路面混合料用橡胶沥青性能的研究

2017-07-20

四川水泥 2017年6期

（西安市市政设施管理局西安市 710016）

路面混合料用橡胶沥青性能的研究

蒋曦

（西安市市政设施管理局西安市 710016）

通过研究搅拌方式、温度、橡胶粉目数和掺量对橡胶沥青性能的影响，探究橡胶沥青性能的变化规律，研究结果表明：在橡胶沥青生产方面，推荐采用高速搅拌方式，生产温度控制在185℃~195℃之间，采用40目~80目胶粉(特别推荐40目)，掺量在22%~24%之间(40目胶粉)，搅拌时间宜在1h左右。

公路工程；橡胶沥青；性能研究

橡胶沥青是由沥青、回收轮胎橡胶及一定的添加剂组成的混合料，其中胶粉的含量不少于总质量的15%（内掺），且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并溶胀。回收废旧轮胎橡胶粉主要的化学成分还是天然橡胶和合成橡胶(如丁苯橡胶、顺丁橡胶),还有硫、碳黑、氧化硅、氧化铁、氧化钙等添加剂成分。这些成分都是良好的沥青改性剂,能够改善沥青的高低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能,起到减薄路面、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝、减轻行车噪声、优良的冬季柔性等作用[1]。据测算，每公里高速公路（1层）至少消耗4000～5000条废轮胎，而以4000～5000km单层橡胶沥青混凝土来计算，则消耗约2000万条，由于大量的消耗了废旧轮胎，橡胶沥青及其相关技术是值得倡导的环保节能技术。

在橡胶沥青技术的应用推广中，橡胶沥青的性能直接影响着橡胶沥青混合料的路用性能。本文通过参考国内外研究资料制定橡胶沥青性能试验方案，分析了橡胶沥青加工工艺、胶粉目数、掺量等因素对橡胶沥青性能的影响，为橡胶沥青的推广应用提供技术参考。

一、搅拌温度对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#沥青。

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的40目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将40目橡胶粉与沥青（按质量比为18：100）在不同温度下搅拌50min发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

粘度取对应50%扭矩时的值。试验结果表明，橡胶沥青的感温性、弹性恢复以及粘度均随着搅拌温度的升高先增加后降低，因此存在一个最佳搅拌温度范围。考虑到室内试验和实际生产的误差性，将橡胶沥青生产时的搅拌温度限定在185℃~195℃。

二、胶粉目数对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#沥青

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的30、40、60、80目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将不同目数的橡胶粉与沥青（按质量比为22：100）在190℃温度下搅拌50min发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

试验条件除胶粉目数不同外，其他条件均相同。试验结果表明，基质沥青中加入橡胶粉后可以大幅改善其感温性能，并且在40目时达到峰值。试验结果表明随着胶粉粒径的减小，延度和粘度均呈现先增加后减小的趋势。因此，适宜湿法采用的胶粉目数应选择在40~80目之间。但是从桥面铺装沥青的技术要求、工地施工的和易性以及工程造价等方面，选择40目的胶粉的性价比更高。

三、胶粉掺量和搅拌时间对橡胶沥青性能的影响

1、原材料

基质沥青：埃索A-90#沥青

橡胶粉：陕西西安长大华础公司生产的40目斜交胎废胶粉。

2、试验方案

将不同掺量的40目橡胶粉与沥青在190℃温度下分别搅拌0.5h、1h、1.5h、2h发育制成橡胶沥青，检测各项性能指标。

3、试验结果分析

测试结果见图1~图3(试验条件除胶粉掺量和搅拌时间不同外，其他条件均相同)。

试验结果表明，基质沥青中加入橡胶粉后可以改善基质沥青的感温性和弹性恢复，并且随着胶粉掺量和搅拌时间的延长，这种对PI和弹性恢复的改善将明显增加。结果表明，随着掺量的增加，高温性能得到了很大改善，但是随着搅拌时间的延长，软化点均呈现小将的趋势。结果表明，随着掺量的增加，粘度基本增加的趋势，并且搅拌时间的延长，在大掺量情况下粘度下降的幅度更大。

因此，在胶粉掺量较大的情况下，橡胶沥青达到较佳的性能需要较长的搅拌时间从而得到充分溶胀，但是从橡胶沥青性能随时间增加的变化过程以及工地施工的经济性，过大的掺量又不符合实际。过小的掺量虽然能够在短时间内使胶粉得到充分溶胀，但是某些性能可能达不到规范要求。