陳　誠(chéng)， 薛建榮

(黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 水利工程學(xué)院， 河南 開封　475003)

?

橡膠粉改性的乳化瀝青冷再生混合料強(qiáng)度特性及路用性能研究

陳誠(chéng)， 薛建榮

(黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 水利工程學(xué)院， 河南 開封475003)

為研究橡膠粉改性乳化瀝青和橡膠粉摻量對(duì)冷再生混合料強(qiáng)度特性和路用性能的影響，探究橡膠粉改性瀝青用于冷再生混合料的可行性，并將其與普通乳化瀝青和SBS改性乳化瀝青進(jìn)行了對(duì)比，基于乳化瀝青冷再生混合料早期強(qiáng)度、力學(xué)性能和路用性能要求，確定了適宜的橡膠粉摻量。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：采用廢橡膠粉制備改性乳化瀝青是可行的，相比SBS改性乳化瀝青，橡膠粉改性乳化瀝青具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，且具有更高的柔韌性和彈性。橡膠粉改性乳化瀝青可大幅度提高冷再生混合料的路用性能，尤其是顯著改善了冷再生混合料的低溫抗裂性和抗疲勞耐久性。工程實(shí)踐證明，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料攤鋪完成4天后即可鉆出完整芯樣，顯著改善了冷再生混合料的早期強(qiáng)度。

道路工程； 橡膠粉改性乳化瀝青； 乳化瀝青冷再生混合料； 早期強(qiáng)度； 路用性能

0　引言

隨著全球環(huán)境問題的日益凸顯，低碳經(jīng)濟(jì)已成為人類發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)，而交通領(lǐng)域的節(jié)能減排成為低碳經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)，在國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、走可持續(xù)發(fā)展道路戰(zhàn)略方針的指引下，瀝青路面再生技術(shù)受到廣泛關(guān)注[1-3]。乳化瀝青冷再生技術(shù)是指將瀝青路面經(jīng)過銑刨、翻挖、回收、破碎和篩分后，加入一定比例的乳化瀝青、新集料(如需要)和水，經(jīng)過拌和、攤鋪和碾壓等工藝，形成滿足一定性能要求的路面結(jié)構(gòu)層的一種路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)[4]。其具有便捷節(jié)能、環(huán)保高質(zhì)、高效低價(jià) 、舊料利用率高、使用壽命長(zhǎng)等多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)所面臨的新形勢(shì)與挑戰(zhàn)，以及我國(guó)公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)中的環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展問題的日益凸顯[5-11]。橡膠粉屬于廢舊材料，目前各國(guó)已經(jīng)開展了大量橡膠粉改性瀝青及其混合料性能方面的研究，結(jié)果表明，膠粉橡膠瀝青具有粘度高、溫度穩(wěn)定性好，橡膠瀝青的抗老化性能，與其對(duì)應(yīng)的基質(zhì)瀝青相比更為優(yōu)秀；橡膠瀝青與非改性瀝青相比，對(duì)于疲勞損傷具有更好的自愈合能力，從而具有更長(zhǎng)的疲勞壽命,壽命周期費(fèi)用分析表明，橡膠瀝青通常是經(jīng)濟(jì)有效的[12,13]。目前國(guó)外已經(jīng)開展了部分橡膠粉改性乳化瀝青方面的研究，總體仍處于起步階段，但鮮見將橡膠粉改性乳化瀝青用于生產(chǎn)乳化瀝青冷再生混合料方面的研究，本文研究了不同膠粉摻量情況下橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料的強(qiáng)度特性、路用性能及抗疲勞性能，并結(jié)合實(shí)體工程運(yùn)用，推薦了用于乳化瀝青冷再生混合料的適宜性橡膠粉摻量，為橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料在國(guó)內(nèi)外的推廣應(yīng)用提供借鑒。

1　原材料及橡膠粉改性乳化瀝青制備

基質(zhì)瀝青選用Shell70 A級(jí)道路石油瀝青，經(jīng)檢測(cè)瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范要求。試驗(yàn)選用SBS改性乳化瀝青和普通乳化瀝青作為對(duì)照試驗(yàn)。RAP取自陜西某高速公路大中修施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)RAP篩分試驗(yàn)結(jié)果，確定需要添加新集料來(lái)調(diào)整混合料級(jí)配，10～20 mm石灰?guī)r碎石摻量為10%，RAP摻量為80%，機(jī)制砂摻量為10%，確定混合料合成級(jí)配見表1。試驗(yàn)選用的水泥為耀縣普通硅酸鹽水泥PO 32.5，水泥以外摻的形式添加，摻量為1.5%。首先制備橡膠粉改性瀝青，制備乳化瀝青時(shí)選用阿克蘇MQK — 1M(乳化劑B)慢裂慢凝陽(yáng)離子乳化劑。乳化瀝青由乳化劑、鹽酸調(diào)節(jié)劑經(jīng)室內(nèi)DALWORTH小型膠體磨制備而成。不同橡膠粉摻量乳化瀝青技術(shù)性能檢測(cè)結(jié)果和蒸發(fā)殘留物試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同橡膠粉摻量乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)Table2 EmulsifiedasphaltSpecificationstestresultswithdifferentdosageofrubberpowder試驗(yàn)項(xiàng)目1.18mm篩上殘留物/%25℃賽波特黏度/s蒸發(fā)殘留物殘留物含量/%溶解度/%軟化點(diǎn)/℃針入度(25℃)/0.1mm彈性恢復(fù)率/%延度(15℃)/cm粘附性試驗(yàn)/%拌和試驗(yàn)常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性1d/%5d/%SBS改性橡膠粉摻量/% 01518202224質(zhì)量要求0.047062.99965606679100均勻0.753.830.013362.59952714658100均勻0.1 1.040.024763.19957646468100均勻0.281.950.055462.99964597877100均勻0.451.980.076563.39966528583100均勻0.652.460.067363.09967498787100均勻0.873.720.037762.89969478489100均勻0.944.47≤0.17～100≥62≥97.550～300≥40≥2/3均勻≤1≤5

表1試驗(yàn)結(jié)果表明: ①不同橡膠粉摻量的乳化瀝青其各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足現(xiàn)行《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41 — 2008)要求，橡膠粉改性瀝青可用于生產(chǎn)乳化瀝青冷再生混合料。②隨著橡膠粉摻量增大，乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的延度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，軟化點(diǎn)指標(biāo)隨橡膠粉摻量的增大而增大，這與摻加橡膠粉后橡膠粉改性瀝青針入度和軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果相類似，可見摻加橡膠粉會(huì)改善乳化瀝青的高、低溫性能。③隨著橡膠粉摻量增大，改性乳化瀝青的1 d、7 d常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性變差，尤其橡膠粉摻量超過22%后1 d、5 d儲(chǔ)存穩(wěn)定性顯著增大，以此確定橡膠粉摻量不宜超過22%。④以15 ℃延度和25 ℃彈性恢復(fù)率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，相比SBS改性乳化瀝青，橡膠粉改性乳化瀝青具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，且具有更高的柔韌性和彈性。

2　橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)

按照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41 — 2008)技術(shù)要求，采用修正馬歇爾法進(jìn)行乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)。采用重型擊實(shí)試驗(yàn)確定乳化瀝青冷再生混合料最佳拌合用水量為3.8%，以干劈裂強(qiáng)度最大，同時(shí)兼顧干濕劈裂強(qiáng)度比較大的原則確定最佳乳化瀝青用量，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果見表3。

表3試驗(yàn)結(jié)果表明: ①在最佳拌合用水量和最佳乳化瀝青用量情況下，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料的干劈裂強(qiáng)度均大于0.66 MPa，干濕劈裂強(qiáng)度比均大于90%，凍融劈裂強(qiáng)度比均大于為80%、空隙率為11%～13%，滿足規(guī)范劈裂強(qiáng)度>0.5 MPa(下面層)、干濕劈裂強(qiáng)度比>75%、凍融劈裂強(qiáng)度比>70%、空隙率9%～14%的要求。②隨著橡膠粉摻量增大，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料干ITS和馬歇爾穩(wěn)定度呈先增大后減小的趨勢(shì)，以峰值劈裂強(qiáng)度確定最佳橡膠粉摻量為20%，在此橡膠粉摻量下，相比SBS改性乳化瀝青冷再生混合料，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料的劈裂強(qiáng)度和馬歇爾穩(wěn)定度均較大。③與普通乳化瀝青冷再生混合料相比，摻加橡膠粉后冷再生混合料空隙率增大，隨著橡膠粉摻量增大，空隙率呈增大趨勢(shì)，這與橡膠粉改性瀝青增柔作用及壓實(shí)后彈性恢復(fù)有關(guān)，因此橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料在施工過程應(yīng)確保足夠的壓實(shí)度。

3　橡膠粉改性的乳化瀝青冷再生混合料強(qiáng)度特性

3.1早期強(qiáng)度

我國(guó)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41 — 2008)對(duì)乳化瀝青冷再生混合料開放交通條件進(jìn)行了規(guī)定，要求冷再生層在加鋪上層結(jié)構(gòu)前必須進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不宜少于7 d，由于對(duì)乳化瀝青冷再生混合料早期開放交通條件把握不準(zhǔn)確導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)車轍等病害，究其原因主要是現(xiàn)行規(guī)范配合比設(shè)計(jì)中只注重了乳化瀝青冷再生混合料的中長(zhǎng)期強(qiáng)度，較少涉及混合料早期強(qiáng)度。實(shí)踐證明，工程應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題最多的往往是混合料早期強(qiáng)度形成階段。本文將成型的雙層車轍板試件在一定溫度和濕度(20 ℃，相對(duì)濕度90%)的養(yǎng)生環(huán)境內(nèi)進(jìn)行模擬養(yǎng)生1～7 d，進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試和鉆取芯樣試驗(yàn)，不同膠粉摻量的橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料劈裂強(qiáng)度和芯樣完整性試驗(yàn)結(jié)果見圖1和圖2。

圖1試驗(yàn)結(jié)果表明: 在20 ℃相對(duì)濕度50%條件下,隨著養(yǎng)生時(shí)間增加,橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料劈裂強(qiáng)度呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系增大,擬合關(guān)系良好。相同養(yǎng)生時(shí)間內(nèi)隨著橡膠粉摻量增大，乳化瀝青冷再生混合料劈裂強(qiáng)度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，在20%～22%橡膠粉摻量時(shí)劈裂強(qiáng)度達(dá)到峰值。相比而言，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料的劈裂強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通乳化瀝青冷再生混合料，20%和22%橡膠粉摻量的乳化瀝青冷再生混合料早期強(qiáng)度大于SBS改性乳化瀝青冷再生混合料。20%橡膠粉摻量的改性乳化瀝青冷再生混合料在20 ℃、90%濕度環(huán)境條件下養(yǎng)生3 d即可取出完整的芯樣，鉆芯試驗(yàn)結(jié)果與SBS改性乳化瀝青冷再生混合料相差不大，可見采用橡膠粉改性乳化瀝青可提高冷再生混合料的早期強(qiáng)度，這對(duì)加快施工進(jìn)度和減少冷再生層早期病害有利。

3.2抗壓回彈模量

抗壓回彈模量是進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選取材料設(shè)計(jì)參數(shù)的重要依據(jù)，是計(jì)算路面結(jié)構(gòu)彎沉與層底彎拉應(yīng)力(應(yīng)變)的關(guān)鍵參數(shù)?？箟夯貜椖Ａ吭嚰苽洌红o壓法成型150 mm(直徑)×150(高)圓柱體試件，半封閉置于60 ℃鼓風(fēng)烘箱養(yǎng)生3對(duì)，養(yǎng)生結(jié)束后測(cè)試件無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量，試驗(yàn)方法嚴(yán)格按照現(xiàn)行瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1　橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料養(yǎng)生期間劈裂強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律Figure 1　Rubber powder modified emulsified asphalt cold reclaimed mixture cleavage strength development regularity during curing stage

圖2試驗(yàn)結(jié)果表明: 橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料的抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量均大于普通乳化瀝青冷再生混合料。隨著橡膠粉摻量增大，改性乳化瀝青冷再生混合料抗壓回彈模量和無(wú)側(cè)向抗壓強(qiáng)度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，在20%橡膠粉摻量時(shí)抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量均出現(xiàn)峰值，摻橡膠粉后乳化瀝青冷再生混合料的抗壓回彈模量900～1200 MPa。與SBS改性乳化瀝青冷再生混合料相比，20%橡膠粉摻量的乳化瀝青冷再生混合料抗壓強(qiáng)度為3.19 MPa，大于SBS改性乳化瀝青冷再生抗壓回彈模量2.92 MPa，抗壓回彈模量也大于SBS改性乳化瀝青冷再生混合料?？梢姴捎孟鹉z粉改性乳化瀝青所生產(chǎn)的冷再生混合料具有較高的強(qiáng)度和較好的柔韌性。

圖2　不同橡膠粉摻量乳化瀝青冷再生混合料抗壓回彈模量試驗(yàn)結(jié)果Figure 2　Rubber powder modified emulsified asphalt cold reclaimed mixturetest

4　橡膠粉改性的乳化瀝青冷再生混合料路用性能

按照現(xiàn)行施工規(guī)范要求采用車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，采用-10℃小梁彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性，采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)復(fù)合改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性。車轍試驗(yàn)參數(shù)為：試驗(yàn)溫度60 ℃，試驗(yàn)輪行走速率(42±1)次/min，試件尺寸為300 mm(長(zhǎng))×300 mm(寬)×100 mm(高)；低溫彎曲試驗(yàn)參數(shù)為：試驗(yàn)溫度為-10 ℃，加載速率為50 mm/min，試驗(yàn)時(shí)采用單點(diǎn)加載方式，支點(diǎn)間距200 mm不同橡膠粉摻量乳化瀝青冷再生混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果見表4、表5。

車轍試驗(yàn)結(jié)果表明: 隨著橡膠粉摻量增大，改性乳化瀝青混合料車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，可見采用橡膠粉改性乳化瀝青方案可改善冷再生混合料的高溫穩(wěn)定性，20%橡膠粉摻量的乳化瀝青冷再生具有較好的抗高溫變形能力，其車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度優(yōu)于SBS改性乳化瀝青冷再生混合料。低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著橡膠粉摻量增大，改性乳化瀝青冷再生混合料抗彎拉強(qiáng)度和彎曲應(yīng)變均增大，20%橡膠粉摻量的改性乳化瀝青冷再生混合料的彎拉應(yīng)變可達(dá)到甚至超過SBS改性乳化瀝青，摻加橡膠粉顯著降低了瀝青混合料的勁度模量，提高了混合料的低溫抗裂性，這主要橡膠粉改性瀝青增強(qiáng)了瀝青混合料的抗破壞強(qiáng)度，增強(qiáng)了瀝青混合料的釋放荷載的能力有關(guān)。

表4 橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果Table4 Rubberpowdermodifiedemulsifiedasphaltcoldreclaimedmixtureruttingtest改性瀝青種類車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度DS/(次·mm-1)60min車轍變形量/mm普通乳化瀝青41491.91215%橡膠粉改性乳化瀝青45221.84318%橡膠粉改性乳化瀝青47371.78520%橡膠粉改性乳化瀝青48851.76622%橡膠粉改性乳化瀝青45741.77624%橡膠粉改性乳化瀝青43121.789SBS改性乳化瀝青45681.748

表5 橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果Table5 Rubberpowdermodifiedemulsifiedasphaltcoldreclaimedmixturelowtemperaturebendingtestresults改性瀝青種類抗彎拉強(qiáng)度/MPa彎拉應(yīng)變/με勁度模量/MPa普通乳化瀝青3.911679.872327.5615%橡膠粉改性乳化瀝青4.481943.232305.4418%橡膠粉改性乳化瀝青4.942053.452405.7120%橡膠粉改性乳化瀝青5.132112.342428.5922%橡膠粉改性乳化瀝青4.711987.342370.0024%橡膠粉改性乳化瀝青4.181865.422240.78SBS改性乳化瀝青4.871979.872459.76

5　橡膠粉改性的乳化瀝青冷再生混合料抗疲勞耐久性

目前許多學(xué)者對(duì)乳化瀝青冷再生混合料的疲勞特性進(jìn)行了了研究，也得到了許多有指導(dǎo)價(jià)值的結(jié)論[13-15]。通常采用間接拉伸疲勞試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗疲勞耐久性，加載方式采用控制應(yīng)力，這種疲勞試驗(yàn)很難模擬實(shí)際車輛荷載對(duì)路面的破壞作用，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性大。研究表明[14-16]，四點(diǎn)彎曲控制應(yīng)變疲勞試驗(yàn)方法過程中瀝青混合料的受力狀態(tài)更接近瀝青路面的實(shí)際情況，且試驗(yàn)方法可操作性強(qiáng)，對(duì)瀝青結(jié)合料敏感性強(qiáng)。本部分疲勞試驗(yàn)采用中四分點(diǎn)加載彎曲試驗(yàn)法，加載模式為應(yīng)變控制方式，按照現(xiàn)行瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20 — 2011中的要求成型大車轍板試件，室溫放置48 h后切割尺寸為400 mm×300 mm×81 mm小梁試件，在美國(guó)進(jìn)口的MTS疲勞試驗(yàn)機(jī)上采用三點(diǎn)加載方式，試驗(yàn)選用200、300、400、500 με共4個(gè)應(yīng)變水平，試驗(yàn)溫度為15 ℃，疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)(僅列舉疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù))及擬合結(jié)果見表6及圖3所示。

表6及圖3試驗(yàn)結(jié)果表明，各應(yīng)變水平下，18%、20%橡膠粉摻量的改性乳化瀝青冷再生混合料疲勞性能相當(dāng)，二者疲勞性能最好，SBS改性乳化瀝青冷再生混合料疲勞性能次之，普通乳化瀝青冷再生混合料疲勞性能最差，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料是普通乳化瀝青冷再生混合料疲勞壽命的1.5倍，可見橡膠粉改性瀝青冷再生混合料的疲勞性能要優(yōu)于SBS改性乳化瀝青冷再生混合料。分析橡膠粉對(duì)冷再生混合料疲勞性能的影響機(jī)理，摻加橡膠粉后柔韌性增強(qiáng)，當(dāng)受到外界重復(fù)荷載時(shí)，橡膠粉改性瀝青在冷再生混合料中通過銀紋作用提高了混合料的整體柔性，橡膠粉改性瀝青的柔性相當(dāng)于在集料與瀝青膠漿之間就存在著一個(gè)應(yīng)力吸收緩沖層，瀝青膠漿產(chǎn)生較大的彈性變形在混合料內(nèi)部起到了卸荷作用。

表6 橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果Table6 Rubberpowdermodifiedemulsifiedasphaltcoldreclaimedmixturefatiguetest改性瀝青種類應(yīng)變水平/με200普通乳化瀝青519534115%橡膠粉改性乳化瀝青768784018%橡膠粉改性乳化瀝青822279820%橡膠粉改性乳化瀝青835813122%橡膠粉改性乳化瀝青755105224%橡膠粉改性乳化瀝青7046016SBS改性乳化瀝青8174321應(yīng)變水平/με30040050089046525476296511116501833716812887414499374232641628681562466466587172263121529640263114505511578313809451206471499845415699169845

圖3　橡膠粉改性乳化瀝青混合料疲勞試驗(yàn)雙對(duì)數(shù)擬合結(jié)果Figure 3　Rubber powder modified emulsified asphalt cold reclaimed mixturedouble logarithmic fitting fatigue test results

6　實(shí)體工程運(yùn)用

從目前國(guó)內(nèi)高速公路上使用的廠拌乳化瀝青冷再生典型的結(jié)構(gòu)形式厚度120～1800 mm，本課題結(jié)合2014年陜西省某高速公路大中修工程，在原有水泥穩(wěn)定基層上進(jìn)行了4 cmSMA13+6 cmAC20+12 cm 20%橡膠粉改性乳化瀝青中粒式乳化瀝青廠拌冷再生鋪筑。生產(chǎn)配合比確定最佳橡膠粉改性乳化瀝青用量為4.3%，拌合用水量為3.8%，水泥摻量為1.5%，RAP摻量為87%。廠拌橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料鋪設(shè)長(zhǎng)度為23.766 km，施工季節(jié)選擇在4月份，冷再生基層鋪設(shè)完成后7 d晝夜平均氣溫18～22 ℃，攤鋪完成后試驗(yàn)段檢測(cè)結(jié)果見表7，攤鋪完成4 d后鉆芯完整率為98.6%，攤鋪完成5 d后開始鋪筑上面層AC16改性瀝青混凝土。

表7 廠拌橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料質(zhì)量檢測(cè)驗(yàn)收結(jié)果Table7 Plantmixedrubberpowdermodifiedemulsifiedasphaltcoldreclaimedmixturequalityinspectionresults項(xiàng)目平整度最大間隙/mm壓實(shí)度/%15℃劈裂強(qiáng)度/MPa馬歇爾穩(wěn)定度/kN干濕劈裂強(qiáng)度比/%殘留強(qiáng)度比/%凍融劈裂強(qiáng)度比/%外觀實(shí)測(cè)結(jié)果 3.4 96.2 0.788.395.893.789.2表面平整密實(shí),無(wú)彈簧,無(wú)明顯壓路機(jī)輪跡質(zhì)量要求≤8 ≥90 ≥0.5 6 75 75 70 表面平整密實(shí),無(wú)彈簧,無(wú)明顯壓路機(jī)輪跡檢測(cè)方法T0931T0924或T0921T0716T0709T0716T0709T0729目測(cè)

工程實(shí)踐證明，采用橡膠粉改性乳化瀝青生產(chǎn)冷再生混合料不需要對(duì)傳統(tǒng)的拌合樓進(jìn)行改造，而且壓實(shí)度、平整度等各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。施工階段路用性能檢測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室差別不大，通過長(zhǎng)達(dá)2 d的試驗(yàn)路檢測(cè)，20%橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料有效地減少了瀝青路面的早期破壞，目前沒有明顯的車轍和開裂病害，路面使用狀況良好，可見橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混凝土延長(zhǎng)了道路的使用壽命，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。

7　結(jié)論

① 采用橡膠粉改性瀝青所生產(chǎn)的乳化瀝青其各項(xiàng)技術(shù)性能均滿足現(xiàn)行瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)要求，將橡膠粉用于生產(chǎn)乳化瀝青在技術(shù)上是可行的。隨著橡膠粉摻量增大，乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的延度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，軟化點(diǎn)指標(biāo)隨橡膠粉摻量的增大而增大，隨著橡膠粉摻量增大，改性乳化瀝青的1、7 d常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性變差，尤其橡膠粉摻量超過22%后1、5 d儲(chǔ)存穩(wěn)定性顯著增大，以此確定橡膠粉摻量不宜超過22%。相比SBS改性乳化瀝青，橡膠粉改性乳化瀝青具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，且具有更高的柔韌性和彈性。

② 20%橡膠粉摻量的改性乳化瀝青冷再生混合料在20 ℃、90%濕度環(huán)境條件下養(yǎng)生3天即可取出完整的芯樣，鉆芯試驗(yàn)結(jié)果與SBS改性乳化瀝青冷再生混合料相差不大，采用橡膠粉改性乳化瀝青可提高冷再生混合料的早期強(qiáng)度提高早期強(qiáng)度，這對(duì)保證低溫環(huán)境下的施工效率具有重要意義。

③ 隨著橡膠粉摻量增大，橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料干ITS和馬歇爾穩(wěn)定度呈先增大后減小的趨勢(shì)，以峰值劈裂強(qiáng)度確定最佳橡膠粉摻量為20%。橡膠粉改性乳化瀝青冷再生混合料具有優(yōu)良的路用性能，橡膠粉改性乳化瀝青可顯著改善冷再生混合料的低溫抗裂性和抗疲勞耐久性。工程實(shí)踐證明，將橡膠粉改性瀝青用于生產(chǎn)冷再生混合料具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1]王宏，郝培文.乳化瀝青冷再生混合料高溫穩(wěn)定性研究[J].公路工程,2013，38(4):191-195.

[2]王衛(wèi)斌.水泥乳化瀝青冷再生混合料性能研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

[3]嚴(yán)金海.瀝青路面冷再生設(shè)計(jì)方法及性能評(píng)價(jià)[D].南京:東南大學(xué)，2006.

[4]JTG F41-2008，瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[5]王宏，郝培文.乳化瀝青冷再生混合料拌和用水量和水泥摻加方式研究[J].公路，2013(9):251-255.

[6]權(quán)登州.乳化瀝青冷再生混合料技術(shù)性能研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009

[7]劉娜. 泡沫瀝青與乳化瀝青冷再生混合料中長(zhǎng)期使用性能研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[8]王宏，劉鋒.乳化瀝青冷再生混合料養(yǎng)生方式研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2015，39(3)：641-646.

[9]肖杰.乳化瀝青冷再生混合料設(shè)計(jì)方法與使用性能研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2007.

[10]王宏，劉鋒.不同養(yǎng)生溫度乳化瀝青冷再生混合料空隙分布特征[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2015，39(2)：388-392.

[11]肖燕.早強(qiáng)型乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)及性能研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2013.

[12]吳中華.橡膠粉改性瀝青及其混合料路用性能研究[D].杭

州：浙江大學(xué)，2013.

[13]韓江國(guó).廢橡膠粉改性瀝青的抗老化性能研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué),2006.

[14]王宏，劉鋒.不同成型方式泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀結(jié)構(gòu)研究[J].公路交通科技.2016,32(2):19-27.

[15]美國(guó)瀝青路面再生指南[M].北京：人民交通出版社，2006.

[16]于永生.摻加水泥的乳化瀝青冷再生混合料設(shè)計(jì)方法與使用性能[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2008.

Study on Strength Characteristics and Road Performance of Rubber Powder Modified Emulsified Asphalt Cold Reclaimed Mixture

CHEN Cheng, XUE Jianrong

(Yellow River Water Conservancy Vocational and Technical College of Water Conservancy Engineering, Kaifeng, Henan 475003, China)

In order to study thestrength characteristics and the road performance of rubber powder modified emulsified asphalt cold reclaimed mixture, and explore the rubber powder modified asphalt is used for the feasibility of cold reclaimed mixture, with the common emulsified bitumen and SBS modification emulsified asphalt are compared, based on the emulsified asphalt cold reclaimed mixture, early strength, mechanical properties and road performance requirements, determine the appropriate dosage of rubber powder .Indoor test results show that: using waste rubber powder preparation of modified emulsified asphalt is feasible, compared with SBS modified emulsified asphalt, rubber powder modified emulsified asphalt has good storage stability, and has higher flexibility and elasticity. Rubber powder modified emulsified asphalt can greatly improve the performance of cold reclaimed mixture, especially improve the low temperature crack resistance of cold reclaimed mixture and fatigue durability. Engineering practice has proved that the rubber powder modified emulsified asphalt cold reclaimed mixture paving completed four days later can be drilled core samples from complete, significantly improve the early strength of cold reclaimed mixture, the rubber powder modified asphalt used in the production of cold reclaimed mixture has significant economic and social benefits.

road engineering; rubber powder modified emulsified asphalt; emulsified asphalt cold reclaimed mixture; Early strength; road performance

2016 — 03 — 08

國(guó)家自然科學(xué)基金-河南省人才培養(yǎng)聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1304503)；國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2013ZX050034-004)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2012CB201198)

陳誠(chéng)(1972 — )，男，江西東鄉(xiāng)人，副教授，研究方向：水利工程安全評(píng)價(jià)，水利工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

U 414.1

A

1674 — 0610(2016)04 — 0072 — 06