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1、橡胶沥青混合料设计和路用性能 摘要:文章分析了采用马歇尔方法和旋转压实方法设计了两种橡胶沥青混合料,并通过室内试验研究了两种沥青混合料的路用性能。发现两种沥青混合料的性能均能满足规范要求,其中混合料具有更好的嵌挤性能、高温抗车辙能力、低温抗裂能力。同时,与普通改性沥青混合料对比发现,橡胶沥青混合料具有更优越的抗疲劳性能。关键词:橡胶沥青;混合料设计;路用性能中图分类号：TF526文献标识码：A橡胶沥青是一种减少“黑色”环境污染的有效办法。它主要是通过一定的生产工艺将橡胶粉加入沥青当中,形成一种以橡胶粉为改性剂的改性沥
2、青,在国外已在混合料、应力吸收层、封层等方面得到一定范围的应用。由于橡胶沥青结合料中掺入的橡胶粉含量较大(一般要在15%以上),所以能够有效地利用废旧轮胎资源,显著减少了环境污染并节约工程材料。橡胶沥青不但在环境保护方面独树一帜,且具有优良的稳定性、耐久性以及抗滑降噪能力,因而得到了广大道路工作者的足够重视[1-8]。我国对橡胶沥青的研究主要在近十年发展较大。目前该技术已日趋成熟,应用日益广泛,表现出广阔的应用前景。1原材料51.1橡胶粉本文采用货车车胎20目橡胶粉,检测密度为1．15g/cm3,满足1．10g/cm3
3、~1．20g/cm3要求,其含水率为016%,现场筛分结果如表1所示。1.2集料与基质沥青本文采用玄武岩集料,各项指标均满足规范要求。基质沥青采用中海油AH-70基质沥青技术指标如表2所示。表2基质沥青检测结果1.3橡胶沥青本文通过室内拌和制备了橡胶沥青,制备条件为温度177℃,搅拌速度为1000转/min左右,搅拌60min。橡胶粉掺量为17．5%,制备的橡胶沥青性能试验结果见表3。表3橡胶沥青检测结果2配合比设计目前国内外橡胶沥青混合料有不同的设计方法和级配要求,且不同方法之间的差异较大。本文在国内外调研的基础上,
4、分别采用马歇尔方法和旋转压实方法设计上面层AC-13橡胶沥青混合料,对比不同方法设计的混合料指标及路用性能之间的差别。2.1马歇尔设计方法2.1.1选择矿料级配5美国亚历桑那州主要采用马歇尔方法进行橡胶沥青混合料设计,本文首先根据该方法及指标设计混合料,称之为AR-AC13Ⅰ,初选级配及相应体积指标见表4和表5。表4AR-AC13Ⅰ配合比设计初试级配表5各级配混合料体积指标根据试配情况,采用我国的集料,按照亚历桑那州级配范围设计的级配很难满足其孔隙率(5．5±1%)要求。因此本文增加了1#料和4#料的用量,如级配2和3
5、所示,其孔隙率基本满足要求。综合考虑孔隙率和级配组成,最终选择级配3作为设计级配。3路用性能试验研究3.1嵌挤性能进行了两种级配的粗集料松方密度试验,得到粗集料骨架的松方间隙率VCADRC,试验结果列于表6,表中同时列出了两种混合料的粗集料骨架间隙率VCAmix。根据试验结果,AR-AC13Ⅱ的VCAmixVCADRC,说明其中2．36mm及其以下的部分起到了一定的干涉作用,影响了粗集料的嵌挤,可能会影响混合料的高温性能。表6粗集料骨架的松方间隙率试验结果3.2高温稳定性采用车辙试验来对比两种橡胶沥青混合料的高温稳定性
6、能,试验结果见表7。表7车辙试验结果5由表7可以看出,AR-AC13Ⅱ比AR-AC13Ⅰ的动稳定度要高35%左右,说明前者具有更好的抗车辙性能。根据嵌挤性能分析,AR-AC13Ⅱ的VCAmixVCADRC,说明对于设计的橡胶沥青混合料,Ⅰ型混合料中细集料太多,从而形成对粗集料的干涉作用,混合料的骨架结构不如Ⅱ型,因此Ⅱ型混合料具有更好的抵抗高温变形的能力。3.3低温抗裂性采用低温小梁弯曲试验来对比两种橡胶沥青混合料的低温抗裂性能,试验结果见表8。表8小梁弯曲试验结果从表8可以看出,AR-AC13Ⅱ的抗弯拉强度和破坏应变
7、都比AR-AC13Ⅰ要高,说明前者的低温抗裂性能较优。由于AR-AC13Ⅱ具有较好的嵌挤性能,能够更好地分散荷载作用,所以表现出更高的强度,同时AR-AC13Ⅱ采用略高的油石比,能更好地适应变形,因而破坏应变较大。4结语总之，文章分别采用马歇尔方法和旋转压实方法设计了上面层AC-13橡胶沥青混合料,并通过室内试验研究了两种沥青混合料的路用性能。综合混合料的嵌挤性能分析、车辙试验、低温弯曲试验等结果,发现AR-AC13Ⅱ型混合料与AR-AC13Ⅰ型混合料的抗水损害性能比较接近,5而Ⅱ型混合料具有更好的嵌挤性能、高温抗车辙
8、能力、低温抗裂能力和抗疲劳性能。从配比优化的角度分析,Ⅱ型混合料骨架结构更为嵌挤,因而具有更好的高温抗变形能力。同时,Ⅰ型混合料的沥青用量略高,从而提高了低温变形能力和抗疲劳性能参考文献[1]许勇,张强,王传峰1间断级配橡胶沥青混合料设计与性能分析[J]1城市道桥与防洪,2009,7:52-541[2]商淑杰1温拌橡胶沥青结合料及
