借助旋转黏度计获得180℃下橡胶沥青表观黏度指标，用以评估其性能。通过室内试验探究储存条件、储存温度变化及机械搅拌不同外界条件变化，以50%扭矩的黏度为标准利用Brookfield黏度计的测量结果为基准，探究橡胶沥青黏度损失规律。橡胶沥青制备完毕后，跟着时间和气温变化，其黏度逐渐降低，基于此，文章以ASTMD2196的要求为基准，结合Brookfield黏度计探究了储存温度、储存时间、机械搅拌等外界条件变动情况下，橡胶沥青的黏度变化，并采用微观解释构建了橡胶沥青黏度变化模型，期望为项目施工中橡胶沥青性能的合理控制提供参考、借鉴。

  作者简介：杨岱汶（1990—）,男,本科,工程师,从事公路工程项目施工技术工作。;

  橡胶沥青与普通沥青、改性沥青相比，沥青与废胎胶粉之间的作用机理存在本质区别，故其性质差异显著。现阶段，评估沥青性能的3大指标包括软化点、延度和针入度，但由于橡胶沥青与普通沥青的差异显著，上述指标不可直接用于橡胶沥青的性能评价，多以黏度为基准，辅以弹性恢复、软化点、针入度等指标作为评价橡胶沥青性能的参数。针对橡胶沥青进行黏度指标研究，可提高现场施工的控制标准，为产品施工生产提供参考，是促进废胎胶粉大范围的应用于公路项目，提升绿色效益的重要举措。

  废胎胶粉为某公司生产的40目细度的产品，基质沥青型号为SK-90，控制反应温度为190℃，反应时间为60 min，按照废胎胶粉外掺量23%的标准将废胎胶粉与基质沥青混合均匀并高速搅拌，完成橡胶沥青的制备，详细技术性能如表1所示：

  按照上述制备条件制备橡胶沥青，并储存于130～180℃环境中，静置1～48 h，分别对不同储存环境和温度与静置条件下橡胶沥青充分搅拌，以Brookfield黏度计测量其黏度值，以SC4-27型号转子做试验，检测转速5～100 r/min条件下的黏度和扭矩值[1]。

  黏度为条件性指标，相邻流层间存在流速差的情况下，快速流层作用下使慢速流层速度加快，慢速流层作用下使快速流层速度变慢，两者相互作用，随着流层速度差增加而加大，出现在两个流层间的作用力即黏性力[2]。分子力是导致流体黏度的关键，流体流动的情况下，快速流动层的分子携带慢速流动的分子向前运动，分子间相互作用力逐层传递，表现为流层间黏性。作为评估橡胶沥青性能的关键技术指标，黏度与沥青混合料的动稳定度关系紧密，相同荷载的情况下橡胶沥青剪切变形，大大降低了沥青路面的永久变形概率[3]。

  橡胶沥青的黏度值明显高于普通沥青，因此其黏度测试方法与普通沥青存在很明显差异，结合上文所描述的方法对不同转速条件下橡胶沥青黏度、扭矩值进行仔细的检测，并对试验结果进行对数回归，最终结果如表2所示。

  对转速扭矩和转速黏度结果进行对数回归，详见图1。通过图1分析可知转速扭矩、转速黏度的数值之间具备较好的线性相关性，相关系数均大于0.9。选定对数回归50%扭矩和20 r/min对普通沥青黏度来测试，研究结果为两者之间的差距明显，根据试验数据，扭矩为50%情况下不一样的温度条件时均可成功测得沥青黏度值，且黏度较低情况下沥青黏度与转速、扭矩间相关性较小[4]。但是在20 r/min情况下采取的多种测量方法获得的黏度值是不可取的，尤其是温度高且黏度低的情况下，20 r/min条件下测得的黏度值超出了精度范围，而温度低黏度高的情况下测得的黏度数据超出了20 r/min的量程。因此，从选定的黏度代表值的角度分析，沥青黏度值较低的情况下，20 r/min情况下计算的黏度值，小于50%扭矩情况下所得结果，而沥青黏度较高的情况下，20 r/min时计算的黏度值大于50%扭矩时黏度[5]。为提高橡胶沥青黏度试验结果的可靠性，该文选定了50%扭矩情况下测得的黏度值作为沥青黏度的试验代表值[6]。

  根据试验条件和相关参数分别将制备完成的橡胶沥青按照1～48 h和135～185℃的条件静置并储存于黏度计盛样筒中，按照50%扭矩使用Brookfield黏度计，对其180℃旋转黏度值进行仔细的检测，详见图2。

  从储存时间的角度分析，橡胶沥青胶结料制备完毕后，随着储存时间的增加，橡胶沥青的黏度值表现为先增加后减小，胶结料储存3～4 h时橡胶沥青的黏度值最大，随后逐渐降低，且衰减期间3 h内的衰减速度最大[7]。从储存温度的角度分析，橡胶沥青黏度值随着温度的增加递增随后衰减，高温环境下储存的橡胶沥青黏度值衰减速度高于低温条件下储存的衰减速度，正常的情况下储存7 d后橡胶沥青的黏度值小于初始黏度水平[8]。

  橡胶沥青黏度随着储存时间的延长呈现出先增加后减小的趋势，可从以下角度分析：

  (1）从黏度指标的角度分析，开始阶段橡胶沥青内部基质沥青与废胎胶粉颗粒之间并没有充分反应溶胀，一定的温度水平条件或储存条件下，基质沥青中的轻质成分减少，废胎胶粉与基质沥青合理的混合均匀度提升，慢慢的变多的废胎胶粉颗粒与基质沥青融合，且3～4 h内两者反应达到了极限水平，此时橡胶沥青的黏度值达到了顶配水平。随着橡胶沥青发育时间的延长，废胎胶粉出现了脱硫反应，其黏度值开始下降。

  (2）橡胶沥青与储存环境和温度变化的关系分析，随着储存温度的增加，橡胶沥青中的废胎胶粉与基质沥青的反应更充分，达到黏度最大峰值的速度加快，且黏度达峰后的脱硫反应更为显著，黏度值下降越来越明显[9]。基于该试验，橡胶沥青最适宜的储存时间为7 h，最佳的储存温度为155℃。

  基于上述分析可知，该研究中选定的橡胶沥青最适宜的储存温度为155℃，为便于研究，将橡胶沥青置于155℃温度环境下，以小型搅拌机均匀搅拌，并按照50%扭矩标准测定不同时间下180℃情况下橡胶沥青的旋转黏度值，详见图3所示。

  (1）静置条件下橡胶沥青黏度峰值、达峰时间、衰减速率等指标与低速搅拌下指标水平相当，由此可见温度之外的因素对橡胶沥青的黏度值影响较小。

  (2）静置与低速搅拌情况下，橡胶沥青的黏度水平变动情况基本一致，黏度值达峰前，搅拌的试样相比于无搅拌的试样，黏度增长率略高，达峰峰值后也高于无搅拌试样，而搅拌试样的黏度衰减速率更大，证实无搅动的情况下橡胶沥青的脱硫反应水平较低，该情况与实际橡胶沥青脱硫生产环节的变形相一致。

  (3）上述不同条件下的橡胶沥青黏度值水平差异不大，但是考虑到在橡胶沥青储存的过程中有几率存在离析，故推荐储存的过程中需要结合真实的情况对橡胶沥青进行适度搅拌[10]。

  储存过程中，橡胶沥青的黏度值变化与储存温度关系紧密，此外还与橡胶沥青的制作的步骤有关，反应温度、搅拌时间、胶粉掺量、胶粉粒径等任何因素变化，都会影响橡胶沥青的黏度值，并引起储存过程中其黏度的变化。基于该研究中配制的橡胶沥青，储存过程中其黏度值η与时间t之间为二次多项式关系，与温度T之间为指数型关系。以前文研究橡胶沥青与温度和时间的变化规律为基础，橡胶沥青储存过程中黏度值与实践和温度的关系式详见公式（1):

  式中，η——180℃条件下橡胶沥青旋转黏度值；T——储存环境和温度；t——储存时间；X1、X2、X3——变量；a1——常数项。

  以改进后的最小二乘Levenberg-Marquardt法对上述试验结果进行拟合回归，并结合对应关系获得橡胶沥青黏度损失模型如下：

  结合试验数据和构建模型分析可知：相关系数值R2为0.958 4，表明模型拟合度较高，数据与模型之间具备较高的相关性。以数理分析显著性水平为基础，结果显示，F0.10=9.16FB=128.734。由此可见，试验数据与模型之间具备较高的关联度，模型构建具备现实意义。

  综上所述，该文基于特定配比，进行了橡胶沥青的配置，并探究了不同储存温度、储存时间条件下试样黏度值，以试验结果为基础，结合相关理论，获得如下结论：

  (1）橡胶沥青制备完毕后，储存阶段前期其黏度持续不断的增加，且于3～4 h达到黏度峰值，随后黏度水平衰减，前期橡胶沥青的衰减速度较快，7 h后橡胶沥青的黏度值小于初始水平。

  (2）储存温度会影响橡胶沥青的黏度值，主要体现为随着储存温度的增加，橡胶沥青的黏度增加，黏度值达到峰值后开始衰减，温度越高橡胶沥青的衰减速度越快。

  (3）通过橡胶沥青试样在静置和搅拌两种储存条件下的黏度情况做比较可知，橡胶沥青的黏度达峰峰值、达峰时间、衰减速率等指标无明显差异。达峰前，搅拌和无搅拌的橡胶沥青相比，搅拌的试样年度增加速度快，达峰峰值较高，随后衰减速度大于未搅拌者。

  以该研究试验结果为基础构建的橡胶沥青衰减模型有较好的拟合度，与试验数据的拟合程度较高，可将其作为橡胶沥青储存的技术参考。

  [3]陈申广.橡胶沥青制备工艺及橡胶沥青混合料路用性能研究[J].交通世界,2023(10):44-46.

  [7]胡玉强.浅析橡胶沥青在公路改扩建工程中的应用[J].冶金管理,2020(7):24-25.

  [8]祁睿.公路工程中橡胶沥青路面施工工艺技术探讨研究[J].甘肃科技纵横,2020(1):58-60.

  [9]刘芳,郝攀.基于低温性能的橡胶沥青指标及生产的基本工艺[J].黑龙江交通科技,2019(12):66+68.

  [10]刘爱华,李亚丽.石墨烯对橡胶沥青流变性能及老化性能的影响研究[C]//中国公路学会,世界交通运输大会执委会,西安市人民政府,陕西省科学技术协会.世界交通运输工程技术论坛（WTC2021）论文集（下）,2021:300-308.

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