Sasobit温拌橡胶沥青SMA性能研究

2014-02-10任晓刚曹卫东

交通科技 2014年1期

任晓刚曹卫东

（济南市公路管局济南 250014）

SMA路面具有优良的抗车辙性能、低温抗裂性、耐久性与抗滑性能，已广泛应用于我国高速公路和部分城市道路的沥青路面面层。SMA一般要求采用改性沥青（我国绝大多数采用SBS改性沥青），且须添加纤维，这造成了SMA路面的初期投资较高。而橡胶沥青（废橡胶粉改性沥青）是一种高品质低成本的粘结料，将橡胶沥青应用于SMA则可无需使用纤维类稳定剂，因此提升了SMA的性价比。但橡胶沥青与橡胶沥青SMA的施工生产温度较高，一般要求拌和温度在190℃以上，集料加热温度在200℃左右，现有的拌和设备与工艺难以达到要求。为此本文开展温拌沥青技术在橡胶沥青SMA的应用研究，通过室内试验研究Sasobit温拌剂对橡胶沥青及橡胶沥青SMA路用性能的影响。

1 试验材料及性能

1.1 沥青与橡胶粉

基质沥青采用70号道路石油沥青，其基本性能指标见表1。橡胶粉采用青岛绿叶公司生产的废旧轮胎橡胶粉，其粒度为80目。

表1 70号沥青基本性能指标

1.2 集料

采用5～10，10～15mm 2档粗集料，均为玄武岩轧制的碎石。为准确配制矿料级配，将粗集料按筛孔尺寸完全筛开，分别测试密度指标，其各项物理、力学指标见表2，均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40－2004）高等级公路集料质量技术要求。

表2 粗集料的物理力学指标

细集料（0～3mm）采用石灰石轧制的石屑，其表观相对密度为2.745。

1.3 其他材料

矿粉使用石灰石磨细的石粉，其表观相对密度为2.675。温拌剂选用国外研究及应用较多的成熟产品Sasobit，它是德国Sasol Wax公司的产品，是一种高熔点的有机添加剂，通常可提供2种形式：一种为粉末状，供熔融添加用：另一种为颗粒状（小球），供直接添加，本研究采用固体颗粒状的Sasobit。

2 温拌橡胶沥青配制及性能

2.1 温拌橡胶沥青配制

首先配制橡胶沥青，根据已有的研究基础与经验，采用80目废旧轮胎橡胶粉，掺量确定为橡胶沥青质量的15%，拌制温度为180～190℃，拌和时间为60min，应用上海产电动搅拌机进行拌制。然后配制温拌橡胶沥青，根据产品说明，Sasobit可直接加入到沥青胶结料中去，掺量为橡胶沥青质量的4%。加入温拌剂后低速剪切或人工搅拌5min以上，温度控制在160～170℃，制备成为温拌橡胶沥青，工艺流程见图1。

图1 温拌橡胶沥青制备工艺

2.2 温拌橡胶沥青的性能与分析

采用沥青的基本性能试验（针入度试验、软化点试验、延度试验）分别评价温拌橡胶沥青胶结料的稠度、感温性能、高温性能、低温性能与粘温特性。针入度测试结果及针入度指数PI、当量软化点T800的计算结果见表3，软化点、延度测试结果见图2，不同温度的粘度测试结果见图3。

表3 针入度测试结果

图2 软化点与延度测试结果

图3 粘度测试结果

由表1中的针入度测试结果及计算的PI，T800可以看出：温拌剂Sasobit的加入使得橡胶沥青变得更粘稠，因而针入度减小，当量软化点升高，表明其高温性能有所提高；温拌橡胶沥青的PI值增大，表明其温度敏感性降低，且都由于70号沥青。从图2中的软化点与延度可以得出，温拌橡胶沥青的高温性能优于橡胶沥青，与70号沥青相比，二者的软化点都有较大幅度的提升；从低温延度值可以得出，温拌剂的加入使得橡胶沥青的低温性能有所下降，但仍优于基质沥青。由图3的粘温曲线可以看出，3种沥青的粘度随温度的升高均呈明显的下降趋势；同一温度下橡胶沥青的粘度显著高于70号沥青，但温拌剂Sasobit的加入则可使其粘度大幅度下降，如120℃时的温拌橡胶沥青的粘度与橡胶沥青相比降低了69%，这表明温拌剂Sasobit具有良好的高温降粘效果。