橡膠瀝青混合料性能

劉 典

（廣州廣大工程檢測咨詢有限公司 廣東廣州 510006）

橡膠瀝青混合料性能

劉 典

（廣州廣大工程檢測咨詢有限公司 廣東廣州 510006）

本文采用廢胎膠粉對瀝青進(jìn)行改性，利用CAVF法設(shè)計(jì)其級配，從而設(shè)計(jì)出RAC-13橡膠瀝青混合料，按規(guī)范要求，進(jìn)行馬歇爾、車轍及凍融劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：橡膠粉極大改善了瀝青的性能，混合料具有較高的強(qiáng)度和高溫性能及抗水穩(wěn)定性。

橡膠瀝青；廢胎膠粉；高溫性能；水穩(wěn)定性

將廢舊輪胎加工成橡膠粉是國際上通用的廢舊輪胎再生處理方法，其中廢輪胎膠粉應(yīng)用在公路行業(yè)是廢舊輪胎處理的主要途徑之一。橡膠瀝青的出現(xiàn)，可以對廢棄輪胎進(jìn)行“有效利用”。利用橡膠本身特有的彈性和吸音特性，施工成的瀝青路面可降低路面行車噪音3～6個(gè)分貝。此外由于橡膠瀝青混合料具有均衡的高低溫性能和良好的抗疲勞性能，采用橡膠瀝青混合料可延長瀝青路面的使用壽命、減少或減緩反射裂縫的發(fā)生。

本文以橡膠粉改性后的瀝青為膠結(jié)料，采用 CAVF法進(jìn)行級配設(shè)計(jì)，成型馬歇爾和車轍試件并進(jìn)行馬歇爾、車轍及凍融劈裂試驗(yàn)，對橡膠瀝青混合料的高溫及水穩(wěn)定性能進(jìn)行研究。

1、原材料

基質(zhì)瀝青采用泰普克70號瀝青，廢胎膠粉為60目斜交胎膠粉，廢胎膠粉的用量為基質(zhì)瀝青用量的 18%。參照國內(nèi)外常規(guī)配制方法，在配制橡膠瀝青前，先將基質(zhì)瀝青加熱到 190℃，然后在往熱瀝青里面倒入橡膠粉時(shí)，用攪拌裝置對熱基質(zhì)瀝青進(jìn)行簡單攪拌，并形成一個(gè)漩渦液面，再倒入橡膠粉，邊倒邊攪拌?？刂圃?min內(nèi)將全部橡膠粉倒入到熱基質(zhì)瀝青中，并用攪拌裝置不停地?cái)?5min，即可完成橡膠瀝青的配制。

集料采用石灰石，礦粉則是由優(yōu)質(zhì)的石灰石磨成。瀝青及集料和礦粉都符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40-2004)的相關(guān)規(guī)定。

2、級配設(shè)計(jì)

表1 混合料級配組成

采用CAVF法進(jìn)行橡膠瀝青混合料的級配設(shè)計(jì)，結(jié)果見表1所示。瀝青混合料的最佳油石比為6%，礦粉用量3%。

3.性能試驗(yàn)

表2 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

3.1 馬歇爾試驗(yàn)

馬歇爾試驗(yàn)是以測定穩(wěn)定度、流值、馬歇爾模數(shù)等指標(biāo)，成型標(biāo)準(zhǔn)試件后，在規(guī)定溫度及規(guī)定加載速率下，試件在馬歇爾試驗(yàn)儀中出現(xiàn)的最大破壞值，流值反映的則是最大破壞荷載時(shí)的最大垂直變形值。

按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E20-2011）規(guī)定成型馬歇爾試件，并進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為60℃，試驗(yàn)結(jié)果則如表2所示。

4.5 18.2 68.3 13.5 26.5

由上表可知，橡膠瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，同時(shí)橡膠瀝青混合料有較高的強(qiáng)度，橡膠粉的摻入提高了材料的強(qiáng)度及其高溫穩(wěn)定性。

3.2 車轍及凍融劈裂試驗(yàn)

國內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)表明，馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)只是經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)，存在一定的局限性，不能準(zhǔn)確的預(yù)估瀝青混合料的高溫性能，因此本研究除進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)外，還以車轍試驗(yàn)評價(jià)橡膠瀝青混合料的高溫性能。車轍試驗(yàn)是模擬車輛輪胎在瀝青路面上以一定速度行駛滾動形成車轍的試驗(yàn)方法，該方法試驗(yàn)結(jié)果比較直觀，且與路面車轍深度存在一定的相關(guān)性。

凍融劈裂試驗(yàn)是在規(guī)定的溫度、時(shí)間等條件下對瀝青混合料試件進(jìn)行凍融循環(huán)，通過測定試件在凍融前后的劈裂破壞強(qiáng)度比來表征瀝青混合料的水穩(wěn)定性。凍融劈裂試驗(yàn)的試驗(yàn)條件是將實(shí)際瀝青路面受到的水損害集中、強(qiáng)化，以達(dá)到模擬路面長期受水損害的實(shí)際效果，因此其試驗(yàn)條件較一般的浸水試驗(yàn)要苛刻，試驗(yàn)結(jié)果較為客觀，與實(shí)際情況也較為吻合。因此以凍融劈裂試驗(yàn)評價(jià)橡膠瀝青混合料的高溫性能

按規(guī)范規(guī)定，成型車轍及凍融試件，并進(jìn)行車轍及凍融劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為動穩(wěn)定度5120次/mm，殘留強(qiáng)度比89.7%。

車轍試驗(yàn)的動穩(wěn)定度指標(biāo)可以很好的反映橡膠瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，由試驗(yàn)結(jié)果可知，橡膠瀝青混合料指標(biāo)遠(yuǎn)超過規(guī)范中規(guī)定的，夏炎熱區(qū)大于等于3000次/mm的要求。一般來說，瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性受混合料的骨架結(jié)構(gòu)及膠結(jié)料的用量類型等影響比較大，膠粉與瀝青質(zhì)的結(jié)合，有效提高了橡膠瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能，本文設(shè)計(jì)的RAC-13橡膠瀝青混合料具有較好的高溫穩(wěn)定性。

凍融疲勞強(qiáng)度比可以很好的反映瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，該值越高，說明混合料的水穩(wěn)定性越好，抗水損害能力越強(qiáng)。橡膠粉的加入，改善了瀝青組分結(jié)構(gòu)，在增加強(qiáng)度的同時(shí)，提高其抗水穩(wěn)定性能。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本文設(shè)計(jì)的RAC-13具有很好的水穩(wěn)定性。

4.結(jié)論

本文根據(jù) CAVF法設(shè)計(jì)出橡膠瀝青混合料，同時(shí)按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)，可以獲得以下結(jié)論：

所設(shè)計(jì)的橡膠瀝青混合料 RAC-13具有較高的強(qiáng)度，優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性和抗水損壞穩(wěn)定性能，所有指標(biāo)完全符合規(guī)范要求，橡膠粉的摻入，提高了橡膠瀝青的高溫性能，增加了彈性，橡膠瀝青混合料具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]JTG E20-2011, 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]沈金安.瀝青及瀝青混合料的路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

劉典（1987-），男，湖南人，大學(xué)本科，助理工程師，從事道路工程材料的檢測與研究

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1007-6344（2016）03-0301-01

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