路面混合料用橡膠瀝青性能的研究

（西安市市政設(shè)施管理局 西安市 710016）

路面混合料用橡膠瀝青性能的研究

蔣 曦

（西安市市政設(shè)施管理局 西安市 710016）

通過研究攪拌方式、溫度、橡膠粉目數(shù)和摻量對橡膠瀝青性能的影響，探究橡膠瀝青性能的變化規(guī)律，研究結(jié)果表明：在橡膠瀝青生產(chǎn)方面，推薦采用高速攪拌方式，生產(chǎn)溫度控制在185℃~195℃之間，采用40目~80目膠粉(特別推薦40目)，摻量在22%~24%之間(40目膠粉)，攪拌時(shí)間宜在1h左右。

公路工程；橡膠瀝青；性能研究

橡膠瀝青是由瀝青、回收輪胎橡膠及一定的添加劑組成的混合料，其中膠粉的含量不少于總質(zhì)量的15%（內(nèi)摻），且要求橡膠顆粒在熱瀝青中充分反應(yīng)并溶脹?；厥諒U舊輪胎橡膠粉主要的化學(xué)成分還是天然橡膠和合成橡膠(如丁苯橡膠、順丁橡膠),還有硫、碳黑、氧化硅、氧化鐵、氧化鈣等添加劑成分。這些成分都是良好的瀝青改性劑,能夠改善瀝青的高低溫性能、抗老化性能、抗疲勞性能,起到減薄路面、延長路面使用壽命、延緩反射裂縫、減輕行車噪聲、優(yōu)良的冬季柔性等作用[1]。據(jù)測算，每公里高速公路（1層）至少消耗4000～5000條廢輪胎，而以4000～5000km單層橡膠瀝青混凝土來計(jì)算，則消耗約2000萬條，由于大量的消耗了廢舊輪胎，橡膠瀝青及其相關(guān)技術(shù)是值得倡導(dǎo)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)。

在橡膠瀝青技術(shù)的應(yīng)用推廣中，橡膠瀝青的性能直接影響著橡膠瀝青混合料的路用性能。本文通過參考國內(nèi)外研究資料制定橡膠瀝青性能試驗(yàn)方案，分析了橡膠瀝青加工工藝、膠粉目數(shù)、摻量等因素對橡膠瀝青性能的影響，為橡膠瀝青的推廣應(yīng)用提供技術(shù)參考。

一、攪拌溫度對橡膠瀝青性能的影響

1、原材料

基質(zhì)瀝青：埃索A-90#瀝青。

橡膠粉：陜西西安長大華礎(chǔ)公司生產(chǎn)的40目斜交胎廢膠粉。

2、試驗(yàn)方案

將40目橡膠粉與瀝青（按質(zhì)量比為18：100）在不同溫度下攪拌50min發(fā)育制成橡膠瀝青，檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)。

3、試驗(yàn)結(jié)果分析

粘度取對應(yīng)50%扭矩時(shí)的值。試驗(yàn)結(jié)果表明，橡膠瀝青的感溫性、彈性恢復(fù)以及粘度均隨著攪拌溫度的升高先增加后降低，因此存在一個(gè)最佳攪拌溫度范圍。考慮到室內(nèi)試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)的誤差性，將橡膠瀝青生產(chǎn)時(shí)的攪拌溫度限定在185℃~195℃。

二、膠粉目數(shù)對橡膠瀝青性能的影響

1、原材料

基質(zhì)瀝青：埃索A-90#瀝青

橡膠粉：陜西西安長大華礎(chǔ)公司生產(chǎn)的30、40、60、80目斜交胎廢膠粉。

2、試驗(yàn)方案

將不同目數(shù)的橡膠粉與瀝青（按質(zhì)量比為22：100）在190℃溫度下攪拌50min發(fā)育制成橡膠瀝青，檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)。

3、試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)條件除膠粉目數(shù)不同外，其他條件均相同。試驗(yàn)結(jié)果表明，基質(zhì)瀝青中加入橡膠粉后可以大幅改善其感溫性能，并且在40目時(shí)達(dá)到峰值。試驗(yàn)結(jié)果表明隨著膠粉粒徑的減小，延度和粘度均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。因此，適宜濕法采用的膠粉目數(shù)應(yīng)選擇在40~80目之間。但是從橋面鋪裝瀝青的技術(shù)要求、工地施工的和易性以及工程造價(jià)等方面，選擇40目的膠粉的性價(jià)比更高。

三、膠粉摻量和攪拌時(shí)間對橡膠瀝青性能的影響

1、原材料

基質(zhì)瀝青：埃索A-90#瀝青

橡膠粉：陜西西安長大華礎(chǔ)公司生產(chǎn)的40目斜交胎廢膠粉。

2、試驗(yàn)方案

將不同摻量的40目橡膠粉與瀝青在190℃溫度下分別攪拌0.5h、1h、1.5h、2h發(fā)育制成橡膠瀝青，檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)。

3、試驗(yàn)結(jié)果分析

測試結(jié)果見圖1~圖3(試驗(yàn)條件除膠粉摻量和攪拌時(shí)間不同外，其他條件均相同)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，基質(zhì)瀝青中加入橡膠粉后可以改善基質(zhì)瀝青的感溫性和彈性恢復(fù)，并且隨著膠粉摻量和攪拌時(shí)間的延長，這種對PI和彈性恢復(fù)的改善將明顯增加。結(jié)果表明，隨著摻量的增加，高溫性能得到了很大改善，但是隨著攪拌時(shí)間的延長，軟化點(diǎn)均呈現(xiàn)小將的趨勢。結(jié)果表明，隨著摻量的增加，粘度基本增加的趨勢，并且攪拌時(shí)間的延長，在大摻量情況下粘度下降的幅度更大。

因此，在膠粉摻量較大的情況下，橡膠瀝青達(dá)到較佳的性能需要較長的攪拌時(shí)間從而得到充分溶脹，但是從橡膠瀝青性能隨時(shí)間增加的變化過程以及工地施工的經(jīng)濟(jì)性，過大的摻量又不符合實(shí)際。過小的摻量雖然能夠在短時(shí)間內(nèi)使膠粉得到充分溶脹，但是某些性能可能達(dá)不到規(guī)范要求。

圖1 摻量對橡膠瀝青軟化點(diǎn)的影響

圖2 摻量對橡膠瀝青彈性恢復(fù)的影響

圖3 摻量對橡膠瀝青粘度的影響

四、基質(zhì)瀝青種類對橡膠瀝青性能的影響

1、原材料

基質(zhì)瀝青：埃索A-90#道路石油瀝青，SKA-70#道路石油瀝青橡膠粉：陜西西安長大華礎(chǔ)公司生產(chǎn)的40目斜交胎廢膠粉。

2、試驗(yàn)方案

將40目橡膠粉與不同基質(zhì)瀝青在190℃溫度下分別攪拌1h發(fā)育制成橡膠瀝青，檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)。

3、試驗(yàn)結(jié)果分析

由試驗(yàn)結(jié)果可知，基質(zhì)瀝青的種類對橡膠瀝青感溫性、延度和粘度均有較大的影響。隨著基質(zhì)瀝青標(biāo)號的減小，PI和粘度均呈減小趨勢，延度呈增加趨勢。

五、老化對橡膠瀝青性能的影響1、原材料

基質(zhì)瀝青：埃索A-90#道路石油瀝青

橡膠粉：陜西西安長大華礎(chǔ)公司生產(chǎn)的40目斜交胎廢膠粉。

2、試驗(yàn)結(jié)果分析

老化后的試驗(yàn)結(jié)果見表1：

表1 橡膠老化前后試驗(yàn)結(jié)果

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，橡膠瀝青具有很好的抗老化性能，從而能大幅提高路面的使用壽命。

六、結(jié)論

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果，充分考慮到施工和易性和經(jīng)濟(jì)性，在橡膠瀝青生產(chǎn)方面，推薦采用高速攪拌方式，生產(chǎn)溫度控制在185℃~195℃之間，采用40目~80目膠粉(特別推薦40目)，摻量在22%~24%之間(40目膠粉)，攪拌時(shí)間宜在1h左右。

另外，由于膠粉產(chǎn)地和胎源的不同，導(dǎo)致膠粉規(guī)格會(huì)有較大的差異，具體生產(chǎn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)所采用的膠粉和基質(zhì)瀝青的配合比試驗(yàn)來具體確定。對于基質(zhì)瀝青種類，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的氣候分區(qū)和施工經(jīng)驗(yàn)來確定。

G322

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1007-6344（2017）06-0327-01

蔣曦（1967-）籍貫安徽省無為縣，高級工程師，從事市政工程相關(guān)技術(shù)管理工作，