轮胎胶粉改性沥青混合料配合比设计与性能评价

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1、万方数据第29卷第3期209年6月中外公路213文章编号：1671--2579(2009)03--0213--03轮胎胶粉改性沥青混合料配合比设计与性能评价刘盛春1，阎立峰1．姜鹏2。王小强3。张锋2(1．天津市高速公路投资建设发展公司，天津市300384；2．重庆智翔铺道技术工程有限公司；3．四JII新筑路业发展有限公司)1前言摘要：介绍了京津高速公路东延工程橡胶沥青混合料面层(AsphaltRubberConcrete，简称ARC)的配合比设计，采用间断级配的ARC13混合料各项性能均能满足设计要求。通过A

2、RC13与普通AC13、oGFC13级配的对比分析，说明橡胶沥青混合料适宜采用间断级配，并列举一些工程实例，说明橡胶沥青混合料采用间断级配的普遍性。关键词：改性沥青；橡胶粉；间断级配；配合比设计废旧轮胎橡胶粉改性沥青在我国已经得到越来越广泛的应用，它不但可以改善沥青的高低温性能，减缓沥青路面裂缝的出现，提高路面的抗老化能力和路面使用寿命，而且可以为废旧轮胎橡胶的回收利用、保护环境做出贡献。在石油资源严重匮乏的今天，橡胶粉改性沥青的应用对于一个国家不仅具有经济效益，而且具有相当重要的战略意义。如美国为促进橡胶粉在

3、沥青中的应用，从1994年起，法规便要求凡使用联邦经费的热拌沥青混合料都必须以5％的经费用于废胶粉改性沥青混合料，以后每年增加5％，直至1997年达20％。据STMC统计，到1997年橡胶粉改性沥青已消耗了8000万t废轮胎。天津京津高速公路东延工程路面结构采用8cm厚Sup25+6cm厚橡胶粉改性沥青ARC20中面层+4cm厚橡胶粉改性沥青ARC13表面层。本文主要介绍面层ARC13的配比设计，为将来橡胶沥青混合料的配比研究积累经验。2原材料本工程橡胶沥青路面面层ARC13由于直接承受汽车荷载和摩擦作用，采用

4、性能优良的玄武岩矿料。粗集料采用河北张家口产玄武岩碎石，细集料采用河北张家口产玄武岩机制砂，矿粉采用天津蓟县产石灰石矿粉，基质沥青采用山东滨州重交708沥青，橡胶粉采用道路专用橡胶粉。工程所采用的各种原材料的检测结果均能满足《公路工程沥青路面施工技术规范》(JTGF40一2004)的技术要求。本工程采用四川新筑路业公司生产的橡胶粉改性沥青。它是利用废旧轮胎橡胶粉(20～60目)在高温条件下(180℃以上)与基质沥青充分融胀反应形成的改性沥青胶结材料。表1为橡胶粉改性沥青的技术要求与试验结果。表1橡胶沥青的技术要

5、求与试验结果橡胶粉在高温条件下吸收沥青中的轻组分体积融胀，使得沥青增加粘度，温度敏感性得到显著改善。同时，在融胀过程中胶粉颗粒发生降解脱硫，胶粉中的抗老化剂、炭黑及其他活性成分进入沥青胶体体系，使沥青温度稳定性、老化性能得到改善和提高。如表1所示，废橡胶粉加入基质沥青后，其软化点提高了13．5℃，针入度降低了20(0．1mm)，高温性能得到一定增强。废胎胶粉改性沥青在常温或常温以下时，胶粉颗粒在沥青中起到加劲作用，使沥青的低温抗裂性得到提高。收稿日期：2008—08—29作者简介：刘盛春，男，硕士．工程师．E-

6、-mail：zei'en--2002@163．coln万方数据214中外公路第29卷3配合比设计3．1级配设计由于结合料橡胶沥青的特殊性，橡胶沥青多采用间断级配或开级配。对比ARC13与密级配AC13和开级配OGFC13的级配设计范围(图1)，ARC13级l∞．080．0N运-60．O謦40．020．00．O1613．2934．752．361．18o．6o．3o．15o．075粒径，衄围lARC13与不同类型路面矿科级配对比配表现出明显的间断级配的特点。采用间断型密级配混合料，由于这种矿质混合料断去了中间尺寸(

7、一般2．36,---4．75ram)粒径的集料，既有较多数量的粗集料可以形成空间骨架，同时又具有相当数量的细料，橡胶颗粒融胀后填密骨架的空隙，形成“密实一骨架”结构，有利于提高混合料的高温稳定性。橡胶粉改性沥青路面面层ARC13采用间断级配，各档集料为10～15mm、5～10mitt、0～3mm和矿粉，由于橡胶沥青混合料级配设计范围较窄，本工程并没有按照传统方法选择3条设计曲线，而是直接根据以往工程实施经验，利用生产矿料直接拟合出目标级配。配比设计结果见表2。3．2最佳油石比确定根据经验和以往工程实践，对于AR

8、C13混合料，以6．5％的油石比为中心，分别进行了6．5％土0．5％共5种油石比的检测，马歇尔试验结果见表3。衰2ARC13配比设计结果寰3不同油石比条件下马歇尔试验结果由表3结果可知，根据密度与油石比关系拟合曲线分析，密度最大时的油石比为6．7％，稳定度最大值时的油石比为6．7％，根据实践经验，兼顾高温、低温性能和水稳性能，将空隙率控制在3．8％，并由此确定最佳油石比为6．7％。3．