橡胶沥青Superpave混合料设计与老化规律研究.pdf

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1、◎一一一一橡胶沥青r、SuperpaVe混合料设计与老化规律研究黄荣华，韩鹏，朱富万(苏交科集团股份有限公司，江苏南京211112)摘要：通过采用Superpave设计方法对橡胶沥青混合料进行了设计，并对AC型沥青混合料进行了对比研究t此外通过多种试验手段对橡胶沥青混合料经短期老化后的体积指标与性能指标进行分析研究，模拟施工过程中短期热老化对橡胶沥青混合料产生的影响。研究结果表明：橡胶沥青Sup-20混合料的高温性能与低温劲度模量明显高于采用同种原材料设计的橡胶沥青AC一20混合料；橡胶沥青混合料短期老化后体积指标出现明

2、显变化，空隙率变大，沥青饱和度降低，并导致混合料的水稳性与低温性能下降，高温性能提升。关键词：superpave；橡胶沥青混合料设计；路用性能；老化特征0引言Superpave设计方法是美国SHRP计划的主要研究成果，能够显著改善沥青混合料的骨架嵌挤结构，提升沥青混合料的路用性能，同时橡胶沥青采用胶粉对基质沥青进行改性，高温性能提升明显，并且优于SBS改性沥青¨。4]，因此采用superpave设计橡胶沥青混合料能够综合两种技术的优势，对于大幅度提升沥青混合料的路用性能具有重要意义。此外热拌沥青混合料经历的储存、运输、压

3、实过程，实际上是一个热老化的过程，这个老化过程，会影响沥青混合料的体积参数与路用性能∞_6]。而橡胶沥青由于胶粉颗粒的存在，与普通的改性沥青差异较大，因此需要对橡胶沥青老化后对混合料产生的影响进行研究。本文基于superpave设计方法，对成品橡胶沥青混合料进行了配合比设计，并与AC型沥青混合料进行了性能对比，此外针对橡胶沥青混合料进行体积指标与路用性能的老化特征研究，为混合料设计方法与现场施工质量控制提供参考。1原材料本课题研究选用的成品橡胶沥青产自江苏天诺，常规性能指标见表1。表1成品橡胶沥青常规性能指标试验项目单位

4、试验数值技术要求针人度(25℃．100g，5s)O．1mm5635～65针人度指数P1～O．1延度(5℃，5cm／min)Cm25软化点TR＆B℃89《60旋转黏度(177℃)Pa·s1．31．O～4PG等级PG82—28质量变化％一O．30一O．8～+O．8旋转薄膜加热残留针入度比92．2试验(RTFOT)残留延度(5℃)Cm8《5对原材料进行沥青混合料配合比设计，本文以Sup20作为试验级配，采用旋转压实方法设计，设计结果如表2～表4所示。表2Sup20沥青混合料合成级配筛孔／mm25．O19．O12．59．54．7

5、52．361．18O．6O．30．15O．075合成级配10092．576．864．939．123．715．511．O7．66．14．5表3选定级配体积指标体积指标沥青用量试件毛体积计算理论最大空隙率矿料间隙率饱和度级配／％相对密度W／％、，MA／％VFAf％选定级配4．72．4152．5144．O13．O69．5收稿日期：2017一07—2960上踢么绦N0．42017表4AC20沥青混合料合成级配◎筛孔／mm26．519．016．O13．29．54．752．361．180．6O．30．150．075合成级配10091

6、．987．479．654．436．123．614．911．28．76．75．92不同级配混合料性能对比2．1水稳定性能根据设计油石比及选定级配进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验(T283试验)来检验设计沥青混合料的水稳定性能。试验结果分别见表5和表6。表5浸水马歇尔稳定度试验结果级配非条件(O．5h)条件(48h)残留稳定度类型空隙率／％稳定度／kN流值／O．1mm空隙率／％稳定度／kN流值／o．1mmMS0／％要求／％TBAR—Sup205．315．0230．25．313．5935．690．5≥85TBAR—AC204．

7、614．1927．O4．512．7231．289．6表6冻融劈裂试验结果非条件条件级配劈裂强度比空隙率劈裂强度空隙率劈裂强度要求／％试验方法类型TSR／％／％／MPa／％／MPaTBAR—Sup206．9O．82786．9O．671l81．1AASHTOT283≥80TBAR—AC205．81．12755．7O．970886．1T0729从表5中可以看出，TBAR—Sup20采用马歇尔击实成型后空隙率由4．o％增加到5．3％，已高于TBAR—AC20的4．6％，但TBAR—Sup20的稳定度、流值、残留稳定度均高于TBA

8、R—AC20。表明采用旋转压实方法设计的橡胶沥青混合料在浸水马歇尔试验中明显优于传统AC型沥青混合料。从表6中可以看出，两种类型橡胶沥青混合料的冻融劈裂强度比均符合技术要求。但由于采用的试验方法不同，难以比较TBAR—Sup20与TBAR—AC20之间的优劣。2．2高温稳定性能在60±1℃，0．7±o．05MPa条件