3
4.1 试验仪器
试验采用美国Brookfield RVDV一Ⅱ+Pro旋转粘度仪，粘度测量范围为100～40M MPa．S，内有54种转速(0．O1～200RPM)可选择，测试用转子有四种型号：
SC4—21号转子：称量试样8 mL，粘度测量范围25～500K Mpa.S；
SC4—27号转子：称量试样10.5mL，粘度测量范围125～2.5M Mpa.S；
SC4—28号转子：称量试样11.5mL，粘度测量范围250～5M Mpa.S；
SC4—29号转子：称量试样13mL，粘度测量范围500～1OM Mpa.S。
本次试验采用SC4—21号转子，转速为200RPM，测定温度为177℃时各橡胶沥青试样的粘度情况。
4.2 生产工艺参数对沥青粘度的影响分析
根据试验要求准备橡胶沥青试样，开启粘度计温度控制器电源，设定温度控制系统至177℃.按SC4—21号转子所要求的体积向粘度计的盛样筒中添加沥青试样，将转子与盛样筒一起置于已控温至177℃的试验仪器中保温，维持1.5h。测试各沥青试样的布氏粘度，并根据试验结果，对橡胶沥青生产过程的两个重要工艺参数胶粉目数和胶粉掺量对粘度的影响进行分析。主要试验结果见表2。
表2 不同掺量和目数对粘度的影响
目数 对应掺量下的布氏粘度（mpa.s）
10% 15% 20% 25%
30目 3441.7 3510.5 3641.4 3729.5
40目 3474.3 3568.3 3669.6 3762.7
60目 3522.4 3606.5 3691.3 3790.1
结合表1和表2不难看出，橡胶粉的掺入使沥青粘度得到明显的提高。从表2中可以发现：橡胶粉掺量和目数对橡胶沥青的粘度有着显著影响。相同目数下，橡胶沥青的布氏粘度随掺量的增加而增大；相同掺量下，橡胶沥青的布氏粘度随目数的增加而增大，但增加趋势相对平缓。
由于橡胶粉和沥青都具有较强的惰性，所以橡胶粉与沥青拌合时主要作用机理是溶胀反应。橡胶沥青中沥青为分散介质，橡胶粉为分散相，成为分散相共混结构，从而形成了胶粉与沥青连续或者相互交错连续的三维空间结构。随着橡胶粉掺量的增加，沥青中的轻组分被吸附渗透，使橡胶粉溶胀，组成更为密实、连续的橡胶-沥青网络结构，从而使粘度发生显著提高。而目数大的橡胶粉体积小，数量多，相同质量的橡胶粉比表面增大，产生高度集中的应力效应，沥青的冲击强度和可塑性大大提高，是粘度增大。但根据溶胀反应理论可以预见，橡胶粉掺量和目数的增加对于粘度必然存在一个峰值。接近峰值时，掺量和目数的变化对沥青自身的改性作用不再明显。
因此从这个角度出发，想要橡胶沥青粘度增加，进而提高其路用性能时，可通过适当加大橡胶粉掺量或增加橡胶粉目数来完成。但绝不能盲目加大胶粉掺量和目数，从一些工程实例中不难看出，掺量少一些、胶粉相对粗些的橡胶沥青对混合料路用性能更好。例如应用于应力吸收层、碎石封层或者多空隙混合料的橡胶沥青，胶粉颗粒可以比较粗。所以橡胶沥青究竟采用多少掺量、多大目数合适，还要看具体情况结合混合料的路用性能加以综合评述。5.结论
通过研究发现，胶粉产量和目数对橡胶沥青粘度均有不同程度的影响。其中，胶粉产量对沥青粘度影响显著，而目数对其影响相对较小。在具体工程项目中，要根据对橡胶沥青的路用性能要求，通过试验确定其适宜的胶粉掺量和目数，进而得到期望的最佳性能。
参考文献
[1] 邓洪宗.影响橡胶沥青路用性能的主要因素分析. 山西省交通科学研究院
[2] 朱传荣,高冰梅,姚德宏.石油沥青60℃动力粘度测定影响因素的探讨[J].2006
[3] 张鸿,张宇,尚海霞.不同剂量SBS改性沥青粘度性能分析．山西建筑,2007,(24)：179—180
[4] 王乐政.沥青粘度的测量.上海地学仪器研究所
[5] 李培蕾.橡胶沥青混合料配合比设计及路用性能研究.西安：长安大学，2012
[6] 罗妮.废橡胶粉在道路工程中的应用研究和发展[J].湖南交通科技，2008，34（1）：39-40+88
[7] 董成春.胶粉的制法及其应用[M].北京：化学工业出版社，2001
[8] 钱敏.中国废胎处理技术领先世界[J].再生资源研究，2002，23（2）：42-43
关键词：橡胶沥青；旋转粘度；掺量；目数
中图分类号：U416文献标识码： A
橡胶沥青是将废橡胶粉加入到基质沥青中，然后在特定的温度下搅拌融合，让混合物中的胶粉能够分散均匀，并能充分与基质沥青发生物理-化学反应，从而达到改善沥青路用性能的目的。近年来，橡胶沥青由于其在变废为宝、节约资源、保护环境及改善沥青性能等方面存在独特的优越性，废旧轮胎磨制的橡胶粉已广泛应用于公路路面的建设【1】。而粘度是物质固有的性质，能够直接体现沥青本身的稠度【2】。粘度的大小也反映了沥青抵抗流动和抗冲击的能力，粘度越大，沥青路面抗车辙的能力就越强。可见，粘度是评价沥青高温性能的重要指标[3]。而橡胶沥青的生产过程比较复杂，生产方法包括干法和湿法，本试验所用橡胶沥青通过湿法在180-190℃下拌合而成。胶粉目数和胶粉掺量是橡胶沥青生产过程中影响其性能的两个重要参数，为此，笔者通过室内试验，对这两个重要工艺参数对橡胶沥青粘度的影响进行了初步研究。
布氏粘度（即旋转法测量粘度）它是美国Brookfield公司最早研制的。美国推广SHRP计划以来，布氏粘度被用来测量沥青粘度，这种方法可直接测得动力粘度，且具有操作方便简单、测量精度高的优点，常用于测量60℃ ～l80℃之间各种温度下的沥青动力粘度[4]。我国也制定了((T0625-2000沥青布氏旋转粘度试验》标准，目前大部分的公路检测机构实际采用的多是这种方法。
1 橡胶沥青发展史
橡胶沥青最早见于1843年的英国专利，但这一时期还没有用其筑路的记录。现代意义上的橡胶沥青混合料首先出现在上世纪40～60年代的美国，并形成了干法和湿法两种生产体系【5】。1988年前后，橡胶沥青在美国亚利桑那州成功应用于间断级配沥青混合料中，标志着橡胶沥青路面技术得到较大发展【6～8】。而我国在80年代也进行了相关发面的研究，但由于当时的橡胶粉技术装备水平和国内的社会环境，该技术并未得到广泛的应用和发展。直到2000年后，国外橡胶沥青技术及成套装备先后进入我国，并在一些公路项目上得到应用，从此拉开了橡胶沥青在中国道路上的应用序幕。
2 橡胶沥青的生产工艺与应用流程
2.1橡胶沥青生产工艺
2.2 橡胶沥青应力吸收防水粘接层施工工艺
2.3橡胶沥青混合料面层施工工艺
3 沥青旋转粘度测量方法概要
布洛克菲尔德旋转粘度计旋转法可用于测定道路沥青在45℃以上温度范围内的表观粘度。试验时将少量沥青试样盛于盛样筒中，把转子(常用的为圆柱形)浸于被测液体中，使转子按一定转速旋转并测得由于液体的粘性而产生的液体粘性力矩，根据牛顿粘性定律，即可测得液体的动力粘度。目前布洛克菲尔德旋转粘度计运用微电脑技术进行温度控制、数据采集和数据处理；显示器采用白背光、高亮度的LCD显示屏；配有微型针式打印机输出设备。测试结果可在显示屏上实时显示，也可通过打印机打印输出。
该试验允许误差的要求为：重复性试验的允许误差为平均值的3.5％；复现性试验的允许误差为平均值的14.5％。
4 布氏旋转粘度试验的影响因素
实验室共选择13种沥青作为试验试样来进行试验，考察不同胶粉掺量和目数对橡胶沥青粘度的影响，其中包括1种基质沥青和胶粉掺量分别为10%、15%、20%、25%，目数分别为30目、40目、60目共13种沥青，其中基质沥青的基本性质如表1。
表170#基质沥青性能技术指标
类别 针入度（25℃,100g，5s），0.1mm 软化点，℃ 延度（5cm/min）,cm 布氏粘度，mpa.s
原材指标 68 48 >100 3297.3
4.1 试验仪器
试验采用美国Brookfield RVDV一Ⅱ+Pro旋转粘度仪，粘度测量范围为100～40M MPa．S，内有54种转速(0．O1～200RPM)可选择，测试用转子有四种型号：
SC4—21号转子：称量试样8 mL，粘度测量范围25～500K Mpa.S；
SC4—27号转子：称量试样10.5mL，粘度测量范围125～2.5M Mpa.S；
SC4—28号转子：称量试样11.5mL，粘度测量范围250～5M Mpa.S；
SC4—29号转子：称量试样13mL，粘度测量范围500～1OM Mpa.S。
本次试验采用SC4—21号转子，转速为200RPM，测定温度为177℃时各橡胶沥青试样的粘度情况。
4.2 生产工艺参数对沥青粘度的影响分析
根据试验要求准备橡胶沥青试样，开启粘度计温度控制器电源，设定温度控制系统至177℃.按SC4—21号转子所要求的体积向粘度计的盛样筒中添加沥青试样，将转子与盛样筒一起置于已控温至177℃的试验仪器中保温，维持1.5h。测试各沥青试样的布氏粘度，并根据试验结果，对橡胶沥青生产过程的两个重要工艺参数胶粉目数和胶粉掺量对粘度的影响进行分析。主要试验结果见表2。
表2 不同掺量和目数对粘度的影响
目数 对应掺量下的布氏粘度（mpa.s）
10% 15% 20% 25%
30目 3441.7 3510.5 3641.4 3729.5
40目 3474.3 3568.3 3669.6 3762.7
60目 3522.4 3606.5 3691.3 3790.1
结合表1和表2不难看出，橡胶粉的掺入使沥青粘度得到明显的提高。从表2中可以发现：橡胶粉掺量和目数对橡胶沥青的粘度有着显著影响。相同目数下，橡胶沥青的布氏粘度随掺量的增加而增大；相同掺量下，橡胶沥青的布氏粘度随目数的增加而增大，但增加趋势相对平缓。
由于橡胶粉和沥青都具有较强的惰性，所以橡胶粉与沥青拌合时主要作用机理是溶胀反应。橡胶沥青中沥青为分散介质，橡胶粉为分散相，成为分散相共混结构，从而形成了胶粉与沥青连续或者相互交错连续的三维空间结构。随着橡胶粉掺量的增加，沥青中的轻组分被吸附渗透，使橡胶粉溶胀，组成更为密实、连续的橡胶-沥青网络结构，从而使粘度发生显著提高。而目数大的橡胶粉体积小，数量多，相同质量的橡胶粉比表面增大，产生高度集中的应力效应，沥青的冲击强度和可塑性大大提高，是粘度增大。但根据溶胀反应理论可以预见，橡胶粉掺量和目数的增加对于粘度必然存在一个峰值。接近峰值时，掺量和目数的变化对沥青自身的改性作用不再明显。
因此从这个角度出发，想要橡胶沥青粘度增加，进而提高其路用性能时，可通过适当加大橡胶粉掺量或增加橡胶粉目数来完成。但绝不能盲目加大胶粉掺量和目数，从一些工程实例中不难看出，掺量少一些、胶粉相对粗些的橡胶沥青对混合料路用性能更好。例如应用于应力吸收层、碎石封层或者多空隙混合料的橡胶沥青，胶粉颗粒可以比较粗。所以橡胶沥青究竟采用多少掺量、多大目数合适，还要看具体情况结合混合料的路用性能加以综合评述。5.结论
通过研究发现，胶粉产量和目数对橡胶沥青粘度均有不同程度的影响。其中，胶粉产量对沥青粘度影响显著，而目数对其影响相对较小。在具体工程项目中，要根据对橡胶沥青的路用性能要求，通过试验确定其适宜的胶粉掺量和目数，进而得到期望的最佳性能。
参考文献
[1] 邓洪宗.影响橡胶沥青路用性能的主要因素分析. 山西省交通科学研究院
[2] 朱传荣,高冰梅,姚德宏.石油沥青60℃动力粘度测定影响因素的探讨[J].2006
[3] 张鸿,张宇,尚海霞.不同剂量SBS改性沥青粘度性能分析．山西建筑,2007,(24)：179—180
[4] 王乐政.沥青粘度的测量.上海地学仪器研究所
[5] 李培蕾.橡胶沥青混合料配合比设计及路用性能研究.西安：长安大学，2012
[6] 罗妮.废橡胶粉在道路工程中的应用研究和发展[J].湖南交通科技，2008，34（1）：39-40+88
[7] 董成春.胶粉的制法及其应用[M].北京：化学工业出版社，2001
[8] 钱敏.中国废胎处理技术领先世界[J].再生资源研究，2002，23（2）：42-43