《公路石墨烯改性橡胶沥青》

中国工程建设协会标准

《公路石墨烯改性橡胶沥青》

Highwaygraphenemodifiedrubberasphalt

（征求意见稿）

目次

1范围.........................................................................................1

2规范性引用标准........................................................................2

3术语与定义...............................................................................3

4技术要求..................................................................................4

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

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

5试验方法..................................................................................5

6检验规则..................................................................................7

6.1检验分类....................................................................................7

6.2抽样............................................................................................7

6.3判定规则....................................................................................7

7标志、运输和储存.....................................................................8

7.1标志............................................................................................8

7.2运输和储存................................................................................8

8安全、环保...............................................................................8

附录A：......................................................................................9

A.1添加剂成分：............................................................................9

A.2石墨烯改性橡胶沥青生产制备工艺：...................................9

A.3沥青抗油蚀性能试验方法：...................................................9

2

1范围

1.0.1本标准规定了由沥青、石墨烯材料、改性胶粉和其他外掺剂组成的路

面用改性沥青胶结料规格；规定了石墨烯改性橡胶沥青的术语、定义、技术要求、

试验方法、检测规则以及标志、生产、运输、储存和安全等要求。

1.0.2本标准适用于公路用石墨烯改性橡胶沥青的产品生产、试验检测和应

用要求。

1.0.3石墨烯改性橡胶沥青的技术指标、试验检测标准和应用要求方法除本

规范外，还应符合国家、行业颁布的其他有关标准、规范的规定；本标准未涉及

有关使用的安全与环保规定，标准使用者有责任在使用前制定合适的安全、环保

应用规则。

1

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注明日期的

引用文件，仅所住日期的版本适用于本文件。凡是不注明日期的引用文件，其最

新版本适用于本标准。

GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》

GB/T14522-2008《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试

验方法荧光紫外灯》

GB/T30544.13-2018《纳米科技术语第13部分：石墨烯及相关二维材

料》

JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》

JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》

JT/T798-2019《路用废胎胶粉橡胶沥青》

NB/SH/T0164-2019《石油及相关产品包装、储运及交货验收规则》

DB13/T1013-2009《废轮胎橡胶沥青及混合料技术标准》

DB41/T1611-2018《干拌废胎胶粉改性沥青路面施工技术规范》

DB45/T2014-2019《路面用石墨烯复合改性橡胶沥青技术要求》

DB45/T1421-2016《石墨烯三维构造粉体材料名词术语和定义》

DB62/T4129-2020《橡胶沥青及混合料设计施工技术规程》

2

3术语与定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.0.1石墨烯改性橡胶沥青（grapheneco-modifiedcrumbrubberasphalt）

石墨烯、改性胶粉、基质沥青及外掺剂按一定比例，经特定生产工艺处理制

备的符合技术要求的一种改性沥青结合料。

3.0.2石墨烯（Graphenes）

所用的石墨烯材料为少层石墨烯，指的是由三到十个完整的石墨烯层堆垛

构成的二维材料。

3.0.3改性胶粉（modifiedcrumbrubber）

路用废旧轮胎橡胶粉在一定助剂的作用下，经特殊工艺处理得到的一种用于

沥青改性加工的橡胶粉。

3.0.4外掺剂（additiveagent）

为保证石墨烯改性橡胶沥青的技术性能，在石墨烯改性橡胶沥青加工过程中

掺加的一定比例的软组分材料。

3.0.5油蚀比（Oilcorrosionratio）

定义油蚀比为石墨烯复合改性橡胶沥青在油蚀试验中的质量损失占石墨烯

复合改性橡胶沥青原质量的比值，并将其作为石墨烯复合改性橡胶沥青抗油蚀性

能的评价指标之一。

3.0.6沥青紫外老化试验（Ultravioletagingtestofasphalt）

本标准沥青紫外老化试验采用GB/T14522-2008《机械工业产品用塑料、涂

料、橡胶材料人工气候老化试验方法荧光紫外灯》方法，通过设置紫外光源、

暴露时间、暴露温度以及暴露湿度等条件模拟自然辐射环境下沥青的性能变化。

3

4技术要求

4.1原材料

4.1.1石墨烯

石墨烯材料应符合GB/T30544.13-2018、DB45T1421-2016的标准规定。

4.1.2橡胶粉

路用橡胶粉应符合JT/T798-2019路用废胎硫化橡胶粉的技术要求和规定。

4.1.3改性胶粉

改性胶粉应符合DB41/T1611-2018的技术要求和规定。

4.1.4基质沥青

基质沥青符合交通部规范JTGF40-2004中道路石油沥青技术要求的A级重

交沥青。

4.2性能要求

公路石墨烯改性橡胶沥青可采用连续式生产方式，宜工厂化集中生产，也可

现场加工。石墨烯改性橡胶沥青的具体技术指标应符合表2.2-1的规定。

表2.2-1石墨烯改性橡胶沥青的技术指标

技术指标单位技术要求试验方法

寒区温区热区

软化点℃≥50≥58≥65JTGE20T0606

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

延度（5℃，5cm/min）cm≥20≥20≥15JTGE20T0605

闪点℃≥230≥230≥230JTGE20T0611

旋转粘度（170℃）Pa·s1～31.5～3.51.5～4.0JTGE20T0625

储存稳定性（离析试验）℃≤2.5≤2.5≤2.5JTGE20T0661

流变性能技术指标

沥青PG等级℃768282AASHTOT315

车辙因子（G/sinδ）（76℃）kPa1.82.02.2AASHTOT350

疲劳寿命（Nf）次400004500045000AASHTOTP101-12

油蚀试验技术指标

4

油蚀比%886附录A.3

薄膜烘箱老化试验（TFOT）后残留物

残留针入度比（25℃）%≥65≥70≥85JTGE20T0604

质量损失%≤±0.8≤±0.8≤±0.8JTGE20T0610

残留延度（5℃）cm≥15≥15≥10JTGE20T0605

96h紫外老化的残留物

残留针入度比（25℃）%≥60≥65≥75JTGE20T0604

质量损失%≤±0.5≤±0.5≤±0.5JTGE20T0610

残留软化点℃≥58≥64≥70JTGE20T0606

残留延度（5℃）cm≥8≥8≥6JTGE20T0605

注：1.热区与温区采用基质沥青为70#与90#，寒区采用基质沥青110#。

2.气候分区按最低月平均气温确定：寒区小于–10℃；温区为–10℃~0℃；热区大于0℃。

说明：

根据技术要求表中内容，本标准中对石墨烯改性橡胶沥青的基本技术指标，如软化点、

针入度、闪点与粘度，与石墨烯改性橡胶沥青的重点性能指标，如依据5℃延度要求其低温

性能，通过离析软化点试验要求其储存稳定性。

对石墨烯复合改性橡胶沥青流变性能采用动态剪切流变仪（DSR）分析得到，其中疲劳

寿命（Nf）采用黏弹性连续损伤力学模型（VECD）分析得到。

对石墨烯改性橡胶沥青特殊路用性能进行规范要求，如通过油蚀比对石墨烯复合改性橡

胶沥青的抗油蚀性能进行了要求；通过对薄膜烘箱老化试验（TFOT）后残留物与薄膜烘箱老

化试验（TFOT）后再次进行96h紫外老化后残留物进行残留针入度、质量损失、残留软化点、

残留延度等指标要求其抗老化性能。

由于石墨烯改性橡胶沥青在高温性能、储存稳定性以及抗油蚀、抗老化性能方面有明显

优势，所以对重点指标要求较高。

5试验方法

沥青分析相关试验方法：

5.0.1粘度

采用170℃旋转黏度，并按JTGE20中T0625的方法执行。

5.0.2存储稳定性

5

采用离析软化点差，并按JTGE20中T0661的方法执行。

5.0.3热老化特性

采用薄膜烘箱老化试验，并按JTGE20中T0610的方法执行。计算沥青老

化前后残留针入度比、残留延度、质量损失。

5.0.4抗油蚀性

采用沥青的油蚀试验，并按附录A.3中的方法执行。分析沥青油蚀试验前后

性能变化。

5.0.5抗紫外老化性

采用旋转薄膜老化烘箱和紫外老化箱，首先对沥青试样进行TFOT（T0609-

2011）老化，然后对试样进一步进行紫外光老化，采用GB/T14522标准试验方

法执行，使用UVB-313紫外光源，计算老化前后残留针入度比、残留延度、软

化点增量以及质量损失。

5.0.6石墨烯在改性沥青中的检测方法

取沥青样品，溶解于有机溶剂中（建议三氯乙烯、二硫化碳、石油醚等），

提取残留物，采用透射电镜观察，以明确石墨烯的存在。

6

6检验规则

6.1检验分类

检验分为型式检验和出厂检验，分别进行说明。

6.1.1型式检验

包括以下检验项目：

1原材料成分、产品结构有较大变动，影响产品性能时；

2生产工艺发生变化时；

3出厂结果与上次型式检验有较大差异时；

4相关管理部门有要求时。

6.1.2出厂检验

对出厂产品应进行检验，石墨烯改性橡胶沥青出厂检验项目见表2.2-2所示。

表2.2-2石墨烯改性橡胶沥青出厂检验项目

序号检验项目型式检验出厂检验技术要求

1针入度++

2软化点++

3延度++

符合表

4170℃旋转粘度++

2.2-1

6储存稳定性++

7残留针入度++

8残留延度++

注：“+”表示必检项目。

6.2抽样

抽样按照JTGE20T0601方法执行。

6.3判定规则

对所生产的产品类型进行型式检验和出厂检验，若各项目全部合格，则判为

合格批。若结果不符合表的技术要求时，则应该在该批次中重新抽取双倍数量的

样品进行检验，复检全部合格，则该批产品为合格；如仍不合格，则判定该批产

7

品不合格。

7标志、运输和储存

7.1标志

在产品包装上应表明如下信息：生产厂家名称和商标、生产日期，并随运输

批次附有石墨烯改性橡胶沥青性能基本性质，包括软化点、针入度、延度、170℃

旋转粘度。

7.2运输和储存

7.2.1运输

石墨烯改性橡胶沥青运输应采用国标标准的沥青专业运输车辆，沥青罐上应

明确标明生产时间、出厂粘度等关键参数。

7.2.2储存

石墨烯改性橡胶沥青现场生产时，宜在24小时内使用完毕，如需存储时，

应该采用转速为300rpm～400rpm，在150℃以下储存，储存期原则上不超过7

天；工厂化生产的墨烯改性橡胶沥青应储存于配备搅拌设备的沥青罐内。储存后

沥青再次使用时应进行改性沥青基本性能和重点性能的检测。如不能满足技术要

求，进行二次加工直至满足各项指标符合技术规范。

8安全、环保

8.0.1相关石墨烯改性橡胶沥青的设备对作业人员可能构成危险的电、热、

燃、爆及机械等应采取有效可靠的防护措施。

8.0.2石墨烯改性橡胶沥青设备操作位置处噪声声级应不大于90dB(A)。

8.0.3石墨烯改性橡胶沥青设备周边7.5m处辐射噪声声级应不大于90dB(A)

的。

8.0.4废气排放应符合GB16297大气污染物综合排放标准。

8

附录A：

A.1添加剂成分：

石墨烯改性橡胶沥青生产制备过程中，添加的外掺剂成分包括：丙烯腈-

丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）、环烷基橡胶油。

A.2石墨烯改性橡胶沥青生产制备工艺：

1将石墨烯材料和环烷基橡胶油规定质量比混合，机械搅拌，控制90℃条

件下，高速搅拌35min，冷却后得到石墨烯分散液。

2将上述制备的石墨烯分散液与橡胶粉以及丙烯腊丁二烯苯乙烯共聚物按

规定质量配比在180℃进行高温剪切35min，冷却后制成石墨烯橡胶沥青改性

剂。

3将上述制备的石墨烯橡胶沥青改性剂和基质沥青按比例相混溶，采用高

速剪切机剪切90min，转速为5000rad/min左右，然后对复合改性沥青采用搅拌

机搅拌发育180min，转速为1000rad