CN109553992A - 一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法 - Google Patents

一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法 Download PDF

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CN109553992A CN201811494755.6A CN201811494755A CN109553992A CN 109553992 A CN109553992 A CN 109553992A CN 201811494755 A CN201811494755 A CN 201811494755A CN 109553992 A CN109553992 A CN 109553992A
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范文忠
沈菊男
石鹏程
高中洋
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Abstract

本发明提供了一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法，属于环保材料技术领域。本发明在室内条件下，将橡胶粉、连接剂和沥青混合，得到干拌法橡胶粉改性沥青；通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能；通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的微观分子结构和宏观分子结构，判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。本发明通过在室内模拟制备干拌法橡胶粉改性沥青性能，所制备的干拌法橡胶粉改性沥青能够模拟橡胶粉改性沥青混合料的拌和、储存和运输碾压的实际过程。

Description

一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法
技术领域
本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法。
背景技术
将废旧轮胎制成橡胶粉掺加到沥青中不仅能有效利用大量的废旧轮胎，减少对环境的污染，还能明显提高沥青路面的抗车辙和抗开裂等路用性能。橡胶粉用于沥青混合料路面中有湿拌法和干拌法两种工艺。湿拌法(简称湿法)是先将橡胶粉按比例投入到165～180℃的沥青中，充分搅拌30min以上，形成橡胶粉改性沥青，再将橡胶粉改性沥青与骨料拌和成橡胶粉改性沥青混合料。干拌法(简称干法)是将橡胶粉、骨料和沥青一起投入搅拌缸拌和成橡胶粉改性沥青混合料。湿法中沥青和橡胶粉的拌合时间长，相互作用充分，性能稳定，所以湿法制备橡胶粉改性沥青工艺使用的比较广泛，但其缺点是制备过程比较复杂，费用较高；而干法制备橡胶粉改性沥青工艺较为简单、节省成本、充分体现了废物利用、节能减排、绿色环保等优势，在绿色、环保和节能日益成为全球发展主旋律的今天，更具有重要的现实意义。
现有技术中，无法直接判断干法橡胶粉改性沥青混合料中的改性沥青的等级，特别是沥青与橡胶粉间的作用，通常只能通过研究干法橡胶粉改性沥青混合料的性能，用来间接判断其中改性沥青的性能，如将橡胶粉、骨料和沥青一起投入搅拌缸，拌和1～3分钟得到橡胶粉改性沥青混合料，通过研究橡胶粉改性沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能、疲劳性能等来间接判断其中改性沥青的性能。但该方法不能准确判断改性沥青的等级，也不能判断橡胶粉和沥青之间的作用是化学作用还是物理作用。
另外一个研究方法是，将干法橡胶粉改性沥青混合料进行ABSON抽提得到改性沥青，通过研究抽提得到的改性沥青的性能来判断其等级、橡胶粉与沥青的相互作用机理，如将橡胶粉沥青混合料加热至100℃左右，加入三氯乙烯溶解，将溶解出的液体放入旋转分离仪器上得到改性沥青和三氯乙烯共混液体，最后将共混液体放入旋转蒸馏仪器上蒸馏得到改性沥青。但该法操作工艺复杂，且在加热过程中会影响改性沥青的性质，使最后制得的改性沥青不能准确反映改性沥青的性能。
发明内容
本发明提供了一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法，本发明的目的是在室内模拟制备干拌法橡胶粉改性沥青，所制备的干拌法橡胶粉改性沥青能够模拟橡胶粉改性沥青混合料的拌和、储存和运输碾压的实际过程。本发明提供的研究方法针对性强，简便易操作，能够准确判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能，并分析得到橡胶粉和沥青的作用机理。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法，包括以下步骤：
在室内条件下，将橡胶粉、连接剂和沥青混合，得到干拌法橡胶粉改性沥青；
通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能；
通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的微观分子结构和宏观分子结构，判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。
优选地，所述橡胶粉的粒径为0.15～1mm。
优选地，所述连接剂包括辛烯聚合物橡胶反应剂或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体。
优选地，所述沥青包括60号基质沥青、70号基质沥青、80号基质沥青或90号基质沥青。
优选地，所述橡胶粉、连接剂和沥青的质量比为(20～60):(0.9～2.7)：400。
优选地，所述混合是先将橡胶粉和连接剂混合，然后将混合后的橡胶粉和连接剂加入到沥青中混合。
优选地，所述沥青在使用前进行加热处理，得到熔融态沥青。
优选地，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的温度为170～190℃，所述搅拌的时间为1～3min。
优选地，所述混合后还包括养护发育，所述养护发育的温度为160～180℃，所述养护发育的时间为≤2h。
优选地，所述流变性能的检测方法为动态剪切流变试验法。
本发明提供了一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法，在室内条件下，将橡胶粉、连接剂和沥青混合，得到干拌法橡胶粉改性沥青；通过测定干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能；通过测定干拌法橡胶粉改性沥青的微观分子结构和宏观分子结构，判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。本发明通过在室内模拟制备干拌法橡胶粉改性沥青，所制备的干拌法橡胶粉改性沥青能够模拟橡胶粉改性沥青混合料的拌和、储存和运输碾压的实际过程，研究干拌法橡胶粉改性沥青的性能，相比于现有技术，本发明的研究方法操作简单，针对性和准确性强，避免了抽提过程加热和三氯乙烯等溶剂对改性沥青性能的影响，能够准确判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级，并分析得到橡胶粉和沥青的作用机理。
附图说明
图1为本发明干拌法橡胶粉改性沥青的制备流程图；
图2为本发明实施例9的二维AFM扫描高度图，其中a为老化沥青BA，b为干拌法橡胶粉改性沥青DB，c为湿拌法橡胶粉改性沥青DB；
图3为本发明实施例9中老化沥青BA的三维AFM扫描高度图；
图4为本发明实施例9中干拌法橡胶粉改性沥青DB的三维AFM扫描高度图；
图5为本发明实施例9中湿拌法橡胶粉改性沥青DB的三维AFM扫描高度图；
图6为本发明实施例9的傅里叶变换红外光谱图，其中a为老化沥青BA，b为干拌法橡胶粉改性沥青DB，c为湿拌法橡胶粉改性沥青DB。
具体实施方式
本发明提供了一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法，包括以下步骤：
在室内条件下，将橡胶粉、连接剂和沥青混合，得到干拌法橡胶粉改性沥青；
通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能；
通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的微观分子结构和宏观分子结构，判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明在室内条件下，将橡胶粉、连接剂和沥青混合，得到干拌法橡胶粉改性沥青。在本发明中，所述橡胶粉优选包括重载卡车轮胎橡胶粉或轿车轮胎橡胶粉，更优选为重载卡车轮胎橡胶粉；所述橡胶粉的粒径优选为0.15～1mm，更优选为0.3～0.6mm。
在本发明中，所述连接剂优选包括辛烯聚合物橡胶反应剂或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体，更优选为维他连接剂。本发明利用连接剂的双键结构，将沥青中的硫与橡胶粉表面的硫交联，形成大环状和链状聚合物组成的网状结构，改善了橡胶粉与沥青的相容性。
在本发明中，所述沥青优选包括60号基质沥青、70号基质沥青、80号基质沥青或90号基质沥青，更优选为70号基质沥青。在本发明中，所述70号基质沥青的生产厂家为韩国双龙石油化工有限公司。
在本发明中，所述橡胶粉、连接剂和沥青的质量比优选包括：(20～60):(0.9～2.7)：400，更优选为(20～40):(0.9～1.8)：400，最优选为40:1.8:400。本发明将橡胶粉、连接剂和沥青的质量比控制在上述范围，能够得到性能稳定、橡胶粉颗粒没有离散的高质量干拌法橡胶粉改性沥青。
在本发明中，所述混合优选先将橡胶粉和连接剂混合，然后将混合后的橡胶粉和连接剂加入到沥青中。在本发明中，所述沥青在使用前优选进行加热处理，以得到熔融态沥青便于与所述橡胶粉和连接剂混合；本发明优选是先将沥青预热，再快速加热得到熔融态沥青；所述沥青预热的温度优选为120～135℃，更优选为130℃；所述快速加热的升温速率优选为5～15℃/min，更优选为10℃/min；所述熔融态沥青的温度优选为170℃～190℃，更优选为180℃。本发明采用上述热处理过程使沥青达到熔融状态，作用是增加橡胶粉与沥青的相互作用效果。
在本发明中，所述橡胶粉和连接剂的混合方式优选在搅拌条件下进行，本发明对所述搅拌条件没有特殊的限定，以橡胶粉和连接剂混合均匀为宜。在本发明中，所述将混合后的橡胶粉和连接剂加入到沥青中的混合方式优选在搅拌条件下进行，具体是指将混合后的橡胶粉和连接剂加入到沥青中，边加入边手动搅拌，再电动搅拌。在本发明中，所述手动搅拌的时间优选为5～15秒，更优选为10秒；所述电动搅拌的转速优选为500～1500r/min，更优选为1000r/min；所述电动搅拌的时间优选为1～3min，更优选为2min，本发明中的混合过程模拟的是实际生产干拌法橡胶粉改性沥青混合料的拌和过程。
在本发明中，所述混合后还优选包括养护发育，所述养护发育的温度优选为160～180℃，更优选为170℃；所述养护发育的时间优选为≤2h，更优选为1～2h，最优选为2h。在本发明中，养护发育的作用是增加橡胶粉与沥青的相互作用效果。本发明中的养护发育过程模拟的是实际生产干拌法橡胶粉改性沥青混合料的储存和运输碾压过程。
本发明通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能。在本发明中，所述流变性能的检测方法优选为动态剪切流变试验法。
本发明对所述动态剪切流变试验法的试验参数没有特殊的限定，采用本领域熟知的试验参数即可。在本发明的实施例中，当所述沥青为70号基质沥青时，采用动态剪切流变试验法测定干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能的试验参数优选为：检测仪器为动态剪切流变仪(DSR)(英国BOHLIN CVO100D型旋转流变仪)，平行板的直径为25mm，平行板的间距为1mm，角速度为10r/s，DSR测试温度为46℃或76℃。
本发明通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的微观分子结构和宏观分子结构，判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。在本发明中，所述微观分子结构的检测方法优选包括原子力显微镜检测；所述宏观分子结构的检测方法优选包括红外光谱检测。
本发明对所述原子力显微镜检测方法和所述红外光谱检测方法的试验参数没有特殊的限定，采用本领域熟知的试验参数即可。
在本发明中，优选将所述干拌法橡胶粉改性沥青采用“铁丝网过滤法”分离成溶胀后的膨胀橡胶粉颗粒和干拌法橡胶粉改性沥青DB(Drained asphalt binder from CRA)，再测定干拌法橡胶粉改性沥青DB的显微结构和分子结构，进而判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为1min，然后置于170℃的烘箱中养护发育1h，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中，所述70号基质沥青为韩国双龙石油化工有限公司生产的70号基质沥青，其性能指标见表1：
表1 70号基质沥青技术指标
所述橡胶粉为苏州中胶资源再生有限公司生产的40目橡胶粉，其性能指标见表2：
表2 40目胶粉技术指标
所述维他连接剂为德国EVONIK公司生产的一种辛烯聚合物橡胶反应剂。
所使用的机械设备见表3：
表3机械设备
序号 机械和设备名称 型号规格 厂家
1 电动搅拌机 JJ-1B300W 江苏科析仪器有限公司
2 调温电热器 DW 上海埃东机电设备有限公
所使用的检测仪器见表4：
表4检测仪器
序号 仪器设备名称 规格 厂家
1 沥青软化点仪 LR-1 无锡华南实验仪器有限公司
2 沥青针入度仪 LZ-1 上海昌吉地质仪器厂
3 沥青延伸仪 YS-120 无锡石油仪器设备厂
4 沥青粘度计 LM-11 上海昌吉地质仪器厂
5 沥青旋转薄膜烘箱 LBH-1 无锡石油仪器设备厂
6 沥青集料筛 0.075-53 浙江上虞探矿仪器厂
实施例2
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为1min，然后置于170℃的烘箱中养护发育2h，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉和维他连接剂，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
实施例3
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为2min，然后置于170℃的烘箱中养护发育1h，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉和维他连接剂，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
实施例4
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为2min，然后置于170℃的烘箱中养护发育2h，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉和维他连接剂，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
实施例5
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为3min，然后置于170℃的烘箱中养护发育1h，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉和维他连接剂，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
实施例6
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为3min，然后置于170℃的烘箱中养护发育2h，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉和维他连接剂，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
实施例7
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉与1.8g维他连接剂用玻璃棒拌和5秒至混合均匀；
将混匀的橡胶粉和维他连接剂加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为3min，无需养护发育，得到干拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉和维他连接剂，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
对比例1
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
将40g粒径在0.3～0.6mm之间的橡胶粉加入到高温熔融沥青中，边加入边用玻璃棒搅拌，加入时间为10s，再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为30min，然后置于170℃的烘箱中养护发育1h，得到湿拌法橡胶粉改性沥青。
其中使用的70号基质沥青、橡胶粉，以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
对比例2
将70号基质沥青置于135℃的烘箱中进行预热，使70号基质沥青呈流动状态后，称取熔融的70号基质沥青400g于不锈钢杯子中，然后在调温电热器上进行快速加热至180℃，升温速率为15℃/min，得到高温熔融沥青；
再用电动搅拌器在500r/min的转速下进行搅拌，搅拌时间为3min，然后置于170℃的烘箱中养护发育2h，得到老化沥青BA(Binder aged)。
其中使用的70号基质沥青以及使用的机械设备和检测仪器与实施例1相同。
实施例8
将实施例1～7得到的干拌法橡胶粉改性沥青与对比例1得到的湿拌法橡胶粉改性沥青分别用动态剪切流变仪(DSR)进行试验，其中，动态剪切流变仪(DSR)为英国BOHLINCVO 100D型旋转流变仪，平行板的直径为25mm，平行板的间距为1mm，角速度为10r/s。当DSR测试温度为46℃时，试验结果见表5；当DSR测试温度为76℃时，试验结果见表6。
表5 DSR测试温度为46℃时的试验结果
表6 DSR测试温度为76℃时的试验结果
由表5试验结果可以看出，当DSR测试温度为46℃时，实施例4～6的干拌法橡胶粉改性沥青的相位角，均低于湿拌法橡胶粉改性沥青的相位角；实施例4～6的干拌法橡胶粉改性沥青的复数剪切模量和抗车辙因子，均高于湿拌法橡胶粉改性沥青的复数剪切模量和抗车辙因子；在温度扫描试验中，复数剪切模量表征材料受剪切时的总阻力，反映了材料的抗变形能力；相位角表征材料中弹性成分与粘性成分的相对比例，相位角越小，材料越接近于弹性体；抗车辙因子反映了沥青的高温抗变形能力，其值越大，说明抗变形能力越强。
由表6试验结果可以看出，当DSR测试温度为76℃时，实施例6的干拌法橡胶粉改性沥青的相位角，低于湿拌法橡胶粉改性沥青的相位角；实施例6的干拌法橡胶粉改性沥青的复数剪切模量和抗车辙因子，高于湿拌法橡胶粉改性沥青的复数剪切模量和抗车辙因子；而且实施例4～6的干拌法橡胶粉改性沥青与湿拌法橡胶粉改性沥青的PG高温分级均为PG76；其中沥青的PG高温分级是通过对沥青进行DSR试验，以抗车辙因子G*/sin为评价指标，试验从64℃开始，每增加或减少6℃为一个等级，直到抗车辙因子G*/sin小于1kPa时试验结束，试验结束时前一个等级的试验温度即为该沥青的PG高温分级；
由表5～6的试验结果说明，在一定搅拌时间和养护发育时间条件下，本申请制备的干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，能够达到湿拌法橡胶粉改性沥青的相应性能。
实施例9
将实施例6得到的干拌法橡胶粉改性沥青和对比例1得到的湿拌法橡胶粉改性沥青采用“铁丝网过滤法”(BasketDrainage Method)分离成溶胀后的膨胀橡胶粉颗粒和被过滤橡胶粉后的改性沥青DB(Drained asphalt binder from CRA)，具体操作步骤为：将实施例6得到的干拌法橡胶粉改性沥青放在尺寸为0.15mm的沥青过滤筛上，沥青过滤筛下连接铝盒，然后将上述装置置于150℃烘箱中，过滤10min滤除橡胶粉后，得到干拌法橡胶粉改性沥青DB；将对比例1得到的湿拌法橡胶粉改性沥青放在尺寸为0.15mm的沥青过滤筛上，沥青过滤筛下连接铝盒，然后将上述装置置于150℃烘箱中，过滤10min滤除橡胶粉后，得到湿拌法橡胶粉改性沥青DB。
将干拌法橡胶粉改性沥青DB、湿拌法橡胶粉改性沥青DB与对比例2中老化沥青BA分别用原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行试验，试验结果见图2～6。其中，AFM试验采用Bruker公司生产的Icon型原子力显微镜的定量纳米力学测量模式(PeakForce QNM)对沥青试样进行测试，AFM探针弹性常数0.5N/m，扫描速率1Hz，扫描范围为20μm*20μm,分辨率512*512；FTIR试验采用的是NICOLET iS5型傅立叶变换红外光谱仪，设置光谱测试的范围为4000～500cm-1，扫描次数16次，分辨率为4cm。
由图2～6可知，老化沥青BA出现了类似椭圆形的“蜂状结构”，图2中老化沥青BA出现的“蜂状结构”对应于图3中的老化沥青BA的三维扫描高度图，对比发现，“蜂状结构”中的白色部分是由浅色的“柱状结构”垂直向上组合而成，“蜂状结构”中的黑色部分是由深色的“柱状结构”垂直向下组合而成，“蜂状结构”越大，对应的“柱状结构”就越大越高，而干拌法橡胶粉改性沥青DB和湿拌法橡胶粉改性沥青DB的“蜂状结构”均变得很小甚至消失，“柱状结构”也变得很细很矮。Loeber把“蜂状结构”表征为沥青质的团聚，L.M.Rebelo研究表明沥青短期老化会促进沥青质胶束的形成，而沥青质胶束的生长主要发生在长期老化过程中。结合Loeber和L.M.Rebelo的研究成果，表明橡胶粉与沥青发生相互作用，即橡胶粉使沥青质发生溶解，并且阻碍了沥青质的团聚和生长，说明橡胶粉与沥青的相互作用是物理上的相似相容，而且橡胶粉对沥青的改性，使得沥青具有良好的抗老化性能。对比干拌法橡胶粉改性沥青DB与湿拌法橡胶粉改性沥青DB的二维扫描高度图可以看出，干拌法橡胶粉改性沥青DB与湿拌法橡胶粉改性沥青DB形貌相似，差别不大，但是对比他们的三维扫描高度图可以看出，干拌法橡胶粉改性沥青DB的“柱状结构”要比湿拌法橡胶粉改性沥青DB的少而且小，说明干拌法橡胶粉改性沥青的抗老化性能与湿拌法橡胶粉改性沥青相当甚至更优。
由图6可知，干拌法橡胶粉改性沥青DB的红外光谱曲线与老化沥青BA以及湿拌法橡胶粉改性沥青DB的红外光谱曲线具有相似的特征，沥青各吸收峰的波数均基本不变，干拌法与湿拌法改性过的沥青并没有出现异常于老化沥青BA的波数，只是在特征峰吸光度有所变化，由此可见橡胶粉与沥青并没有发生化学反应，也就是说，橡胶粉与沥青的相互作用是物理上的相容性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种干拌法橡胶粉改性沥青性能的研究方法，包括以下步骤：
在室内条件下，将橡胶粉、连接剂和沥青混合，得到干拌法橡胶粉改性沥青；
通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的流变性能，判断干拌法橡胶粉改性沥青的等级、抗车辙性能或抗疲劳性能；
通过测定所述干拌法橡胶粉改性沥青的微观分子结构和宏观分子结构，判断干拌法橡胶粉改性沥青中橡胶粉和沥青的作用机理。
2.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述橡胶粉的粒径为0.15～1mm。
3.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述连接剂包括辛烯聚合物橡胶反应剂或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚型热塑性弹性体。
4.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述沥青包括60号基质沥青、70号基质沥青、80号基质沥青或90号基质沥青。
5.根据权利要求1～4任一项所述的研究方法，其特征在于，所述橡胶粉、连接剂和沥青的质量比为(20～60):(0.9～2.7)：400。
6.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述混合是先将橡胶粉和连接剂混合，然后将混合后的橡胶粉和连接剂加入到沥青中。
7.根据权利要求1或6所述的研究方法，其特征在于，所述沥青在使用前进行加热处理，得到熔融态沥青。
8.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的温度为170～190℃，所述搅拌的时间为1～3min。
9.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述混合后还包括养护发育，所述养护发育的温度为160～180℃，所述养护发育的时间为≤2h。
10.根据权利要求1所述的研究方法，其特征在于，所述流变性能的检测方法为动态剪切流变试验法。
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