《公路石墨烯改性橡膠瀝青》

中國(guó)工程建設(shè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

《公路石墨烯改性橡膠瀝青》

Highwaygraphenemodifiedrubberasphalt

（征求意見(jiàn)稿）

目次

1范圍.........................................................................................1

2規(guī)范性引用標(biāo)準(zhǔn)........................................................................2

3術(shù)語(yǔ)與定義...............................................................................3

4技術(shù)要求..................................................................................4

4.1原材料........................................................................................4

4.2性能要求....................................................................................4

5試驗(yàn)方法..................................................................................5

6檢驗(yàn)規(guī)則..................................................................................7

6.1檢驗(yàn)分類....................................................................................7

6.2抽樣............................................................................................7

6.3判定規(guī)則....................................................................................7

7標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存.....................................................................8

7.1標(biāo)志............................................................................................8

7.2運(yùn)輸和儲(chǔ)存................................................................................8

8安全、環(huán)保...............................................................................8

附錄A：......................................................................................9

A.1添加劑成分：............................................................................9

A.2石墨烯改性橡膠瀝青生產(chǎn)制備工藝：...................................9

A.3瀝青抗油蝕性能試驗(yàn)方法：...................................................9

2

1范圍

1.0.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了由瀝青、石墨烯材料、改性膠粉和其他外摻劑組成的路

面用改性瀝青膠結(jié)料規(guī)格；規(guī)定了石墨烯改性橡膠瀝青的術(shù)語(yǔ)、定義、技術(shù)要求、

試驗(yàn)方法、檢測(cè)規(guī)則以及標(biāo)志、生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和安全等要求。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于公路用石墨烯改性橡膠瀝青的產(chǎn)品生產(chǎn)、試驗(yàn)檢測(cè)和應(yīng)

用要求。

1.0.3石墨烯改性橡膠瀝青的技術(shù)指標(biāo)、試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用要求方法除本

規(guī)范外，還應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)頒布的其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定；本標(biāo)準(zhǔn)未涉及

有關(guān)使用的安全與環(huán)保規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)使用者有責(zé)任在使用前制定合適的安全、環(huán)保

應(yīng)用規(guī)則。

1

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款，凡是注明日期的

引用文件，僅所住日期的版本適用于本文件。凡是不注明日期的引用文件，其最

新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

GB/T14522-2008《機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試

驗(yàn)方法熒光紫外燈》

GB/T30544.13-2018《納米科技術(shù)語(yǔ)第13部分：石墨烯及相關(guān)二維材

料》

JTGE20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》

JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》

JT/T798-2019《路用廢胎膠粉橡膠瀝青》

NB/SH/T0164-2019《石油及相關(guān)產(chǎn)品包裝、儲(chǔ)運(yùn)及交貨驗(yàn)收規(guī)則》

DB13/T1013-2009《廢輪胎橡膠瀝青及混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

DB41/T1611-2018《干拌廢胎膠粉改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》

DB45/T2014-2019《路面用石墨烯復(fù)合改性橡膠瀝青技術(shù)要求》

DB45/T1421-2016《石墨烯三維構(gòu)造粉體材料名詞術(shù)語(yǔ)和定義》

DB62/T4129-2020《橡膠瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)程》

2

3術(shù)語(yǔ)與定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.0.1石墨烯改性橡膠瀝青（grapheneco-modifiedcrumbrubberasphalt）

石墨烯、改性膠粉、基質(zhì)瀝青及外摻劑按一定比例，經(jīng)特定生產(chǎn)工藝處理制

備的符合技術(shù)要求的一種改性瀝青結(jié)合料。

3.0.2石墨烯（Graphenes）

所用的石墨烯材料為少層石墨烯，指的是由三到十個(gè)完整的石墨烯層堆垛

構(gòu)成的二維材料。

3.0.3改性膠粉（modifiedcrumbrubber）

路用廢舊輪胎橡膠粉在一定助劑的作用下，經(jīng)特殊工藝處理得到的一種用于

瀝青改性加工的橡膠粉。

3.0.4外摻劑（additiveagent）

為保證石墨烯改性橡膠瀝青的技術(shù)性能，在石墨烯改性橡膠瀝青加工過(guò)程中

摻加的一定比例的軟組分材料。

3.0.5油蝕比（Oilcorrosionratio）

定義油蝕比為石墨烯復(fù)合改性橡膠瀝青在油蝕試驗(yàn)中的質(zhì)量損失占石墨烯

復(fù)合改性橡膠瀝青原質(zhì)量的比值，并將其作為石墨烯復(fù)合改性橡膠瀝青抗油蝕性

能的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。

3.0.6瀝青紫外老化試驗(yàn)（Ultravioletagingtestofasphalt）

本標(biāo)準(zhǔn)瀝青紫外老化試驗(yàn)采用GB/T14522-2008《機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂

料、橡膠材料人工氣候老化試驗(yàn)方法熒光紫外燈》方法，通過(guò)設(shè)置紫外光源、

暴露時(shí)間、暴露溫度以及暴露濕度等條件模擬自然輻射環(huán)境下瀝青的性能變化。

3

4技術(shù)要求

4.1原材料

4.1.1石墨烯

石墨烯材料應(yīng)符合GB/T30544.13-2018、DB45T1421-2016的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4.1.2橡膠粉

路用橡膠粉應(yīng)符合JT/T798-2019路用廢胎硫化橡膠粉的技術(shù)要求和規(guī)定。

4.1.3改性膠粉

改性膠粉應(yīng)符合DB41/T1611-2018的技術(shù)要求和規(guī)定。

4.1.4基質(zhì)瀝青

基質(zhì)瀝青符合交通部規(guī)范JTGF40-2004中道路石油瀝青技術(shù)要求的A級(jí)重

交瀝青。

4.2性能要求

公路石墨烯改性橡膠瀝青可采用連續(xù)式生產(chǎn)方式，宜工廠化集中生產(chǎn)，也可

現(xiàn)場(chǎng)加工。石墨烯改性橡膠瀝青的具體技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表2.2-1的規(guī)定。

表2.2-1石墨烯改性橡膠瀝青的技術(shù)指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo)單位技術(shù)要求試驗(yàn)方法

寒區(qū)溫區(qū)熱區(qū)

軟化點(diǎn)℃≥50≥58≥65JTGE20T0606

針入度（25℃）0.1mm60～8050～7040～60JTGE20T0604

延度（5℃，5cm/min）cm≥20≥20≥15JTGE20T0605

閃點(diǎn)℃≥230≥230≥230JTGE20T0611

旋轉(zhuǎn)粘度（170℃）Pa·s1～31.5～3.51.5～4.0JTGE20T0625

儲(chǔ)存穩(wěn)定性（離析試驗(yàn)）℃≤2.5≤2.5≤2.5JTGE20T0661

流變性能技術(shù)指標(biāo)

瀝青PG等級(jí)℃768282AASHTOT315

車轍因子（G/sinδ）（76℃）kPa1.82.02.2AASHTOT350

疲勞壽命（Nf）次400004500045000AASHTOTP101-12

油蝕試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

4

油蝕比%886附錄A.3

薄膜烘箱老化試驗(yàn)（TFOT）后殘留物

殘留針入度比（25℃）%≥65≥70≥85JTGE20T0604

質(zhì)量損失%≤±0.8≤±0.8≤±0.8JTGE20T0610

殘留延度（5℃）cm≥15≥15≥10JTGE20T0605

96h紫外老化的殘留物

殘留針入度比（25℃）%≥60≥65≥75JTGE20T0604

質(zhì)量損失%≤±0.5≤±0.5≤±0.5JTGE20T0610

殘留軟化點(diǎn)℃≥58≥64≥70JTGE20T0606

殘留延度（5℃）cm≥8≥8≥6JTGE20T0605

注：1.熱區(qū)與溫區(qū)采用基質(zhì)瀝青為70#與90#，寒區(qū)采用基質(zhì)瀝青110#。

2.氣候分區(qū)按最低月平均氣溫確定：寒區(qū)小于–10℃；溫區(qū)為–10℃~0℃；熱區(qū)大于0℃。

說(shuō)明：

根據(jù)技術(shù)要求表中內(nèi)容，本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)石墨烯改性橡膠瀝青的基本技術(shù)指標(biāo)，如軟化點(diǎn)、

針入度、閃點(diǎn)與粘度，與石墨烯改性橡膠瀝青的重點(diǎn)性能指標(biāo)，如依據(jù)5℃延度要求其低溫

性能，通過(guò)離析軟化點(diǎn)試驗(yàn)要求其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

對(duì)石墨烯復(fù)合改性橡膠瀝青流變性能采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR）分析得到，其中疲勞

壽命（Nf）采用黏彈性連續(xù)損傷力學(xué)模型（VECD）分析得到。

對(duì)石墨烯改性橡膠瀝青特殊路用性能進(jìn)行規(guī)范要求，如通過(guò)油蝕比對(duì)石墨烯復(fù)合改性橡

膠瀝青的抗油蝕性能進(jìn)行了要求；通過(guò)對(duì)薄膜烘箱老化試驗(yàn)（TFOT）后殘留物與薄膜烘箱老

化試驗(yàn)（TFOT）后再次進(jìn)行96h紫外老化后殘留物進(jìn)行殘留針入度、質(zhì)量損失、殘留軟化點(diǎn)、

殘留延度等指標(biāo)要求其抗老化性能。

由于石墨烯改性橡膠瀝青在高溫性能、儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及抗油蝕、抗老化性能方面有明顯

優(yōu)勢(shì)，所以對(duì)重點(diǎn)指標(biāo)要求較高。

5試驗(yàn)方法

瀝青分析相關(guān)試驗(yàn)方法：

5.0.1粘度

采用170℃旋轉(zhuǎn)黏度，并按JTGE20中T0625的方法執(zhí)行。

5.0.2存儲(chǔ)穩(wěn)定性

5

采用離析軟化點(diǎn)差，并按JTGE20中T0661的方法執(zhí)行。

5.0.3熱老化特性

采用薄膜烘箱老化試驗(yàn)，并按JTGE20中T0610的方法執(zhí)行。計(jì)算瀝青老

化前后殘留針入度比、殘留延度、質(zhì)量損失。

5.0.4抗油蝕性

采用瀝青的油蝕試驗(yàn)，并按附錄A.3中的方法執(zhí)行。分析瀝青油蝕試驗(yàn)前后

性能變化。

5.0.5抗紫外老化性

采用旋轉(zhuǎn)薄膜老化烘箱和紫外老化箱，首先對(duì)瀝青試樣進(jìn)行TFOT（T0609-

2011）老化，然后對(duì)試樣進(jìn)一步進(jìn)行紫外光老化，采用GB/T14522標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方

法執(zhí)行，使用UVB-313紫外光源，計(jì)算老化前后殘留針入度比、殘留延度、軟

化點(diǎn)增量以及質(zhì)量損失。

5.0.6石墨烯在改性瀝青中的檢測(cè)方法

取瀝青樣品，溶解于有機(jī)溶劑中（建議三氯乙烯、二硫化碳、石油醚等），

提取殘留物，采用透射電鏡觀察，以明確石墨烯的存在。

6

6檢驗(yàn)規(guī)則

6.1檢驗(yàn)分類

檢驗(yàn)分為型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)，分別進(jìn)行說(shuō)明。

6.1.1型式檢驗(yàn)

包括以下檢驗(yàn)項(xiàng)目：

1原材料成分、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有較大變動(dòng)，影響產(chǎn)品性能時(shí)；

2生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)；

3出廠結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大差異時(shí)；

4相關(guān)管理部門有要求時(shí)。

6.1.2出廠檢驗(yàn)

對(duì)出廠產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，石墨烯改性橡膠瀝青出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表2.2-2所示。

表2.2-2石墨烯改性橡膠瀝青出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)技術(shù)要求

1針入度++

2軟化點(diǎn)++

3延度++

符合表

4170℃旋轉(zhuǎn)粘度++

2.2-1

6儲(chǔ)存穩(wěn)定性++

7殘留針入度++

8殘留延度++

注：“+”表示必檢項(xiàng)目。

6.2抽樣

抽樣按照J(rèn)TGE20T0601方法執(zhí)行。

6.3判定規(guī)則

對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品類型進(jìn)行型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)，若各項(xiàng)目全部合格，則判為

合格批。若結(jié)果不符合表的技術(shù)要求時(shí)，則應(yīng)該在該批次中重新抽取雙倍數(shù)量的

樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，復(fù)檢全部合格，則該批產(chǎn)品為合格；如仍不合格，則判定該批產(chǎn)

7

品不合格。

7標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存

7.1標(biāo)志

在產(chǎn)品包裝上應(yīng)表明如下信息：生產(chǎn)廠家名稱和商標(biāo)、生產(chǎn)日期，并隨運(yùn)輸

批次附有石墨烯改性橡膠瀝青性能基本性質(zhì)，包括軟化點(diǎn)、針入度、延度、170℃

旋轉(zhuǎn)粘度。

7.2運(yùn)輸和儲(chǔ)存

7.2.1運(yùn)輸

石墨烯改性橡膠瀝青運(yùn)輸應(yīng)采用國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青專業(yè)運(yùn)輸車輛，瀝青罐上應(yīng)

明確標(biāo)明生產(chǎn)時(shí)間、出廠粘度等關(guān)鍵參數(shù)。

7.2.2儲(chǔ)存

石墨烯改性橡膠瀝青現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)時(shí)，宜在24小時(shí)內(nèi)使用完畢，如需存儲(chǔ)時(shí)，

應(yīng)該采用轉(zhuǎn)速為300rpm～400rpm，在150℃以下儲(chǔ)存，儲(chǔ)存期原則上不超過(guò)7

天；工廠化生產(chǎn)的墨烯改性橡膠瀝青應(yīng)儲(chǔ)存于配備攪拌設(shè)備的瀝青罐內(nèi)。儲(chǔ)存后

瀝青再次使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行改性瀝青基本性能和重點(diǎn)性能的檢測(cè)。如不能滿足技術(shù)要

求，進(jìn)行二次加工直至滿足各項(xiàng)指標(biāo)符合技術(shù)規(guī)范。

8安全、環(huán)保

8.0.1相關(guān)石墨烯改性橡膠瀝青的設(shè)備對(duì)作業(yè)人員可能構(gòu)成危險(xiǎn)的電、熱、

燃、爆及機(jī)械等應(yīng)采取有效可靠的防護(hù)措施。

8.0.2石墨烯改性橡膠瀝青設(shè)備操作位置處噪聲聲級(jí)應(yīng)不大于90dB(A)。

8.0.3石墨烯改性橡膠瀝青設(shè)備周邊7.5m處輻射噪聲聲級(jí)應(yīng)不大于90dB(A)

的。

8.0.4廢氣排放應(yīng)符合GB16297大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。

8

附錄A：

A.1添加劑成分：

石墨烯改性橡膠瀝青生產(chǎn)制備過(guò)程中，添加的外摻劑成分包括：丙烯腈-

丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）、環(huán)烷基橡膠油。

A.2石墨烯改性橡膠瀝青生產(chǎn)制備工藝：

1將石墨烯材料和環(huán)烷基橡膠油規(guī)定質(zhì)量比混合，機(jī)械攪拌，控制90℃條

件下，高速攪拌35min，冷卻后得到石墨烯分散液。

2將上述制備的石墨烯分散液與橡膠粉以及丙烯臘丁二烯苯乙烯共聚物按

規(guī)定質(zhì)量配比在180℃進(jìn)行高溫剪切35min，冷卻后制成石墨烯橡膠瀝青改性

劑。

3將上述制備的石墨烯橡膠瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青按比例相混溶，采用高

速剪切機(jī)剪切90min，轉(zhuǎn)速為5000rad/min左右，然后對(duì)復(fù)合改性瀝青采用攪拌

機(jī)攪拌發(fā)育180min，轉(zhuǎn)速為1000rad