橡胶沥青混合料性能

2016-12-18刘典

四川水泥 2016年3期

关键词：橡胶粉胶粉马歇尔

刘典

（广州广大工程检测咨询有限公司广东广州 510006）

橡胶沥青混合料性能

刘典

（广州广大工程检测咨询有限公司广东广州 510006）

本文采用废胎胶粉对沥青进行改性，利用CAVF法设计其级配，从而设计出RAC-13橡胶沥青混合料，按规范要求，进行马歇尔、车辙及冻融劈裂试验，试验结果表明：橡胶粉极大改善了沥青的性能，混合料具有较高的强度和高温性能及抗水稳定性。

橡胶沥青；废胎胶粉；高温性能；水稳定性

将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生处理方法，其中废轮胎胶粉应用在公路行业是废旧轮胎处理的主要途径之一。橡胶沥青的出现，可以对废弃轮胎进行“有效利用”。利用橡胶本身特有的弹性和吸音特性，施工成的沥青路面可降低路面行车噪音3～6个分贝。此外由于橡胶沥青混合料具有均衡的高低温性能和良好的抗疲劳性能，采用橡胶沥青混合料可延长沥青路面的使用寿命、减少或减缓反射裂缝的发生。

本文以橡胶粉改性后的沥青为胶结料，采用 CAVF法进行级配设计，成型马歇尔和车辙试件并进行马歇尔、车辙及冻融劈裂试验，对橡胶沥青混合料的高温及水稳定性能进行研究。

1、原材料

基质沥青采用泰普克70号沥青，废胎胶粉为60目斜交胎胶粉，废胎胶粉的用量为基质沥青用量的 18%。参照国内外常规配制方法，在配制橡胶沥青前，先将基质沥青加热到 190℃，然后在往热沥青里面倒入橡胶粉时，用搅拌装置对热基质沥青进行简单搅拌，并形成一个漩涡液面，再倒入橡胶粉，边倒边搅拌。控制在5min内将全部橡胶粉倒入到热基质沥青中，并用搅拌装置不停地搅45min，即可完成橡胶沥青的配制。

集料采用石灰石，矿粉则是由优质的石灰石磨成。沥青及集料和矿粉都符合公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)的相关规定。

2、级配设计

表1 混合料级配组成

采用CAVF法进行橡胶沥青混合料的级配设计，结果见表1所示。沥青混合料的最佳油石比为6%，矿粉用量3%。

3.性能试验

表2 马歇尔试验结果

3.1 马歇尔试验

马歇尔试验是以测定稳定度、流值、马歇尔模数等指标，成型标准试件后，在规定温度及规定加载速率下，试件在马歇尔试验仪中出现的最大破坏值，流值反映的则是最大破坏荷载时的最大垂直变形值。

按公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20-2011）规定成型马歇尔试件，并进行试验，试验温度为60℃，试验结果则如表2所示。

4.5 18.2 68.3 13.5 26.5

由上表可知，橡胶沥青混合料的各项指标均满足规范要求，同时橡胶沥青混合料有较高的强度，橡胶粉的掺入提高了材料的强度及其高温稳定性。

3.2 车辙及冻融劈裂试验

国内外工程经验表明，马歇尔试验指标只是经验性指标，存在一定的局限性，不能准确的预估沥青混合料的高温性能，因此本研究除进行马歇尔试验外，还以车辙试验评价橡胶沥青混合料的高温性能。车辙试验是模拟车辆轮胎在沥青路面上以一定速度行驶滚动形成车辙的试验方法，该方法试验结果比较直观，且与路面车辙深度存在一定的相关性。

冻融劈裂试验是在规定的温度、时间等条件下对沥青混合料试件进行冻融循环，通过测定试件在冻融前后的劈裂破坏强度比来表征沥青混合料的水稳定性。冻融劈裂试验的试验条件是将实际沥青路面受到的水损害集中、强化，以达到模拟路面长期受水损害的实际效果，因此其试验条件较一般的浸水试验要苛刻，试验结果较为客观，与实际情况也较为吻合。因此以冻融劈裂试验评价橡胶沥青混合料的高温性能

按规范规定，成型车辙及冻融试件，并进行车辙及冻融劈裂试验，试验结果为动稳定度5120次/mm，残留强度比89.7%。

车辙试验的动稳定度指标可以很好的反映橡胶沥青混合料的高温稳定性，由试验结果可知，橡胶沥青混合料指标远超过规范中规定的，夏炎热区大于等于3000次/mm的要求。一般来说，沥青混合料的高温稳定性受混合料的骨架结构及胶结料的用量类型等影响比较大，胶粉与沥青质的结合，有效提高了橡胶沥青混合料的高温稳定性能，本文设计的RAC-13橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性。

冻融疲劳强度比可以很好的反映沥青混合料的水稳定性能，该值越高，说明混合料的水稳定性越好，抗水损害能力越强。橡胶粉的加入，改善了沥青组分结构，在增加强度的同时，提高其抗水稳定性能。由试验数据可知，本文设计的RAC-13具有很好的水稳定性。