基于SHRP试验的高掺量橡胶沥青再生混合料路用性能研究

2020-12-03包启云刘国涛

江西建材 2020年11期

包启云，刘国涛

云南省建设投资控股集团有限公司,云南昆明 650501

0 引言

橡胶沥青因其优异的高温性能和回收利用废旧资源，被广泛用于公路抗车辙路段。常用橡胶沥青胶粉掺量15%左右，而高掺量橡胶沥青胶粉掺量在25%以上。加大胶粉用量，增加了废旧资源利用率，但对沥青性能有一定的影响。高温性能是沥青胶结料路用抗车辙主要评价指标之一。对于改性沥青，由于改性剂的加入，常用评价高温性能指标对改性沥青敏感性差。美国SHRP 规范［1］中提出采用动态剪切流变仪（DSR）评价沥青混合料高温性能。通过重复蠕变试验评价重复加载-卸载条件下高掺量橡胶沥青高温性能。并通过试验段车辙试验分析再生混合料高温性能。

1 试验方案

1.1 高温性能试验

1.1.1 动态剪切流变（G*/sinδ）

采用动态剪切试验分析原样沥青及RTFOT 后残留沥青性能［2］。以车辙因子（G*/sinδ）作为评价指标。车辙因子反映的是沥青抗永久变形性能。其值越大，高温流动变形越小，高温性能越好。

1.1.2 重复蠕变试验

重复蠕变试验采用加载1s，恢复9s 的重复加载，进行100 次循环加载［3］。采用蠕变劲度粘性部分评价改性沥青高温性能。

1.2 低温性能

SHRP 规范采用弯曲梁蠕变试验（BBR）评价沥青的低温性能。BBR 试验温度-10℃。

并以弯曲蠕变劲度模量和蠕变曲线斜率指标评价沥青低温性能。

1.3 疲劳性能

SHRP 规范采用RTFOT+PAV 长期老化后的车辙因子评价抗疲劳性能。SHRP 规范要求车辙因子不超过5MPa，车辙因子越小抗疲劳性能越好［4］。

2 试验结果分析

2.1 高温性能

2.1.1 动态剪切流变试验

不同种类沥青老化前后动态剪切试验的车辙因子和疲劳因子见表1 所示。

由表1 可得，老化前后两种沥青的高温性能规律一致，即高掺量橡胶沥青最好，SBS 改性沥青次之。两种改性沥青均满足SHRP 规范中胶结料要求，但高掺量橡胶沥青高温性能更优。

表1 车辙因子结果

2.1.2 重复蠕变试验结果

通过对70#基质沥青、高掺量橡胶沥青和SBS 改性沥青进行重复蠕变试验［5］，评价不同种类沥青高温性能。试验结果见表2 所示。

表2 不同种类沥青重复蠕变试验

由表2 试验结果可知：高掺量橡胶沥青蠕变劲度粘性部分Gv 最大，远高于基质沥青和SBS 改性沥青。从累计变形增长率可知，高掺量橡胶沥青和SBS 改性沥青k 值远小于基质沥青，而高掺量橡胶沥青k 值则远小于SBS 改性沥青。k 值越大则残留变形累积越快，试件发生车辙的可能性就越大。由此说明在加载—卸载循环过程中，橡胶沥青累计变形增长较慢，具有良好的抗车辙性能。

累计变形反映重复加载后总残留应变大小，其值越小，则高温性能越好。高掺量橡胶沥青累积变形远小于SBS 改性沥青和基质沥青。仅从累计变形考虑，与高掺量橡胶沥青相比，SBS 改性沥青高温性能较差。

卸载过程中高掺量橡胶沥青和SBS 改性沥青大部分变形都能恢复，而基质沥青的变形则难以恢复。残留变形率越小则沥青变形恢复能力越强，高温性能越好。由此说明，两种改性沥青均比基质沥青有更好的变形恢复能力。

通过重复蠕变试验四种评价指标结果，与SBS 改性沥青相比，高掺量橡胶沥青高温性能更优。在同样加载条件下，高掺量橡胶沥青总变形小，变形恢复能力好，残余变形小，具有优异的高温性能。