橡胶颗粒沥青路面路用性能研究

2015-11-25孙良程

城市地理 2015年16期

关键词：橡胶成型沥青

肖彬孙良程

(重庆交通大学，重庆 400074)

前言

中国每年产生的废旧橡胶日益增多，其中大部分应用于路面工程，随着各国经济的迅速发展和人民生活水平的提高，各国对橡胶颗粒的需求会逐渐增多，我国橡胶颗粒市场将会得到迅猛发展，橡胶沥青在我国的规模化应用将为时不远。

1、橡胶颗粒级配设计

1.1 橡胶颗粒筛选。不同轮胎生产出的橡胶颗粒的基本性质有很大差异，对于掺加橡胶颗粒的沥青混合料，因为橡胶性质和掺加量的不同，沥青混合料的性质也会产生较大的差异。本文试验选取2～4mm 与3～5mm 两种粒径范围进行试验［1］。

1.2 级配组成设计。参考规范进行沥青混合料配合比设计，由于橡胶颗粒密度和质量较小，橡胶颗粒之间会出现相互挤兑现象，掺加该橡胶颗粒的混合料稳定性较差。最后决定采用AC-13 的间断级配沥青混合料进行试验研究。查询相关规范文献，沥青混合料设计主要通过孔隙率这个指标确定沥青用量，且最佳空隙率为4.5%。

为使集料作为主骨料的嵌挤能力能够得到发挥，选取主骨料空隙填充法进行相关试验。沥青混合料矿料的合成级配见表1，橡胶颗粒用量为3.5%;矿粉用量为9%;油石比为6.5%。

1.3 指标检测。参照已有的研究成果和施工技术规范，对AC-13 沥青混合料VV、VMA、VFA 等指标进行一系列检测，得到各项检测指标如表2。

表1 AC-13 矿料级配表

表2 AC-13 各项检测指标

1.4 试件成型。沥青混合料的成型方法包括旋转压实成型和马歇尔击实震动，通过查阅相关文献，就掺加橡胶颗粒沥青混合料，只进行一次成型工艺，达不到理想的压实效果，较难成型沥青混合料，空隙率较高。要达到较好的密实状态，采用二次成型方法进行试验，即马歇尔击实与振动组合成型。

2、路用性能的评价

2.1 高温稳定性能。参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)》［5］一般通过车辙试验测定45min和60min 车辙，并计算得出动稳定度DS 作为沥青混合料高温稳定性的评价指标，经参照规范试验得出结果见表3。

表3 沥青混合料高温稳定性车辙试验结果

通过对试验结果进行分析，掺加橡胶颗粒的沥青混合料的平均动稳定度为1349 次·mm-1，而普通沥青混合料的平均动稳定度为1138 次·mm-1。证明掺入橡胶颗粒后，沥青混合料的抗车辙性能得到较大提高。分析车辙试验数据可以看出，在45min 和60min时，橡胶颗粒沥青混合料相对变形量均略小于普通沥青混合料，证明在沥青混合料中掺加橡胶颗粒有助于其高温稳定性的提高。

2.2 低温抗裂性能。现针对沥青混合料低温性能评价指标并不太完善，各式的试验方法会得出不同的低温破坏强度，参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程 (JTGE20-2011)》［5］本文选用采用低温小梁弯曲试验对沥青混合料的低温性能进行探究，经试验得出结果见表4。

表4 低温抗裂性试验结果

通过对试验数据进行分析，掺加橡胶颗粒的沥青混合料的平均弯拉强度为6.2MPa，而普通沥青混合料的平均弯拉强度为7.3MPa，橡胶颗粒的沥青混合料较低。橡胶颗粒的沥青混合料平均弯拉应变为2.827，平均劲度模量2439MPa，相较于普通沥青混合料皆有所降低，证明了在低温时橡胶颗粒沥青混合料柔性得到小幅度提高，低温抗裂性能随之有较高的改善［4］。

2.3 水稳定性能。参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)》测定沥青混合料抵抗水损害性能［5］，本文选取冻融劈裂试验进行研究水稳定性能，试验结果见表5。