CTOR干法橡膠瀝青混凝土配比設(shè)計(jì)及應(yīng)用

黎治春

中國交通建設(shè)股份有限公司

CTOR干法橡膠瀝青混凝土配比設(shè)計(jì)及應(yīng)用

黎治春

中國交通建設(shè)股份有限公司

文章首先對CTOR干法橡膠瀝青進(jìn)行了簡述，然后通過試驗(yàn)室配比設(shè)計(jì)及四川省某主干道的施工應(yīng)用，試驗(yàn)結(jié)果表明，CTOR橡膠瀝青混合料在水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等方面均有所提高；現(xiàn)場施工采用干法工藝具有便于施工、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，路用性能檢測均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，可進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用。

CTOR橡膠瀝青；干法；配合比；路用性能

1 引言

橡膠瀝青主要是采用廢舊輪胎膠粉替代改性劑，在高溫作用下拌和成膠結(jié)材料。橡膠瀝青在路面應(yīng)用中，使得瀝青混合料彈性增加，緩解汽車荷載對路面的作用，起到改善路面的受力狀態(tài)，增強(qiáng)抗疲勞能力、抗溫度裂縫和反射裂縫能力，達(dá)到延長使用壽命的目的，同時(shí)可以大大降低行車噪音，兼?zhèn)渚哂休^強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性，提高路面抗老化性能。目前橡膠瀝青路面技術(shù)主要有濕法和干法兩大工藝。

濕法工藝技術(shù)較為成熟，國內(nèi)應(yīng)用范圍較廣。CTOR干法工藝是指添加一種CTOR橡膠反應(yīng)劑，與橡膠粉進(jìn)行干拌后加入集料中，然后噴入熱瀝青拌制成橡膠瀝青混凝土，主要是通過化學(xué)方式對橡膠和瀝青進(jìn)行改性。本文首先對CTOR橡膠瀝青混合料進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，然后通過對具體工程的應(yīng)用驗(yàn)證，為CTOR橡膠瀝青的推廣提供例證。

2 CTOR橡膠瀝青混合料配比設(shè)計(jì)

2.1 CTOR橡膠瀝青配比試驗(yàn)

根據(jù)以往的試驗(yàn)研究結(jié)果，橡膠瀝青性能與膠粉目數(shù)、用量密切相關(guān)，膠粉一般為瀝青用量的15%-20%，CTOR反應(yīng)劑為膠粉用量的4.5%-6.5%，膠粉目數(shù)30目，本次試驗(yàn)采用5組配比，見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由試驗(yàn)結(jié)果表2可以看出，反應(yīng)劑和膠粉摻量同時(shí)增大的情況下，橡膠瀝青高溫和低溫性能均有增加，但到達(dá)極值時(shí)會(huì)有所降低；在膠粉摻量一定的情況下，反應(yīng)劑摻量越大，低溫性能和高溫性能均略有增加。就擬施工路段未來通行狀況及氣候來看，車流量較大，夏季氣溫較高、雨量較大，對路面開裂有一定的要求，兼顧耐高溫及經(jīng)濟(jì)性因素，方案4#較合適。

2.2 CTOR橡膠瀝青混合料配比試驗(yàn)

2.2.1 油石比確定

擬實(shí)施路段路面上面層設(shè)計(jì)為AC-13C細(xì)粒式瀝青混合料級配，通過試驗(yàn)，級配試驗(yàn)結(jié)果見表3。瀝青采用重交A-70#瀝青，橡膠粉采用30目廢舊輪胎粉。

按設(shè)計(jì)的礦料比例配料，采用5種油石比，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4，設(shè)計(jì)級配合成毛體積相對密度為2.697，合成表觀相對密度為2.729。

根據(jù)馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果，得到最佳油石比為4.6%，且VMA（礦料間隙率）滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 橡膠瀝青混合料驗(yàn)證試驗(yàn)

在確定了最佳油石比后，制作橡膠瀝青混合料成型試件進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證。

制作流程：集料、橡膠粉（瀝青質(zhì)量的20%）和反應(yīng)劑（橡膠粉的6%）干拌20s→摻入80%基質(zhì)瀝青最佳用量→拌和→保溫至少1h（180℃）→成型（160℃-165℃）。

首先對橡膠瀝青混合料成型試件進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5；

表1 橡膠粉與CTOR反應(yīng)劑配比表

表2 不同配比橡膠瀝青試驗(yàn)結(jié)果

然后對路用性能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明：CTOR干法橡膠瀝青混合料的高低溫、水穩(wěn)定性、滲水性指標(biāo)均能滿足改性瀝青混合料相應(yīng)的規(guī)范要求。

表4 AC-13C瀝青混合料配合比馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

表5 橡膠瀝青設(shè)計(jì)配合比馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

表6 CTOR干法橡膠瀝青混凝土上面層現(xiàn)場試驗(yàn)檢測結(jié)果

3 CTOR橡膠瀝青混合料路面施工驗(yàn)證

3.1 試驗(yàn)路段工程概況

本次試驗(yàn)路段選取在四川省某主干道K10+00-K11+000段，道路紅線寬度45m，主車道為雙向六車道，路面上面層設(shè)計(jì)為5cm厚AC-13c細(xì)粒式改性瀝青混凝土；在此段鋪筑CTOR干法橡膠瀝青主要為檢驗(yàn)橡膠瀝青上面層生產(chǎn)配合比，驗(yàn)證試驗(yàn)室合格數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)制訂合理可行的施工工藝，以求得最佳的施工組織方式和必要的過程參數(shù)。

3.2 混合料的拌和生產(chǎn)

CTOR橡膠瀝青在拌合過程中，先將集料、橡膠粉及CTOR干拌20s，然后加入瀝青濕拌40s。膠粉和反應(yīng)劑通過標(biāo)定的容器進(jìn)行計(jì)量，采用大功率鼓風(fēng)裝置將膠粉和反應(yīng)劑經(jīng)通風(fēng)管道吹入拌合站的拌缸內(nèi)。由于橡膠瀝青在生產(chǎn)中的需要，在出廠后需要進(jìn)行不小于1小時(shí)的燜料過程，使橡膠反應(yīng)劑與膠粉、瀝青充分化學(xué)反應(yīng)，以提高混合料的路用性能，在滿足燜料時(shí)間后，方可開始攤鋪施工。

3.3 混合料的攤鋪碾壓

CTOR橡膠瀝青混合料在施工過程中需嚴(yán)格按照試驗(yàn)控制瀝青和集料的加熱溫度及瀝青混合料的出廠溫度，混合料的出料溫度175℃～185℃，運(yùn)輸至現(xiàn)場的溫度165℃～175℃，凡不符合溫度要求的混合料堅(jiān)決不用于施工。攤鋪碾壓過程與一般SBS改性瀝青混合料的攤鋪基本一致。

3.4 應(yīng)用驗(yàn)證

路段施工完成后，按照驗(yàn)收評定相關(guān)要求，對實(shí)施段進(jìn)行了現(xiàn)場檢測，檢測項(xiàng)目包括壓實(shí)度、彎沉、平整度及滲水系數(shù)等，檢測結(jié)果見表6。

通過上表數(shù)值反應(yīng)，本試驗(yàn)段路面相關(guān)性能滿足規(guī)范要求。

在試驗(yàn)路段完成開放交通近23個(gè)月，對現(xiàn)場進(jìn)行了跟蹤觀測，未發(fā)現(xiàn)裂縫、松散、車轍等質(zhì)量病害，表面功能狀況良好。

4 結(jié)語

CTOR干法橡膠瀝青混凝土在四川省某主干道的試驗(yàn)應(yīng)用表明，對瀝青添加CTOR反應(yīng)劑及膠粉進(jìn)行改性，提高了混合料的路用性能，體現(xiàn)出了橡膠瀝青路面具有較好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、降噪、抗老化等性能，各方面性能均能滿足規(guī)范對改性瀝青混合料的要求，同時(shí)CTOR顯著的降粘效果，使混合料在施工和易性上有所提高，有利于現(xiàn)場施工，且能減少污染、降低能耗，驗(yàn)證了橡膠瀝青路面的優(yōu)越性，能夠在今后的瀝青混凝土路面工程中推廣應(yīng)用。

[1]城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(CJJ-2008)[S].中國建筑工業(yè)出版社,北京,2008.

[2]許光宇,李志剛.小浪底專線改造工程CTOR干法橡膠瀝青混合料性能研究[J].交通科技,2013(6):90～92.

黎治春:大學(xué)本科,工程師,中國交通建設(shè)股份有限公司總承包經(jīng)營分公司,福建省福州市福清市萬安路1號凱宴大酒店13樓中交公司