温拌橡胶沥青与橡胶沥青性能比较研究

2013-11-04施风雷李英涛

黑龙江交通科技 2013年12期

施风雷，李英涛，邓甲

(1.海门市交通运输局;2.南京能达工程技术咨询有限公司;3.河海大学土木与交通学院)

1 引言

橡胶沥青符合可持续发展的社会需求，对于废轮胎固体废弃物的再利用具有重大意义。但橡胶沥青高粘度带来的高能耗、高排放却与当今社会倡导的节能减排相矛盾，成为橡胶沥青材料推广的瓶颈。温拌技术是近年来出现的一项新兴技术，其实质是通过技术手段在不影响路面质量的前提下，降低沥青混合料的施工温度，达到节能、减排的目的。

基于此对温拌橡胶沥青胶结料与橡胶沥青胶结料进行了高低温性能的对比试验研究。同时对3%掺量的Sasobit温拌橡胶沥青与橡胶沥青AR-AC13两种混合料进行相关路用性能研究，分析温拌剂对橡胶沥青胶结料高低温性能及对橡胶沥青混合料路用性能的影响。

2 试验材料

2.1 基质沥青

基质沥青采用江阴泰富产70#道路石油沥青，依照《JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对基质沥青的各项性能指标进行了测试，试验结果如表1所示。

表1 70#道路石油沥青试验结果

2.2 橡胶粉

胶粉采用江苏常州产40目(0.45mm)货车轮胎胶粉。胶粉是以废旧轮胎为原材料，在常温下经过粉碎、分离、除金属、筛选等一系列工序制成的黑色粉末状物质，性能指标如表2、3所示。

表2 橡胶粉的物理技术指标

表3 橡胶粉的化学技术指标

2.3 温拌剂

选用在中国应用较多的Sasobit温拌剂进行温拌橡胶沥青的研究，在国内外研究现状调研的基础上，掺量选择为3%，Sasobit是一种饱和碳氢化合物的混合物，同时也是一种聚烯烃类的沥青改性剂，被称为FT固体石蜡，常以薄片或粉末的形式存在，在使用过程中直接加入沥青，经过简单搅拌即可。熔点约为100℃，25℃的密度为0.94g/cm3，在温度超过135℃时，可以完全溶解于沥青胶结料中，可减低沥青胶结料粘度。

2.4 温拌橡胶沥青的室内制备

橡胶沥青搅拌温度为175℃±5℃，搅拌速率为1000r/min，搅拌时间为45～60min，胶粉掺量为外掺18%。在制备Sasobit温拌橡胶沥青时，采用先拌匀Sasobit温拌剂与热沥青，再掺拌橡胶粉的方法。

3 两种沥青胶结料性能特征对比

3.1 高温性能比较分析

在对橡胶沥青胶结料高温流变性能评价时，选用软化点、车辙因子(G*/sinδ)和60℃零剪切粘度三个指标。橡胶沥青和Sasobit温拌橡胶沥青的高温性能指标如表4所示。

表4 橡胶沥青、Sasobit温拌橡胶沥青的高温性能对比

分析表4中数据可知，橡胶沥青中加入Sasobit温拌剂后，软化点、车辙因子、零剪切粘度都有大幅度提高，说明Sasobit温拌剂的掺入有效地改善了橡胶沥青胶结料的高温性能，同时，有利于提高橡胶沥青混合料的粘聚力。

3.2 低温性能比较分析

在对橡胶沥青胶结料低温流变性能评价时，选用15℃延度、-12℃的蠕变劲度和蠕变系数三个指标。橡胶沥青和Sasobit温拌橡胶沥青的低温性能指标如表5所示。

表5 橡胶沥青、Sasobit温拌橡胶沥青的低温性能对比

蠕变劲度S反映材料的低温性能，S值越大，弯曲流变性能越差。蠕变系数m反映材料的松弛能力，m值越大，松弛能力越强，m值大的材料当遇到温度急剧下降时，往往不易开裂，具有较好的低温性能。从表5可以看出，Sasobit温拌剂的加入对橡胶沥青的低温性能稍有影响，但不至于改变胶结料的PG分级。Sasobit是一种石蜡，当胶结料温度低于熔点时，Sasobit会在沥青中结晶析出网状的晶格结构，增大沥青的粘度使得沥青变硬变脆。