界面改性橡膠顆粒瀝青混合料路用性能研究

采用70號(hào)基質(zhì)瀝青,對(duì)應(yīng)用不同界面改性技術(shù)、摻量為2%及3%的橡膠顆粒瀝青混合料的路用性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并與普通橡膠顆粒瀝青混合料及sbs改性瀝青混合料進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:橡膠顆粒瀝青混合料路用性能良好,環(huán)烷油預(yù)處理及tor界面改性技術(shù)可進(jìn)一步提高其路用性能。其中,環(huán)烷油預(yù)處理對(duì)混合料低溫抗裂性有顯著改善,而tor改性能顯著提高混合料水穩(wěn)定性,但兩種界面改性技術(shù)對(duì)混合料的高溫穩(wěn)定性改善均甚微。橡膠顆粒摻量提高對(duì)混合料耐久性不利,其摻量建議不超過3%。

為了評(píng)價(jià)高彈粗糙橡膠顆粒瀝青混合料(hrram)中不同摻量的橡膠顆粒對(duì)混合料路用性能的影響,文章采用二次雙面馬歇爾成型試驗(yàn)方法對(duì)不同橡膠顆粒摻量(橡膠顆粒質(zhì)量與礦料質(zhì)量之比為0％、1.5％、2.5％、3.5％)的hrram進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì),并分別對(duì)瀝青混合料的高溫性能、水穩(wěn)定性能、低溫抗裂性能以及抗?jié)B性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究.試驗(yàn)結(jié)果表明:橡膠顆粒的摻量控制在1.5％～2.5％,hrram具有更顯著的路用性能.

為了研究橡膠顆粒瀝青混合料的黏彈性能,對(duì)不同溫度下3種橡膠顆粒摻量的瀝青混合料進(jìn)行了蠕變性能試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn),采用burgers模型表征橡膠顆粒瀝青混合料的黏彈性能,分析了溫度和橡膠顆粒摻量對(duì)于瀝青混合料黏彈性能的影響。結(jié)果表明:隨著溫度的升高和橡膠顆粒摻量的增加,蠕變變形量逐漸增大,2%橡膠顆粒摻量下瀝青混合料的常、高溫穩(wěn)定性較好,60℃下4%橡膠顆粒摻量的瀝青混合料出現(xiàn)嚴(yán)重的蠕變損傷現(xiàn)象。瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量隨著橡膠顆粒摻量的增大而降低,摻量為2%后繼續(xù)提高橡膠顆粒摻量對(duì)動(dòng)態(tài)模量影響較小。綜合上述因素,確定合理的橡膠顆粒摻量為2%。

橡膠瀝青混合料是一種新型道路材料,可以有效地改善瀝青路面路用性能。鑒于此,首先概述了橡膠瀝青混合料的技術(shù)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而分別從廢舊輪胎膠粉的選擇、橡膠瀝青制備、橡膠瀝青混合料配比設(shè)計(jì)、橡膠瀝青混合料路用性能評(píng)價(jià)方法以及施工注意事項(xiàng)等幾方面,介紹了橡膠瀝青混合料的相關(guān)技術(shù),可為相關(guān)人員了解橡膠瀝青混合料提供參考。

通過對(duì)兩種廠家橡膠瀝青室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比研究,結(jié)果表明,橡膠瀝青采用斷級(jí)配結(jié)構(gòu)要大大好于連續(xù)級(jí)配,也優(yōu)于采用sbs改性瀝青的混合料結(jié)構(gòu)。

橡膠顆粒填充混合料技術(shù)是將廢舊的橡膠輪胎破碎成一定形狀和粒徑的顆粒,以骨料的形式直接添加于瀝青混合料中,用以代替部分集料而形成新型的瀝青混合料,并用于路面鋪裝工程。摻入橡膠顆粒的目的在于改變路面與輪胎的

為進(jìn)一步研究橡膠顆粒瀝青混合料減振降噪機(jī)理。從交通噪聲的產(chǎn)生原因、降噪的影響因素出發(fā),分析國(guó)內(nèi)外針對(duì)瀝青混合料降噪特性的研究現(xiàn)狀,探討橡膠顆粒瀝青混合料降噪特性研究的發(fā)展趨勢(shì),并提出橡膠顆粒瀝青混合料降噪研究的新方向。

橡膠顆粒填充混合料技術(shù)是將廢舊的橡膠輪胎破碎成一定形狀和粒徑的顆粒,以骨料的形式直接添加于瀝青混合料中,用以代替部分集料而形成新型的瀝青混合料,并用于路面鋪裝工程。

為解決大粒徑柔性基層瀝青混合料設(shè)計(jì)問題,采用大量試驗(yàn)和理論分析,對(duì)大粒徑柔性基礎(chǔ)瀝青混合料路用性能特征進(jìn)行來研究,結(jié)果表明,級(jí)配對(duì)大粒徑石柔性基層瀝青混合料疲勞性能影響不大,其抗車轍性能達(dá)到最優(yōu)時(shí),其疲勞性能也能較好,大粒徑柔性基層混合料級(jí)配設(shè)計(jì),可重點(diǎn)考慮其抗車轍性能,空隙率可作為其混合料設(shè)計(jì)控制指標(biāo),級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)嚴(yán)格控制公稱最大粒徑和4.75mm篩孔通過率。

分析了橡膠顆粒瀝青混合料的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)與防凍抗滑作用機(jī)理。為保證橡膠顆粒瀝青混合料的結(jié)構(gòu)整體性和密實(shí)性,確定混合料類型采用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。由于橡膠顆粒的密度與集料的密度差距較大,傳統(tǒng)瀝青混合料級(jí)配組成范圍和設(shè)計(jì)方法顯然已不再適用于橡膠顆粒瀝青混合料。根據(jù)橡膠顆粒瀝青混合料的材料組成特點(diǎn),針對(duì)橡膠顆粒瀝青混合料進(jìn)行了基于主骨料嵌擠的體積法優(yōu)化,提出了橡膠顆粒瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)方法。依據(jù)此級(jí)配設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了橡膠顆粒瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)實(shí)例分析。結(jié)果表明:按照此級(jí)配設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的橡膠顆粒瀝青混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,設(shè)計(jì)的橡膠顆粒瀝青混合料具有良好的路用性能。

在普通ac-20瀝青混合料基礎(chǔ)上,摻入廢舊輪胎橡膠顆粒,并采用抗彎拉強(qiáng)度和最大彎拉應(yīng)變指標(biāo)對(duì)其低溫性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明,抗彎拉強(qiáng)度越高,材料抵抗破壞的能力就越強(qiáng),低溫時(shí)收縮應(yīng)力的能力也越強(qiáng),瀝青混合料的低溫抗裂性能越好。最大彎拉應(yīng)變?cè)酱?表明瀝青混合料在低溫下能夠承受的應(yīng)變?cè)酱?瀝青混合料的低溫抗裂性能就越好。因此,采用低溫彎曲試驗(yàn)來評(píng)價(jià)摻橡膠顆粒的瀝青混合料的低溫抗裂性能是合理的。

通過擺式摩擦系數(shù)儀和鋪砂法分別檢測(cè)了成型板式試件的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度,對(duì)五種級(jí)配對(duì)應(yīng)的摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度進(jìn)行試驗(yàn)研究。研究認(rèn)為,將橡膠顆粒添加到路面中可以改善路面的抗滑性,橡膠顆粒的摻量越多,路面的抗滑性能越好。外摻法獲得的瀝青混合料的抗滑性能要優(yōu)于內(nèi)摻法的。此外,可通過控制關(guān)鍵篩孔4.75的通過率來調(diào)控混合料的抗滑性能。

文章編號(hào):1005-0574-(2010)03-0029-03 廢舊橡膠顆粒瀝青混合料抗滑性能的研究 畢宇聲 1 ,史宏江 2 (1通遼市交通局高等級(jí)公路管理辦公室,內(nèi)蒙古通遼028000;2內(nèi)蒙古通遼市交通工程局) 摘要:通過擺式摩擦系數(shù)儀和鋪砂法分別檢測(cè)了成型板式試件的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度,對(duì)五種級(jí)配對(duì)應(yīng)的摩擦 系數(shù)、構(gòu)造深度進(jìn)行試驗(yàn)研究。研究認(rèn)為,將橡膠顆粒添加到路面中可以改善路面的抗滑性,橡膠顆粒的摻量越多,路面 的抗滑性能越好。外摻法獲得的瀝青混合料的抗滑性能要優(yōu)于內(nèi)摻法的。此外,可通過控制關(guān)鍵篩孔4.75的通過率來 調(diào)控混合料的抗滑性能。 關(guān)鍵詞:道路工程;廢舊橡膠顆粒;抗滑性;構(gòu)造深度;摩擦系數(shù) 中圖分類號(hào):u4141文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a abstract:theco

結(jié)合馬歇爾試驗(yàn)對(duì)最佳瀝青用量進(jìn)行確定,采用低溫劈裂實(shí)驗(yàn)并以抗拉強(qiáng)度、拉伸應(yīng)變、破壞勁度模量,對(duì)外摻法連續(xù)密級(jí)配橡膠顆粒瀝青混合料的低溫力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)表明:在低溫環(huán)境中,隨著溫度的逐漸降低,抗拉強(qiáng)度、拉伸應(yīng)變和破壞勁度模量3種指標(biāo)的變化率較大,力學(xué)性能變化顯著。

廢舊橡膠顆粒改性瀝青混合料需要采用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。推薦使用sma瀝青混合料,橡膠顆粒宜選用2.36mm~4.75mm的級(jí)配,摻量宜控制在2%~3%。橡膠顆粒對(duì)瀝青混合料的改性主要體現(xiàn)在增強(qiáng)混合料的抗車轍性能。

通過對(duì)橡膠顆粒瀝青混合料進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn),并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)和灰熵法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:對(duì)于不同摻量橡膠顆粒的瀝青混合料,摻加3%橡膠顆粒能顯著提高瀝青混合料的低溫性能,其灰熵關(guān)聯(lián)度順序?yàn)?瀝青用量>流值>毛體積密度>空隙率。

用自行研制的路面破冰模擬試驗(yàn)儀研究了橡膠顆粒瀝青混合料路面的破冰能力,考察了不同橡膠顆粒摻量和不同溫度下路面的破冰情況,提出了擺值加權(quán)平均回升量和擺值平均回升率的概念。結(jié)果表明,路面破冰模擬試驗(yàn)儀可用于進(jìn)行室內(nèi)冰雪瀝青路面破冰能力的模擬試驗(yàn);橡膠顆粒瀝青路面比普通瀝青路面更不易結(jié)冰,且橡膠顆粒摻量越高路面的抗滑性能越好;只有在一定的溫度范圍內(nèi)橡膠顆粒瀝青路面才具有良好的破冰能力;擺值加權(quán)平均回升量和擺值平均回升率指標(biāo)可用于定量地描述路面的破冰能力。

以ac-13級(jí)配為基礎(chǔ),橡膠顆粒代替部分細(xì)集料摻入混合料中,對(duì)橡膠顆粒瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾和高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:與普通瀝青混合料相比,橡膠顆粒瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度有所降低,流值稍微偏大,但當(dāng)采用二次成型工藝時(shí),馬歇爾穩(wěn)定度較一次成型工藝顯著提高;橡膠顆粒瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性較普通瀝青混合料有一定程度的提高。

瀝青混合料是一種具有粘性、彈性、塑性的粘彈性材料?；趪?guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,以粘彈性材料的力學(xué)特征為基礎(chǔ),對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)性能要求進(jìn)行分析。隨后進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn),并對(duì)瀝青混合料設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究,得出了lsam-25瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì),對(duì)比了lsam-25、superpave25、atb-25三種瀝青混合料的路用性能,為大粒徑密級(jí)配瀝青混合料路用性能研究提供參考。

通過試驗(yàn)探究了加橡膠的瀝青混合料的低溫抗裂性能,高溫穩(wěn)定性、水溫定性、耐老化性能的影響,與普通混合料對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)橡膠對(duì)提高瀝青的低溫抗裂性,高溫穩(wěn)定性,水溫定性、耐老化性具有非常明顯的效果。

為尋求合理的粗橡膠顆粒瀝青混合料室內(nèi)成型工藝,對(duì)原材料、級(jí)配進(jìn)行了研究和選擇;采用振動(dòng)壓實(shí)與大型馬歇爾二次擊實(shí)成型相結(jié)合的成型方法,運(yùn)用正交試驗(yàn),研究了不同橡膠摻量、振動(dòng)頻率、振動(dòng)時(shí)間、壓實(shí)溫度和壓實(shí)次數(shù)對(duì)粗橡膠顆粒瀝青混合料壓實(shí)效果影響;以空隙率為主要控制指標(biāo)對(duì)混合料的壓實(shí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià);提出了適用于粗橡膠顆粒瀝青混合料的成型工藝;對(duì)不同橡膠摻量的混合料高溫性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),提出了合理的橡膠摻加比例。