《公路石墨烯改性橡膠瀝青》

中國工程建設協會標準

《公路石墨烯改性橡膠瀝青》

Highwaygraphenemodifiedrubberasphalt

（征求意見稿）

目次

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

2規(guī)范性引用標準........................................................................2

3術語與定義...............................................................................3

4技術要求..................................................................................4

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

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

5試驗方法..................................................................................5

6檢驗規(guī)則..................................................................................7

6.1檢驗分類....................................................................................7

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

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

7標志、運輸和儲存.....................................................................8

7.1標志............................................................................................8

7.2運輸和儲存................................................................................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制備工藝：...................................9

A.3瀝青抗油蝕性能試驗方法：...................................................9

2

1范圍

1.0.1本標準規(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

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

試驗方法、檢測規(guī)則以及標志、生產、運輸、儲存和安全等要求。

1.0.2本標準適用于公路用石墨烯改性橡膠瀝青的產品生產、試驗檢測和應

用要求。

1.0.3石墨烯改性橡膠瀝青的技術指標、試驗檢測標準和應用要求方法除本

規(guī)范外，還應符合國家、行業(yè)頒布的其他有關標準、規(guī)范的規(guī)定；本標準未涉及

有關使用的安全與環(huán)保規(guī)定，標準使用者有責任在使用前制定合適的安全、環(huán)保

應用規(guī)則。

1

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款，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

新版本適用于本標準。

GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》

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

驗方法熒光紫外燈》

GB/T30544.13-2018《納米科技術語第13部分：石墨烯及相關二維材

料》

JTGE20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》

JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》

JT/T798-2019《路用廢胎膠粉橡膠瀝青》

NB/SH/T0164-2019《石油及相關產品包裝、儲運及交貨驗收規(guī)則》

DB13/T1013-2009《廢輪胎橡膠瀝青及混合料技術標準》

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

DB45/T2014-2019《路面用石墨烯復合改性橡膠瀝青技術要求》

DB45/T1421-2016《石墨烯三維構造粉體材料名詞術語和定義》

DB62/T4129-2020《橡膠瀝青及混合料設計施工技術規(guī)程》

2

3術語與定義

下列術語和定義適用于本標準。

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

石墨烯、改性膠粉、基質瀝青及外摻劑按一定比例，經特定生產工藝處理制

備的符合技術要求的一種改性瀝青結合料。

3.0.2石墨烯（Graphenes）

所用的石墨烯材料為少層石墨烯，指的是由三到十個完整的石墨烯層堆垛

構成的二維材料。

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性能，在石墨烯改性橡膠瀝青加工過程中

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合改性橡膠瀝青在油蝕試驗中的質量損失占石墨烯

復合改性橡膠瀝青原質量的比值，并將其作為石墨烯復合改性橡膠瀝青抗油蝕性

能的評價指標之一。

3.0.6瀝青紫外老化試驗（Ultravioletagingtestofasphalt）

本標準瀝青紫外老化試驗采用GB/T14522-2008《機械工業(yè)產品用塑料、涂

料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法熒光紫外燈》方法，通過設置紫外光源、

暴露時間、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技術要求

4.1原材料

4.1.1石墨烯

石墨烯材料應符合GB/T30544.13-2018、DB45T1421-2016的標準規(guī)定。

4.1.2橡膠粉

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

4.1.3改性膠粉

改性膠粉應符合DB41/T1611-2018的技術要求和規(guī)定。

4.1.4基質瀝青

基質瀝青符合交通部規(guī)范JTGF40-2004中道路石油瀝青技術要求的A級重

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)式生產方式，宜工廠化集中生產，也可

現場加工。石墨烯改性橡膠瀝青的具體技術指標應符合表2.2-1的規(guī)定。

表2.2-1石墨烯改性橡膠瀝青的技術指標

技術指標單位技術要求試驗方法

寒區(qū)溫區(qū)熱區(qū)

軟化點℃≥50≥58≥65JTGE20T0606

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

延度（5℃，5cm/min）cm≥20≥20≥15JTGE20T0605

閃點℃≥230≥230≥230JTGE20T0611

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

儲存穩(wěn)定性（離析試驗）℃≤2.5≤2.5≤2.5JTGE20T0661

流變性能技術指標

瀝青PG等級℃768282AASHTOT315

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

疲勞壽命（Nf）次400004500045000AASHTOTP101-12

油蝕試驗技術指標

4

油蝕比%886附錄A.3

薄膜烘箱老化試驗（TFOT）后殘留物

殘留針入度比（25℃）%≥65≥70≥85JTGE20T0604

質量損失%≤±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

質量損失%≤±0.5≤±0.5≤±0.5JTGE20T0610

殘留軟化點℃≥58≥64≥70JTGE20T0606

殘留延度（5℃）cm≥8≥8≥6JTGE20T0605

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

說明：

根據技術要求表中內容，本標準中對石墨烯改性橡膠瀝青的基本技術指標，如軟化點、

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

性能，通過離析軟化點試驗要求其儲存穩(wěn)定性。

對石墨烯復合改性橡膠瀝青流變性能采用動態(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)損傷力學模型（VECD）分析得到。

對石墨烯改性橡膠瀝青特殊路用性能進行規(guī)范要求，如通過油蝕比對石墨烯復合改性橡

膠瀝青的抗油蝕性能進行了要求；通過對薄膜烘箱老化試驗（TFOT）后殘留物與薄膜烘箱老

化試驗（TFOT）后再次進行96h紫外老化后殘留物進行殘留針入度、質量損失、殘留軟化點、

殘留延度等指標要求其抗老化性能。

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

優(yōu)勢，所以對重點指標要求較高。

5試驗方法

瀝青分析相關試驗方法：

5.0.1粘度

采用170℃旋轉黏度，并按JTGE20中T0625的方法執(zhí)行。

5.0.2存儲穩(wěn)定性

5

采用離析軟化點差，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，并按JTGE20中T0610的方法執(zhí)行。計算瀝青老

化前后殘留針入度比、殘留延度、質量損失。

5.0.4抗油蝕性

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

性能變化。

5.0.5抗紫外老化性

采用旋轉薄膜老化烘箱和紫外老化箱，首先對瀝青試樣進行TFOT（T0609-

2011）老化，然后對試樣進一步進行紫外光老化，采用GB/T14522標準試驗方

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

化點增量以及質量損失。

5.0.6石墨烯在改性瀝青中的檢測方法

取瀝青樣品，溶解于有機溶劑中（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檢驗規(guī)則

6.1檢驗分類

檢驗分為型式檢驗和出廠檢驗，分別進行說明。

6.1.1型式檢驗

包括以下檢驗項目：

1原材料成分、產品結構有較大變動，影響產品性能時；

2生產工藝發(fā)生變化時；

3出廠結果與上次型式檢驗有較大差異時；

4相關管理部門有要求時。

6.1.2出廠檢驗

對出廠產品應進行檢驗，石墨烯改性橡膠瀝青出廠檢驗項目見表2.2-2所示。

表2.2-2石墨烯改性橡膠瀝青出廠檢驗項目

序號檢驗項目型式檢驗出廠檢驗技術要求

1針入度++

2軟化點++

3延度++

符合表

4170℃旋轉粘度++

2.2-1

6儲存穩(wěn)定性++

7殘留針入度++

8殘留延度++

注：“+”表示必檢項目。

6.2抽樣

抽樣按照JTGE20T0601方法執(zhí)行。

6.3判定規(guī)則

對所生產的產品類型進行型式檢驗和出廠檢驗，若各項目全部合格，則判為

合格批。若結果不符合表的技術要求時，則應該在該批次中重新抽取雙倍數量的

樣品進行檢驗，復檢全部合格，則該批產品為合格；如仍不合格，則判定該批產

7

品不合格。

7標志、運輸和儲存

7.1標志

在產品包裝上應表明如下信息：生產廠家名稱和商標、生產日期，并隨運輸

批次附有石墨烯改性橡膠瀝青性能基本性質，包括軟化點、針入度、延度、170℃

旋轉粘度。

7.2運輸和儲存

7.2.1運輸

石墨烯改性橡膠瀝青運輸應采用國標標準的瀝青專業(yè)運輸車輛，瀝青罐上應

明確標明生產時間、出廠粘度等關鍵參數。

7.2.2儲存

石墨烯改性橡膠瀝青現場生產時，宜在24小時內使用完畢，如需存儲時，

應該采用轉速為300rpm～400rpm，在150℃以下儲存，儲存期原則上不超過7

天；工廠化生產的墨烯改性橡膠瀝青應儲存于配備攪拌設備的瀝青罐內。儲存后

瀝青再次使用時應進行改性瀝青基本性能和重點性能的檢測。如不能滿足技術要

求，進行二次加工直至滿足各項指標符合技術規(guī)范。

8安全、環(huán)保

8.0.1相關石墨烯改性橡膠瀝青的設備對作業(yè)人員可能構成危險的電、熱、

燃、爆及機械等應采取有效可靠的防護措施。

8.0.2石墨烯改性橡膠瀝青設備操作位置處噪聲聲級應不大于90dB(A)。

8.0.3石墨烯改性橡膠瀝青設備周邊7.5m處輻射噪聲聲級應不大于90dB(A)

的。

8.0.4廢氣排放應符合GB16297大氣污染物綜合排放標準。

8

附錄A：

A.1添加劑成分：

石墨烯改性橡膠瀝青生產制備過程中，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制備工藝：

1將石墨烯材料和環(huán)烷基橡膠油規(guī)定質量比混合，機械攪拌，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)定質量配比在180℃進行高溫剪切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瀝青按比例相混溶，采用高

速剪切機剪切90min，轉速為5000rad/min左右，然后對復合改性瀝青采用攪拌

機攪拌發(fā)育180min，轉速為1000rad