一、研究背景 

废轮胎的黑色污染已成为全球性环境问题。将废胎胶粉（GTR）高值化利用于沥青胶泥，可同步实现“减碳、降本、降噪”三重目标：胶粉中的交联橡胶网络赋予胶泥高弹性与疲劳韧性，炭黑补强体系提升抗紫外老化性能，同时替代部分SBS等高成本聚合物，显著降低材料费用。然而，硫化网络难溶胀、易离析、贮存稳定性差成为技术瓶颈。本文围绕“脱硫-溶胀-界面增容”一体化思路，系统阐述环保沥青胶泥的制备工艺与性能优化路径。

二、原材料与预处理 

1. 废胎胶粉：常温粉碎60–80目，含水率<1 %；采用微波-机械联合脱硫，在915 MHz、180 ℃、5 min条件下破坏C–S交联键，凝胶含量降至45 %以下，表面极性基团（–OH、–COOH）含量提高3倍，为后续与沥青的界面键合奠定基础。 

2. 基质沥青：70号A级道路沥青，针入度65 0.1 mm，软化点47 ℃。 

3. 复合改性体系：星型SBS 3 %、脱硫胶粉12 %、糠醛抽出油2 %、硫磺0.2 %，形成“橡胶网络+聚合物网络”双连续结构，兼顾高低温性能与贮存稳定性。

三、制备工艺 

1. 两段法母料工艺 

   第一段：将预处理胶粉与抽出油按质量比6:1预混，在180 ℃下高速剪切30 min，制备高浓度母料； 

   第二段：母料降温至160 ℃后按比例掺入沥青，加入SBS及交联剂，继续剪切40 min，得到均匀稳定的胶泥。该工艺可显著降低剪切能耗15 %，同时避免胶粉团聚。 

2. 微波原位脱硫-共混一步法 

   将胶粉、沥青、抽出油一次性投入微波反应釜，在170 ℃、微波功率3 kW条件下同步完成脱硫与共混，总耗时缩短至20 min，适合连续化生产。

四、性能优化机制 

1. 微观结构：脱硫胶粉表面生成的极性基团与沥青质发生酸-碱与氢键作用，界面过渡层厚度由0.2 μm增至1.1 μm，有效阻止高温贮存离析。 

2. 流变性能：DSR测试显示，64 ℃车辙因子（G*/sinδ）较基质沥青提高4.2倍，–12 ℃蠕变劲度S值下降40 %，满足PG 70-22等级要求。 

3. 疲劳-耐久：四点弯曲疲劳试验（25 ℃，10 Hz，400 με）中，胶泥疲劳寿命达180万次，为基质沥青的6倍；紫外老化72 h后质量损失<0.5 %，显著优于SBS改性沥青。 

4. 降噪环保：阻尼因子tanδ在20–40 ℃区间提高2–3倍，车内噪声降低3–5 dB；生命周期评估显示CO₂减排量达1.8 t/t胶泥。

五、工程验证 

某机场联络线罩面工程应用该胶泥，厚度2 cm，通车两年后： 

• 车辙深度<2 mm，无开裂； 

• 噪声监测降低4.2 dB； 

• 材料成本降低18 %，施工能耗降低12 %。

六、结论 

通过微波脱硫-复合改性技术，废胎胶粉可在沥青胶泥中实现微观均匀分散与界面强键合，显著改善高温抗车辙、低温抗裂及疲劳耐久性能，同时降低环境负荷与工程造价。该工艺路线原料来源广泛、设备要求低，具备大规模推广价值，为废旧轮胎高值化利用提供了可行方案。