溫拌橡膠瀝青混合料旋轉壓實體積特性

袁 野 高 博

(1.西藏自治區交通工程質量安全監督局,西藏 拉薩 850000; 2.招商局公路信息技術(重慶)有限公司，重慶 400000)

1 概述

廢舊橡膠輪胎的主要成分是天然橡膠和合成橡膠，還有碳黑、硫氧化鋅和硫助劑等添加劑成分。絕大部分是良好的瀝青改性劑，能夠改善瀝青的高低溫性能和抗老化性能，有效延長瀝青路面的使用壽命。在瀝青混合料中加入廢舊輪胎材料，不僅可以有效地解決廢舊輪胎難以處理的問題，還可以改善路面材料的使用性能，有著非常顯著的社會效益和經濟效益。

目前，橡膠瀝青路面在公路建設領域得到廣泛使用。然而，橡膠瀝青混合料中由于添加了高粘度成分，比普通瀝青混合料更為粘稠，采用傳統的熱拌方法生產施工必須提高橡膠瀝青的生產溫度，高溫將加速橡膠瀝青混合料的老化，降低其低溫性能[1]，同時也需要耗費大量能源，排出大量廢氣，對環保造成不利影響。

采用溫拌瀝青混合料技術WMA(Worm Mixture Asphalt)代替傳統的熱拌方法，是解決上述問題的一種有效措施，近年來對溫拌橡膠瀝青混合料的研究逐漸增多。目前常見的溫拌橡膠瀝青方法有摻加溫拌劑、泡沫瀝青法，常見的溫拌劑又分為蠟類(如Sasobit)、乳化技術類(如EVOTHEM,KSH-C)和化學類(如TOR)。

本文通過在瀝青混合料中添加Sasobit,EVOTHEM,陸路邦三種溫拌劑，降低其拌和、壓實溫度后，采用旋轉壓實法研究其體積性能參數，根據混合料的狀態與體積參數，確定最佳壓實溫度，準確指導溫拌橡膠瀝青混合料的施工。

2 試驗過程

本文主要探究在普通橡膠瀝青混合料中摻加Sasobit,EVOTHEM及陸路邦溫拌劑后，所得溫拌橡膠瀝青混合料的體積特性。

級配和最佳油石比確定：旋轉壓實成型方法能很好地模擬實際路面施工時的碾壓情況，如碾壓時的剪切、揉搓和壓密等，減少集料壓實過程中的破碎，同時集料的排列情況也更接近于實際路面。試驗過程中設定旋轉壓實成型儀的單位壓力為0.6 MPa，設計壓實次數N設計=100次，進行改性橡膠瀝青混合料最佳油石比的確定，選用4%,4.5%,5.0%,5.5% 4種不同油石比進行對比。

設計級配如圖1所示，不同油石比下體積參數見表1。

表1 不同油石比下體積參數

油石比/%平均毛體積密度/g·cm-3平均VV/%平均VMA/%平均VFA/%4.52.3477.72123.767.452.3646.44323.172.25.52.3974.5522279.76.02.4132.83121.586.9

不同油石比下的空隙率變化圖如圖2所示，最終選擇目標空隙率4%對應的油石比為最佳油石比，由圖2插值可得出，目標空隙率對應的最佳油石比為5.2%。

通過查閱相關資料，得出溫拌橡膠瀝青中Sasobit的推薦摻量為3%，EVOTHEM的推薦摻量為0.6%，陸路邦的推薦摻量為1%。按照推薦摻量將溫拌劑加入到橡膠瀝青中充分攪拌，并在110 ℃,130 ℃,150 ℃三種不同溫度下成型橡膠瀝青混合料旋轉壓實試件，測試其體積參數。

3 試驗結果分析

在三種不同的旋轉壓實溫度下進行旋轉壓實試驗，得出混合料的體積參數指標，試驗結果見表2。

表2 不同壓實溫度下的體積參數

1)空隙率與壓實溫度的關系。建立不同溫度下，空隙率與壓實溫度的關系，以設計空隙率4%為目標，得出最佳擊實溫度范圍，以便指導施工，分析結果見圖3。

采用插值法可以得出，空隙率4%對應的壓實溫度為：摻Sasobit的為137 ℃，摻EVOTHEM為133 ℃，摻陸路邦為142 ℃。參考現行的規范要求空隙率為3%～5%，得出摻Sasobit的最佳的壓實溫度范圍約120 ℃～150 ℃，摻EVOTHEM的最佳的壓實溫度范圍約115 ℃～150 ℃，摻陸路邦的最佳的壓實溫度范圍約122 ℃～150 ℃，相同溫度下，摻EVOTHEM更易于壓實。

2)VFA與壓實溫度的關系。VFA與壓實溫度的關系如圖4所示，由圖4可以得出，VFA為65～75范圍內正對的壓實溫度約為：摻Sasobit的壓實溫度范圍110 ℃～137 ℃，摻EVOTHEM的壓實溫度范圍110 ℃～132 ℃，摻陸路邦為110 ℃～140 ℃。因此，摻EVOTHEM更易于壓實。

3)VMA與壓實溫度的關系。VMA與壓實溫度的關系如圖5所示，由圖5可以得出，在110 ℃～150 ℃范圍內，VMA均能滿足規范的要求，且隨著壓實溫度的提高，VV逐漸減少，VMA也隨之減小，摻陸路邦的減小幅度要略微明顯。摻Sasobit的最佳的壓實溫度應大于128 ℃，摻EVOTHEM的最佳的壓實溫度大于115 ℃，摻陸路邦122 ℃，摻EVOTHEM更易于壓實。

4 結語

實驗結果可見，三種溫拌橡膠瀝青混合料中，摻Sasobit的最佳的壓實溫度范圍約120 ℃～150 ℃，摻EVOTHEM的最佳的壓實溫度范圍約115 ℃～150 ℃，摻陸路邦的最佳的壓實溫度范圍約122 ℃～150 ℃，相對而言，摻EVOTHEM更易于壓實，說明EVOTHEM降粘效果在三種溫拌劑中效果最佳。