干法橡膠瀝青混合料性能影響參數(shù)研究

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1、干法橡膠瀝青混合料性能影響參數(shù)研究干法橡膠瀝青混合料性能影響參數(shù)研究干法橡膠瀝青混合料性能影響參數(shù)研究李聰，李志剛，張建孔(解放軍理工大學(xué)野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇南京210007)摘要：橡膠瀝青工藝主要分為濕法和干法，干法工藝應(yīng)用較少。結(jié)合京秦高速公路維修罩面工程，采用干法工藝，系統(tǒng)研究了橡膠瀝青混合料的級配、橡膠粉摻量和燜料溫度時間。室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果表明，干法橡膠瀝青混合料采用骨架密實(shí)(粗型)連續(xù)級配，水穩(wěn)定性、高低溫穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求，且比間斷級配具有更好的施工和易性和更低的成本。膠粉摻量為瀝青用量的18%而不是制作橡膠瀝青采用的20%，混合

2、料的燜料溫度為180±10℃，燜料時間大于111h。CTOR橡膠粉提高了混合料的路用性能，可以用于改性瀝青路面。關(guān)鍵詞：橡膠瀝青；干法；路用性能；影響參數(shù)1干法橡膠瀝青路面技術(shù)概述橡膠瀝青作為路用材料，具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗老化、抗疲勞、抗水損壞等特性。自從20世紀(jì)40年代美國路面工程首次使用橡膠瀝青以來，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，目前橡膠瀝青路面技術(shù)已經(jīng)形成較為完善的濕法和干法兩大工藝[1-2]。國內(nèi)濕法應(yīng)用較多，技術(shù)相對成熟。然而濕法生產(chǎn)橡膠瀝青，需要增加攪拌罐和反應(yīng)罐，增加了拌合工序，同時生產(chǎn)出來的橡膠瀝青必須盡快使用，否則

3、橡膠瀝青質(zhì)量會大幅下降，這是因?yàn)闀r間一長橡膠粉會被瀝青逐步降解，而失去改性作用；后來采用過現(xiàn)場加工橡膠瀝青的方法，但由于瀝青拌合時溫度高，加工過程中產(chǎn)生較大的空氣污染，并使得橡膠瀝青過于粘稠，難以施工[3]。干法工藝是指將橡膠粉直接加入集料中，然后噴入熱基質(zhì)瀝青拌制成橡膠瀝青混合料，該種直接添加橡膠粉的方法對瀝青路面性能改善效果不明顯，一直未能推廣應(yīng)用。近年www.wenk11u1.com國內(nèi)有部分地方采用一種進(jìn)口的促進(jìn)橡膠粉與瀝青反應(yīng)的添加劑——維他連接劑，來試驗(yàn)干法瀝青混合料，取得了不錯的效果[3-4]。國內(nèi)自主研發(fā)的橡膠反應(yīng)劑CTOR

4、，價格只有維他連接劑的一半，混合料造價比SBS改性瀝青混合料低，性能與維他干法橡膠瀝青混合料基本一致[5]。但干法工藝試驗(yàn)應(yīng)用仍較少，對路用性能研究的不夠系統(tǒng)深入，文獻(xiàn)也較少。因此筆者所在課題組系統(tǒng)深入研究干法橡膠瀝青混合料的設(shè)計,其施工性能的影響參數(shù)，并將成果在京秦高速公路維修罩面工程上應(yīng)用。2干法橡膠瀝青混合料設(shè)計與施工工藝參數(shù)試驗(yàn)分析國內(nèi)外對濕法橡膠瀝青進(jìn)行了大量細(xì)致的研究工作，基本確定橡膠粉含量為瀝青的15%～20%，這樣的比例能獲取較好的橡膠瀝青性能。干法橡膠瀝青混合料在應(yīng)用過程中也沿用了這個原則，但是否為最佳摻量有待驗(yàn)證。此外國

5、內(nèi)多篇文獻(xiàn)和編制的設(shè)計施工指南，均指出橡膠瀝青無論濕法還是干法，均應(yīng)采用間斷級配[6]，但也有文獻(xiàn)指出干法也可采用連續(xù)級配[3]。干法橡膠瀝青混合料與濕法最大的一個不同點(diǎn)是，需要在攤鋪前在一定溫度下燜料一段時間，以促進(jìn)橡膠粉與瀝青的反應(yīng)(濕法橡膠瀝青在生產(chǎn)過程中已經(jīng)完成這一步)。維他干法橡膠瀝青混合料采用了國外的經(jīng)驗(yàn)：燜料溫度180℃，時間1h。下面就上述橡膠瀝青混合料干法的施工參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。2.111不同級配干法橡膠瀝青混合料性能對比表1是京秦高速公路維修罩面工程原先擬采用的級配，并委托河北省科研院所進(jìn)行配比設(shè)計。從這個級配可以看出，

6、2.36和1.18之間礦料較少，0.6到0.075之間也少，呈現(xiàn)斷級配狀態(tài)。采用馬歇爾設(shè)計法，基質(zhì)瀝青最佳油石比是4.7%，膠粉用量是瀝青用量的18%，膠粉目數(shù)30目。限于篇幅，具體的設(shè)計過程省略。表1間斷級配礦料合成級配篩孔/mm1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075合成級配10098.870.335.226.921.113.711.19.89.0級配范圍10010074403225201613101009566302317131086課題組采用了瀝青路面設(shè)計規(guī)范AC-13C的級配進(jìn)行了對比試驗(yàn)，級配范圍

7、見表2，試驗(yàn)結(jié)果見表3?；|(zhì)瀝青最佳油石比是4.8%，膠粉用量是瀝青用量的18%。表2連續(xù)級配礦料合成級配篩孔/mm1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075合成級配100.098.070.237.630.221.116.39.37.35.2級配范圍100100805340302318128100956030201510754表3不同級配橡膠瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果級配類型高溫穩(wěn)定性/(動穩(wěn)定度/次)低溫抗裂性/(最大破壞應(yīng)變με-1)殘留穩(wěn)定度/%凍融劈裂/%間斷級配5982303694.791連續(xù)級配5360

8、289494.585.6技術(shù)要求>3000>2500>85>80基質(zhì)瀝青最佳油石比是4.8%，膠粉用量是瀝青用量的18%，混合料拌和溫度是180℃，拌和完成后180℃保溫1h成型