干法橡膠顆粒改性瀝青混合料應(yīng)用研究

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1、干法橡膠顆粒改性瀝青混合料應(yīng)用研宄遼寧省交通廳公路管理局沈陽110005摘要：橡膠是一種彈性模量很低，粘彈性很高的高分子材料，將廢舊橡膠用于道路行業(yè)中已成為一種很普遍的應(yīng)用形式。干法橡膠顆粒混合料面層在滿足基木路用性能的前提下，具有良好的抗滑性能和抗車轍性能。同時(shí)，混合料的低溫抗裂性和耐久性也不同程度得到提高。關(guān)鍵詞：干法橡膠顆粒；抗滑；抗車轍；抗裂性；耐久性1.引言隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全世界每年大約產(chǎn)牛.15億條廢舊輪胎，其中美國每年產(chǎn)生約3億條廢舊輪胎，歐盟每年產(chǎn)生約2.6億條廢棄輪胎。我國每年產(chǎn)生廢舊

2、橡膠約64多萬噸，其中50%以上為廢舊輪胎。廢舊橡膠兵有較好的耐化學(xué)、生物和物理特性，因此廢舊橡膠的處理是非常困難的。橡膠是一種彈性模量很低，粘彈性很高的高分子材料。當(dāng)前有效利用廢舊橡膠的方法之一是將其用于道路工程和各種建筑材料中，應(yīng)用之后再隔熱、降噪、防滑、除冰雪等方面都表現(xiàn)出了良好的效果。將廢舊橡膠用于道路行業(yè)中已成為一種很普遍的應(yīng)用形式。2.橡膠顆粒瀝青混合料的基木特征目前，主要有兩大類廢舊橡膠瀝青混合料工藝得到了應(yīng)用并且還在研宄開發(fā)中，分別為“干法”和“濕法”。其中干法是將不同粒徑的橡膠顆粒事先加入到混

3、合料中，使其作為混合料的一部分細(xì)集料骨料并且先于石料發(fā)生反應(yīng)，再充分反應(yīng)之后再噴入瀝青，制成橡膠瀝青混合料。而濕法改性瀝青混合料則是在骨料拌合之前，將橡膠顆粒和高溫的瀝青進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高溫強(qiáng)制攪拌［1］。由于橡膠顆粒只有高彈特性，因此橡膠顆粒瀝青混合料面層在滿足基木路用性能的前提下，兵有良好的抗滑性能和抗車轍性能。同時(shí)，混合料的低溫抗裂性和耐久性也不同程度得到提高。2.1我國干法橡膠顆粒改性瀝青混合料研究進(jìn)程在我國干法橡膠顆粒改性瀝青混合料的研宄方面，可分為如下兩個(gè)階段:(1)2003年一2006年：這一階段的主

4、要特征是，研究方法和混合料配合比主要引進(jìn)國外的相關(guān)研究成果，其中橡膠顆粒粒徑范圍處于4.75mm-9.5mm，鋪筑的試驗(yàn)路旱期脫粒、剝落嚴(yán)重，沒奮形成符合我國公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和水平的研究成果。分析其原因主要有如下3點(diǎn)：1)我國相關(guān)橡膠生產(chǎn)企業(yè)工藝水平偏低，橡膠顆粒技術(shù)指標(biāo)變異性大。設(shè)計(jì)中對(duì)橡膠顆粒硬度等指標(biāo)未提出明確標(biāo)準(zhǔn)。2＞混合料設(shè)計(jì)理念出現(xiàn)偏差，橡膠顆粒粒徑過人。3)由于經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)工藝的限制，我國無法實(shí)現(xiàn)國外對(duì)橡膠顆粒的預(yù)處理和增加添加劑改善橡膠顆粒與瀝青的粘結(jié)性等設(shè)計(jì)、施工手段，因此耐久性較差。(2)200

5、9年一現(xiàn)在：在總結(jié)第一階段經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，基于干法橡膠顆粒瀝青混合料優(yōu)良的路用性能、良好的經(jīng)濟(jì)性和改善環(huán)保方面的意義，我國科研人員開始了新一階段的更深入的研究。特點(diǎn)表現(xiàn)在：1)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，將橡膠顆粒的粒徑減小，并針對(duì)不同粒徑，提出不同的級(jí)配類型。2＞提出二次成型等施工工藝，逐步形成規(guī)范的拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓工藝，大大提高了混合料的均勻性、壓實(shí)性能和耐久性。3)結(jié)合我國特點(diǎn)，逐步研究和開發(fā)價(jià)格低廉的添加劑，如消石灰、鋁酸酯等，在提高各項(xiàng)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，保持良好的經(jīng)濟(jì)性。4＞提供了成功的試驗(yàn)路成果，經(jīng)過3-

6、5年不等的跟蹤監(jiān)測(cè)，表明該方法具有SMA路面的大部分特征，抗滑性和抗車轍性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通瀝青混凝土路面，早期掉粒、剝落現(xiàn)象基本得到改善。2.2路用性能優(yōu)勢(shì)干法橡膠顆粒改性瀝青混合料的路用性能體現(xiàn)如下特點(diǎn)：(1＞優(yōu)秀的抗滑性能通過對(duì)使用干法橡膠顆粒改性瀝青混合料的試驗(yàn)路進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，間斷級(jí)配橡膠顆?；旌狭下访娼Y(jié)構(gòu)深度可達(dá)到0.8-0.9mm以上，遠(yuǎn)大于普通瀝青路面,達(dá)到SMA路面的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；摩擦系數(shù)人于普通路面，II隨著時(shí)間的推移，二者差值增大；具有突出的抗滑性。(2)良好的高溫穩(wěn)定性根據(jù)以往室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，

7、橡膠顆粒改性瀝青混合料具奮良好的高溫穩(wěn)定性，在不加添加劑、不做預(yù)處理的情況下動(dòng)穩(wěn)定度值處于2000?3000次/mm之間，且隨著橡膠顆粒粒徑和摻量的增加奮所提高，達(dá)到規(guī)范規(guī)定的SMA改性瀝青混合料的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(3000次/mm)。摻入添加劑后，該項(xiàng)指標(biāo)可達(dá)到5000次/mm以上。⑶低溫抗裂性能與同級(jí)配的普通瀝青混合料相比，摻加橡膠顆粒后瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度和破壞勁度模量降低，破壞完拉應(yīng)變升高，低溫抗裂性能得以提高。最人破壞完拉應(yīng)變介于2300-3500之間，在冬寒地區(qū)達(dá)到或高于普通瀝青混合料(2300)和改性瀝

8、青混合料(2800)。(4＞水穩(wěn)定性干法橡膠顆粒改性瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度可達(dá)到80%以上，滿足規(guī)范要求，但小于普通瀝青混合料；凍融劈裂強(qiáng)度比連續(xù)級(jí)配介于75%-80%之間，間斷級(jí)配可達(dá)到85%以上，滿足規(guī)范要求。水穩(wěn)定性是干法橡膠顆粒改性瀝青混合料設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮的因素。(5)耐久性根據(jù)河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院的研究成果，橡膠顆粒摻量為2.5%的瀝青混合料經(jīng)過3次凍融循環(huán)，劈裂