橡膠瀝青混合料路用性能試驗研究

2013-03-22 09:44:32常志明

交通運輸研究 2013年7期

常志明

（滄州高速公路建設管理局沿海高速公路建設管理處，河北滄州 061000）

0 引言

瀝青是公路路面使用的主要原材料，是路面的一種膠結料，其作用主要是把集料等粘結在一起，使各種筑路材料結成統一的整體，共同承擔環境及車輛荷載的作用。在超載、氣候變暖和車速提高的綜合影響下，各種新形式的損壞和高溫永久變形等路面損壞較大面積的出現在近年建成通車的道路上。由于改性瀝青在高溫穩定性、低溫抗裂性以及耐久性等方面具有優良的性能，從而明顯提高了混合料的路用性能，但大部分改性瀝青因其較高的成本限制了推廣使用。廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青作為一種新型的改性瀝青，由于其獨特的路用性能、環保效益及相對較低的成本投入，正在得到普遍的推廣和應用。

橡膠瀝青（Asphalt Rubber）是指采用廢舊輪胎經粉碎后制成的膠粉（橡膠粉細度一般為20～80目）作為改性劑，通過一定的生產工藝得到的能夠改善混合料性能的瀝青結合料。由瀝青、回收輪胎橡膠及一定的添加劑組成，其中橡膠粉的摻量不小于總重的15%（內摻）或17.6%（外摻），且要求橡膠顆粒在熱瀝青中充分反應并膨脹。

利用廢橡膠粉替代價格昂貴的SBS作瀝青改性劑是一種既經濟實用又簡單有效的方法，不僅可以降低修路的成本，還可以變廢為寶，消除黑色污染。因此，我國修筑公路及維修公路采用橡膠改性瀝青的意義重大。

1 原材料

1.1 橡膠瀝青

本試驗采用基質瀝青為中海70#A瀝青，摻加19%～22%的30目橡膠粉。在200℃下拌合70min。其具體試驗結果及相應指標見表1。

表1 橡膠瀝青試驗結果

1.2 粗集料

粗集料應為石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近似立方體顆粒的碎石，粒徑大于4.75mm。本實驗所使用粗集料為兩檔：1#為10～15mm，2#為5～10mm。粗集料的相關技術指標滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）中對礦料的質量技術要求，粗集料檢測結果見表2、表3。

表2 粗集料篩分結果

表3 粗集料試驗結果及技術指標

1.3 細集料

細集料采用堅硬、干燥、潔凈、無風化、無雜質的適當級配的人工軋制玄武巖或石灰巖細集料。本試驗采用的細集料為3#0～5mm細集料，其具體試驗結果及技術要求指標見表4、表5。

表4 細集料篩分結果

表5 細集料試驗結果及技術要求

1.4 填料

本試驗采用4#（32.5#普通硅酸鹽水泥）代替礦粉，具體篩分結果見表6。

表6 水泥篩分結果

2 橡膠瀝青混合料級配設計

2.1 AR—SMA—13混合料級配設計

根據我國SMA混合料的級配設計推薦范圍，本次試驗AR—SMA—13混合料級配設計見表7，本試驗混合料的設計空隙率為4%，油石比為6.2%。

表7 AR—SMA—13型瀝青混合料級配設計組成

2.2 AR—AC—13混合料級配設計

本試驗所采用的級配范圍為加利福尼亞橡膠瀝青混合料級配，油石比為7.5%，級配見表8。

表8 AR—AC—13型瀝青混合料級配設計要求及合成級配

3 橡膠瀝青混合料路用性能研究

3.1 混合料水穩定性研究

《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG 052—2000）規定評價瀝青混合料水穩定性的試驗方法之一為浸水馬歇爾試驗（T0709—2000），本研究采用浸水馬歇爾試驗對橡膠瀝青混合料的水穩定性進行研究，試驗計算公式為MS0=MS1/MS×100，其中MS0為試件浸水殘留穩定度（%），MS為試件浸水30～40min穩定度（kN）， MS1為浸水48h穩定度（kN）。試驗結果見表9。