干法橡膠顆粒瀝青混合料配合比設計研究

李 迪 張 怡 張永達

(黑龍江建筑職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150025)

廢舊橡膠輪胎數量的增長，不僅危害著全球的生態環境，而且對于人類的身心健康也造成了很大的威脅。然而，隨著全球的經濟飛速發展，廢舊橡膠的增長速度也在逐年加快，對于交通極速發展的中國，這一形勢則是更加的嚴峻[1,2]。因此，如何有效利用廢舊橡膠也成為了國際上亟待解決的問題。一種非常有效的處理方式，就是將廢舊輪胎制成橡膠顆粒加入到瀝青混合料中。

1 級配設計方法選擇

1.1 設計方法選擇

橡膠顆粒的密度小，質量輕并且具有高彈性，在混合料中同質量的橡膠顆粒的體積大概是其他骨料的2至3倍[3,4]。所以，礦料的空隙由細集料和瀝青一起作為填充料來填充。

1.2 級配類型選擇

級配設計的目的是充分發揮材料的性能，優化礦料的組成。由于橡膠顆粒的體積較大且有很高的彈性，因此，采用連續級配的方法來設計混合料給橡膠顆粒提供充分的空間[5-11]。

2 配合比設計方法

以下述實例說明橡膠顆粒瀝青混合料配合比設計過程(圖1)。

(a)(b)(c)(d)圖1 橡膠顆粒摻量對馬歇爾試驗指標的影響

3 最佳瀝青用量的確定

在常溫下加入到拌鍋中，為使橡膠顆粒分散均勻，干拌時間為45s，而后加入瀝青進行濕拌90s，再加入礦粉拌和90s，拌和溫度控制在180℃左右。由于橡膠顆粒彈性高，在混合料中發生溶脹，試件不易成型，所以采用二次成型的方法，首先采用雙面40擊，待溫度冷卻到80℃左右再進行第二次擊實，雙面各擊實35下。

設計油石比為5.1%并以0.3%增長做對比試驗。因橡膠顆粒的摻入對混合料流值影響較大，故不作為確定最佳瀝青用量的指標。最終確定油石比5.4%為最佳瀝青用量。不同油石比與各指標變化關系如圖2—圖5。

圖2 不同油石比下穩定度變化曲線圖

圖3不同油石比下空隙率變化曲線圖

圖4 不同油石比下礦料間隙率變化曲線圖

圖5 不同油石比下有效瀝青飽和度變化曲線圖

4 結 論

(1)由于橡膠顆粒與骨料的體積相差懸殊；(2)4%為目標空隙率，礦粉用量為8%，橡膠顆粒用量為3%；(3)油石比為5.4%時混合料最接近目標空隙率且穩定度達到峰值.