作为沥青路面资源再生技术的典型代表，胶粉、废塑料改性沥青技术不仅大量消纳了废弃轮胎、废塑料等固体废弃物，还较成功地替代了SBS、SBR等化工合成高分子聚合物，经济效益与环保效益均十分良好，可废橡塑改性沥青技术一直没有较好解决胶粉、废塑料在沥青中的溶胀相容性、长期存储稳定性问题。应用脱硫石膏制晶须于沥青混合料，可以减少木质素纤维、聚酯纤维等化工合成外加剂，不仅为大规模处理脱硫石膏提供了方向，还节省了成本，改善了沥青路面抗车辙性能，但脱硫石膏制晶须作为无机材料，存在与有机沥青天然相容性差、易脆断、高温动态脱水等问题。

因此，结合上述国内外研究成果与存在的问题，本文研究了由废弃轮胎橡胶粉、脱硫石膏制晶须以及地沟油等固液态废弃物制备的添加剂改性沥青及沥青混合料的效果中国沥青网sinoasphalt.com。该添加剂不仅大幅度提高了沥青软化点指标，且延度、针入度指标也符合规范要求；比较普通基质沥青、SBS改性沥青以及胶粉改性沥青混合料，由该添加剂改性的沥青混合料马歇尔稳定度、冻融劈裂强度、马歇尔动稳定度等技术指标均得到全面改善。此外，试验过程和结果也表明该添加剂没有出现胶粉溶胀困难、脱硫石膏制晶须受力破坏、高温脱水等问题。

原材料及样品制备工艺

沥青、改性剂及样品制备工艺

沥青及改性剂。试验用沥青为上海石化70号普通沥青，SBS改性沥青为浦东路桥沥青材料有限公司提供，均符合《公路沥青路面施工技术规范》要求。添加剂由本课题组开发研制；废轮胎橡胶粉由中胶资源再生有限公司提供，尺寸00目。

样品制备工艺。制备的试验样品主要包括添加剂改性70号普通沥青、添加剂改性SBS改性沥青以及胶粉改性70号普通沥青3种。将70号普通沥青加热至130~140℃，然后按10wt%添加量掺入，搅拌15~30s，最后灌模即制得添加剂改性70号普通沥青试验样品。添加剂改性SBS改性沥青工艺步骤相同，区别在于沥青加热温度在140~160℃之间。胶粉改性沥青采用常规湿工艺制备，胶粉掺入沥青量也为10wt%。

集料及混合料制备工艺

集料。AC-13级配采用干净、无风化石灰岩集料，包括5~15mm碎石、3~5mm机制砂，填料为矿粉；SMA-13级配采用坚硬、干净、无风化玄武岩集料，包括5~10mm、10~15mm碎石、0~3mm石屑，填料为矿粉，纤维填料采用路用木质素纤维，无论AC-13还是SMA-13所用集料均符合规范要求。

混合料制备工艺。鉴于SBS、胶粉以及添加剂在沥青混合料中的状态不同，为了减少变量，便于比较研究，通过采用70号普通沥青设计并分别确定AC-13与SMA-13两种目标配合比，各改性沥青混合料均采用这两种目标配合比。

依据规范技术参数要求，SBS改性沥青及胶粉改性沥青混合料的室内制备均采用直接拌和3min并成型工艺，而添加剂改性沥青混合料则是在沥青与集料拌和2min后，加入添加剂，继续拌和1min，最后成型，既减少了添加剂机械力破坏，又降低了其高温溶胀分解概率。此外，添加剂改性SMA-13混合料不使用路用木质素纤维。

改性沥青试验

试验结果与分析

参照《公路工程废胎胶粉橡胶沥青》行业标准、规范的技术要求，可知，就70号普通沥青而言，添加剂使其延度和针入度指标衰减，但在标准范围以内，改善沥青高温性能效果显著，低温黏塑性指标明显优于胶粉改性沥青。而添加剂对SBS改性沥青的各项性能指标影响幅度均不显著。

因此，从添加剂改性70号普通沥青和SBS改性沥青试验效果可知，该添加剂对沥青的改性效果完全符合行业标准对胶粉改性沥青以及国家规范对SBS改性沥青的技术指标要求，甚至改善了沥青的高温性能。

此外，在制备样品过程中发现胶粉和添加剂均按10wt%加入沥青后，胶粉改性沥青黏度大，需要长时间高温溶胀，而添加剂加入沥青后迅速分散，体系黏度小，表明添加剂在沥青中易于分散且溶胀效果好。

改性沥青混合料试验

改性沥青混合料试验内容包括采用AC-13与SMA-13两种级配，以SBS改性以及胶粉改性沥青混合料为比较对象，研究添加剂在沥青混合料的应用效果。主要考察马歇尔稳定度、冻融劈裂强度以及马歇尔动稳定度等性能指标情况。设计配合比均符合要求。

AC-13试验结果与分析

(1)方案1。采用方案1制备的试验样品胶粉与添加剂改性AC-13试验结果平均值不仅满足规范要求，且添加剂改性效果更好。相比胶粉，添加剂不仅改善了AC-13的强度以及水稳定性指标，更是大幅提高了其高温稳定性能(即马歇尔动稳定度)，改善幅度超过30%。

(2)方案2。SBS改性与添加剂改性SBS改性AC-13样品的试验结果，见表5。从试验结果可以看出添加剂应用于SBS改性沥青混合料后，会进一步大幅度改善混合料的强度、水稳定性、高温稳定性等性能。分析表3还可知添加剂改性SBS改性沥青混合料的实际用油量为4.35wt%，比SBS改性沥青混合料用油量5.3wt%少近1wt%。

SMA-13试验结果与分析

相比AC密实级配，添加剂对SBS改性SMA级配性能的改善幅度相对小，可还是有所改善，如强度、动稳定度指标，究其原因可能与SMA自身的嵌挤结构有关，该结构具有高强度和抗车辙能力的特点。与AC-13方案1情况相同，添加剂改性SBS混合料的实际用油量为5.33wt%，未使用木质素纤维；而SBS改性混合料用油量为5.0wt%，木质素纤维添加量为0.3wt%，因而从经济角度出发，应用多元废弃物制备添加剂也可降低成本。

理论分析

胶粉改性沥青技术最大理论壁垒是胶粉在沥青中的溶胀效果，胶粉在沥青中溶胀过程中会吸收沥青轻质组分，破坏沥青组分平衡，致使体系黏度增大，自身离析，进而导致胶粉改性沥青在应用过程中表现出表现发干、黏聚性能差等问题；脱硫石膏制晶须作为一种废弃材料制无机纤维，高强度、高模量特点突出，纵使经表面活化剂改性，与沥青相容性有所改善，但改善幅度仍然有限。

文章在综合分析胶粉、脱硫石膏制晶须各自优缺点的前提下，添加剂改性沥青及沥青混合料试验结果基础上，构建了废旧橡胶粉、脱硫制石膏晶须以及地沟油三元一体协同作用制备的新型添加剂改性沥青及混合料的理论基础。

(1)脱硫石膏制晶须能够显著提高沥青及沥青混合料的强度，但相容性差，易脆断、高温脱水，地沟油可起到润滑作用，改善该晶须在沥青中的分散效果，缓解其受力脆断程度；且由于晶须与地沟油比热容差异显著，受外界热量时，地沟油预先受热，起到保护脱硫石膏制晶须免遭高温脱水问题。

(2)刚性结构的脱硫石膏制晶须无法改善沥青黏弹性，尤其是低温黏弹性，因此废旧橡胶粉可以弥补这一不足，同时还可辅助改善沥青强度，可胶粉会破坏沥青组分平衡，但用地沟油预先溶胀胶粉，可以减少甚至避免废旧橡胶粉吸收、破坏沥青组分平衡。

可见3种废弃物材料相互协同作用，充分发挥各自性能特点，弥补各自不足，充分发挥改善沥青及沥青混合料强度、低温黏弹性等作用。

结语

通过对废轮胎橡胶粉、脱硫石膏制晶须以及地沟油制备多元添加剂改性沥青及沥青混合料试验研究，可以得出技术、经济以及环保方面的结论。

(1)技术层面。添加剂改性普通沥青不仅符合胶粉沥青行业标准，且优于胶粉改性，尤其在低温黏塑性方面。无论采用AC级配还是SMA级配，添加剂改性沥青混合料均达到甚至优于SBS改性、胶粉改性沥青混合料，在改善抗车辙性能方面尤为突出。相比胶粉，添加剂在沥青中的分散、溶胀效果好，所需时间短，避免了胶粉改性沥青溶胀时间长、黏度大、破坏沥青组分平衡等问题；而相比脱硫石膏制晶须，除了添加剂无论从自身还是从应用工艺角度出发，均有效减少或抑制了其脱硫石膏制晶须组分的机械破坏和高温脱水问题，有利于充分发挥其高强度特点。

(2)经济角度。一方面，由于制备添加剂的原材料全部采用废弃物，成本显然低于SBS、胶粉等沥青改性剂；另一方面，在不影响沥青混合料性能的前提下，添加剂可有效减少沥青用油量和木质素纤维外掺剂，也可节省经济成本。

(3)环保方面。由于多元废弃物制备添加剂全部采用固液态废弃物研制，这为我国处理废旧轮胎、脱硫石膏以及地沟油等固液态废弃物提供了方向；替代部分聚合物改性剂，也有益于减少化工合成的能源消耗和污染排放。

总之，鉴于多元废弃物制备添加剂较好的技术、经济以及环保效益，可以作为沥青路面领域研究的新方向之一。此外，毕竟添加剂全部采用废弃物合成，因而存在非均质性、不稳定性问题，以及长期服役稳定性风险，因此，后续将进行更为细致和深入的研究。