废旧橡胶粉掺量对橡胶沥青高低温及疲劳性能影响研究.pdf

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1、2015年4月石油沥青PETROLEUMASPHALT第29卷第2期废旧橡胶粉掺量对橡胶沥青高低温及疲劳性能影响研究余波，施晓强，陈钒，计月华(1．中电建路桥集团有限公司，南京210019；2．南京工业大学，南京210019；3．中水电南京工程勘察设计有限公司，南京210019；4．南京东道路桥工程技术咨询有限公司，南京210019)摘要：为分析橡胶粉掺量对橡胶改性沥青高低温及疲劳性能的影响，选取三种橡胶粉掺量(16％、20％及24％)对基质沥青分别改性。对不同掺量下的橡胶沥青进行动态剪切流变(DSR)及弯曲梁流变(BBR)试验，

2、并与基质沥青及SBS改性沥青对比。试验结果表明，橡胶沥青的高温性能优于基质沥青及SBS改性沥青，低温性能虽不如SBS改性沥青，但强于基质沥青。至于疲劳性能，试验表明当橡胶粉掺量为20％时，其疲劳因子最低，疲劳性能最优。关键词i废胶粉橡胶沥青流变性能动态剪切疲劳性能1研究目的及意义其性能指标检测结果见表1。近年来，随着河南省经济的发展和交通量的表170号道路石油沥青性能指标增加，沥青路面病害之一——裂缝越来越多。在郑州，传统半刚性基层路面产生温度收缩裂缝的现象越发增多，在车辆荷载的反复作用下又会反射到路面上来，形成反射裂缝。为了克服

3、这种困难，郑州三环快速化工程采用加铺橡胶沥青应力吸收层技术，以减缓反射裂缝的产生与扩展。本试验以上述工程项目为依托，对不同掺量下的橡胶沥青高低温及疲劳性能进行全面分析，并将其同基质沥青及SBS改性沥青对比，优选出综合性能最佳的橡胶沥青应用到实际工程中。目前，相关研究表明，橡胶沥青的废旧橡胶粉掺量一般要大于15％，．橡胶沥青性能较优。但是，废旧橡胶粉掺量何时性能最佳并没有明确的文献或规范可依，其规律也少有研究，因此，2．1．2橡胶粉本试验即对橡胶粉掺量的影响进行分析，总结规本试验所采用的橡胶粉为货车车胎20目胶律，为项目研究做铺垫。

4、粉，因为有研究表明货车轮胎胶粉含有更多的天2试验方案研究2．1试验材料收稿日期：2014-08-26。2．1．1基质沥青作者简介：余波(1978一)，男，东南大学博士后，南京工本试验所采用的沥青为70号道路石油沥青，业大学副教授，道路桥梁专业。第2期余波，等．废旧橡胶粉掺量对橡胶沥青高低温及疲劳性能影响研究3l然橡胶，其改性效果优于小车轮胎。国内外研究它们的高低温性能及疲劳性能，总结规律，选取显示橡胶粉掺量一般占沥青质量的20％左右，最佳的橡胶粉掺量应用于郑州项目中，也为后续故本次试验采取16％、20％及24％三个掺量作橡胶沥青混

5、合料研究提供理论基础。为对比研究。表2是橡胶粉筛分情况，满足美国亚利桑那州橡胶沥青的规定(技术要求指参照美国亚利桑那州橡胶沥青的规定)。表2橡胶粉筛分结果2．1．3SBS改性沥青图1橡胶沥青制备过程SBS改性沥青采用表1的基质沥青改性，实3DSR试验及结果分析测其性能与技术要求见表3。动态剪切流变试验(DSR：DynamicShear表3SBS改性沥青基本性质Rheometer)是美国SHRP(StrategicHighwayRe．searchProgram)规范中的试验。它可以测量不同温度下沥青胶结料的复数模量G’及相位角，其中

6、G／sin6为车辙因子，某一温度下沥青的G’／sir~越大，表明沥青的抗车辙能力越强，高温性能越好。而经旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)及压力老化(PAV)之后的试样，常温条件下的G‘sin8可以表征沥青的抗疲劳能力，其值越小，抗疲劳能力越强。SHRP规定了对于未老化沥青(即原样沥青)，要求G’／sin6≥1kPa；对经RTFOT的沥青，要求G／sire5≥2．2kPa；对经PAV的沥青，要求Gsin6≤5000kPa。本研究对上述三种不同种类的沥青及三个掺量下的橡胶沥青分别进行了原样、短期及长期老化后沥青2．1．4橡胶沥青的DSR

7、试验，参照规范T0628—2011进行，具本橡胶沥青由上述基质沥青和橡胶粉制备，体结果如表4所示。采用油浴加热，油浴采用电子温控仪自动控温，由表4可以看出，在同一温度同样的沥青状温度为175℃±5℃，采用叶片式搅拌设备，搅态下，橡胶沥青的车辙因子大于基质沥青及SBS拌速度为1000r／min左右，搅拌时间为60rain。改性沥青的车辙因子，并且随橡胶粉掺量的增加橡胶沥青拌和设备如图1。更加增大，说明橡胶沥青高温性能最好，强于2．2试验方法SBS改性沥青和基质沥青；短期老化后，所有的本试验通过图1方法制备不同掺量下的橡胶沥青车辙因子

8、都变大，即老化后高温性能提升明沥青，通过动态剪切流变及小梁弯曲流变试验测显。试验中的沥青除了基质沥青在短期老化后试它们的车辙因子、疲劳因子、劲度模量．s及m82℃时车辙因子达不到2．2kPa之外，其他均满值，并同基质沥青及SBS改性沥青对比，分析足