謝遠(yuǎn)新

(重慶鵬方路面工程技術(shù)研究院有限公司，重慶 400025)

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橡膠瀝青膠漿體系對(duì)混合料路用性能影響研究

謝遠(yuǎn)新

(重慶鵬方路面工程技術(shù)研究院有限公司，重慶 400025)

為能夠正確認(rèn)識(shí)膠漿對(duì)橡膠瀝青混合料路用性能的影響，便于在工程實(shí)施過(guò)程中準(zhǔn)確確定橡膠瀝青膠漿體系組成即粉膠比，文章分別對(duì)不同粉膠比下瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)定性三項(xiàng)路用性能進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)研究，并對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，確定了工程用適宜的粉膠比范圍。分析結(jié)果表明粉膠比變化對(duì)橡膠瀝青混合料路用性能有顯著影響。

道路工程；橡膠瀝青；膠漿；路用性能；影響研究

0 引言

瀝青膠漿是瀝青混合料中重要的組成部分。因?yàn)r青混合料是由粗集料、細(xì)集料、礦粉和瀝青形成的多級(jí)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系[1-4]，而瀝青膠漿又是以填料(礦粉)為分散相分散在高稠度瀝青介質(zhì)中的一種微分散系；同時(shí)，瀝青只

有吸附在礦粉表面形成膠漿才能與其他粗、細(xì)集料產(chǎn)生吸附和粘結(jié)作用，形成具有一定強(qiáng)度和變形能力的瀝青混合料[4-6]，因此，雖然礦粉的用量在瀝青混合料中所占的比重并不大，但由于其表面積大(占集料表面積的95%以上，瀝青混合料最主要的化學(xué)反應(yīng)是礦粉與瀝青的化學(xué)反應(yīng))、瀝青膠漿均勻分散于混合料中，導(dǎo)致礦粉與瀝青發(fā)生物理作用、化學(xué)反應(yīng)后形成的瀝青膠漿的性能成為影響瀝青混合料路用性能的重要因素[5-7]。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用橡膠改性瀝青主要成分為石油瀝青、橡膠改性劑、高聚物、天然瀝青、輔助劑等。

為分析瀝青膠漿組成即粉膠比變化對(duì)混合料性能的影響，以級(jí)配B為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了四組不同的級(jí)配，級(jí)配組成見表1、圖1。試驗(yàn)中固定油石比為4.3%。

表1 變化細(xì)集料級(jí)配的AC-20型混合料級(jí)配設(shè)計(jì)表

圖1 試驗(yàn)用混合料級(jí)配曲線圖

2 路用性能分析

2.1 高溫性能

高溫性能采用車轍試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。車轍試驗(yàn)環(huán)境溫度60 ℃，輪壓0.7 MPa條件下的車轍試驗(yàn)結(jié)果、方差分析結(jié)果分別見表2、表3。

表2 橡膠改性瀝青混合料高溫車轍試驗(yàn)結(jié)果表

注：試驗(yàn)溫度為60 ℃

表3 橡膠改性瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度方差分析表

試驗(yàn)結(jié)果及方差分析表明，粉膠比變化對(duì)混合料高溫性能有顯著影響。粉膠比與動(dòng)穩(wěn)定度呈拋物線關(guān)系。動(dòng)穩(wěn)定度先隨粉膠比的增大提高，后隨粉膠比的繼續(xù)增大而降低，粉膠比1.63時(shí)為分界點(diǎn)。4組級(jí)配中以粉膠比為1.63時(shí)的級(jí)配B-2高溫抗車轍性能最優(yōu)；級(jí)配B及級(jí)配B-3大致相當(dāng)；級(jí)配B-1高溫性能較之其他三個(gè)級(jí)配略差。因此，為使混合料高溫穩(wěn)定性達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的粉膠比范圍應(yīng)處于1.16～1.63之間。

2.2 低溫性能

低溫性能采用彎曲試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)條件為：試驗(yàn)溫度-10 ℃(控制精度±0.1 ℃)，加載速率為50 mm/min。試驗(yàn)結(jié)果、方差分析結(jié)果分別見表4、表5。

表4 橡膠改性瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果表

表5 橡膠改性瀝青混合料低溫彎曲破壞應(yīng)變方差分析表

表6 橡膠改性瀝青混合料低溫抗彎拉強(qiáng)度方差分析表

試驗(yàn)結(jié)果表明：以抗彎拉強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，混合料具有最佳粉膠比。對(duì)于試驗(yàn)所用材料而言，最佳粉膠比為1.63；以彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變?yōu)樵u(píng)價(jià)指標(biāo)，混合料具有最佳粉膠比。對(duì)于試驗(yàn)所用材料而言，最佳粉膠比為1.16；以勁度模量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，混合料具有最佳粉膠比。對(duì)于試驗(yàn)所用材料而言，最佳粉膠比為1.16。上述結(jié)果表明粉膠比的取值對(duì)混合料低溫抗裂性能有顯著影響。就試驗(yàn)結(jié)果而言，適宜的粉膠比范圍為1.16～1.63。

2.3 水穩(wěn)定性

水穩(wěn)定性采用凍融劈裂試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果、方差分析結(jié)果分別見表6、表7。

表7 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果表

表8 凍融前劈裂試驗(yàn)結(jié)果方差分析表

表9 凍融后劈裂試驗(yàn)結(jié)果方差分析表

試驗(yàn)結(jié)果和方差分析結(jié)果表明，粉膠比的變化會(huì)對(duì)混合料凍融前后(尤其是凍融后)的劈裂強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。隨著粉膠比的增大，凍融前后混合料的劈裂強(qiáng)度絕對(duì)值均顯著增加，且凍融后下降少。因此，從水穩(wěn)定性角度考慮，粉膠比宜在1.16以上。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合試驗(yàn)結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

(1)為使混合料高溫穩(wěn)定性達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)時(shí)的橡膠瀝青膠漿適宜粉膠比范圍為1.16～1.63。

(2)粉膠比的取值對(duì)混合料低溫抗裂性能有顯著影響，就試驗(yàn)結(jié)果而言，為使混合料低溫穩(wěn)定性達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，橡膠瀝青膠漿適宜的粉膠比范圍為1.16～1.63。

(3)粉膠比的變化會(huì)對(duì)混合料凍融前后(尤其是凍融后)的劈裂強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響，隨著粉膠比的增大，凍融前后混合料的劈裂強(qiáng)度絕對(duì)值均顯著增加，為使混合料水穩(wěn)定性達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，橡膠瀝青膠漿適宜的粉膠比應(yīng)>1.16。

[1]郝培文.瀝青和瀝青混合料[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2]天津市市政工程研究院.采用GTM的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法研究[R].2002.

[3]天津市市政工程研究院.城市快速路高性能瀝青路面研究[R].2005.

[4]天津市市政工程研究院.SMA配合比設(shè)計(jì)方法、技術(shù)性能研究[R].2005.

[5]趙 可，盧永貴，魏如喜.SMA高溫穩(wěn)定性研究[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2004，17(2)：11-17.

[6]趙 可，周衛(wèi)峰，魏如喜.SMA高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性與體積參數(shù)的相關(guān)性分析[J].公路交通科技，2005，22(1)：9-12.

[7]周衛(wèi)峰.基于GTM的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2006.

Study on the Impact of Rubber Asphalt Mortar System on the Road Per-formance of Mixtures

XIE Yuan-xin

(Chongqing Pengfang Pavement Engineering Technology Research Institute Co.，Ltd.，Chongqing，400025)

In order to correctly understand the impact of asphalt mortar on the road performance of rub-ber asphalt mixtures，so as to determine the exact composition of rubber asphalt mortar system that is filler-bitumen ratio during the project implementation，this article conducted respectively the indoor ex-perimental study on the high temperature，low temperature，and water stability road performance of as-phalt mixtures under different filler-bitumen ratio，then the detailed mathematical statistical analysis was conducted on the resulting data，and it determined the appropriate engineering filler-bitumen ratio range.The analysis results showed that the changes in filler-bitumen ratio has a significant impact on the road performance of rubber asphalt mixtures.

Road engineering；Rubber asphalt；Asphalt mortar；Road performance；Impact research

謝遠(yuǎn)新(1980—)，男，高級(jí)工程師，從事道路工程結(jié)構(gòu)損傷與材料耐久性研究。

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A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.01.004

1673-4874(2015)01-0013-04

2014-12-10