黎治春

中國交通建設(shè)股份有限公司

CTOR干法橡膠瀝青混凝土配比設(shè)計及應(yīng)用

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文章首先對CTOR干法橡膠瀝青進行了簡述，然后通過試驗室配比設(shè)計及四川省某主干道的施工應(yīng)用，試驗結(jié)果表明，CTOR橡膠瀝青混合料在水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等方面均有所提高；現(xiàn)場施工采用干法工藝具有便于施工、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，路用性能檢測均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，可進行大范圍推廣應(yīng)用。

CTOR橡膠瀝青；干法；配合比；路用性能

1 引言

橡膠瀝青主要是采用廢舊輪胎膠粉替代改性劑，在高溫作用下拌和成膠結(jié)材料。橡膠瀝青在路面應(yīng)用中，使得瀝青混合料彈性增加，緩解汽車荷載對路面的作用，起到改善路面的受力狀態(tài)，增強抗疲勞能力、抗溫度裂縫和反射裂縫能力，達到延長使用壽命的目的，同時可以大大降低行車噪音，兼?zhèn)渚哂休^強的高溫穩(wěn)定性，提高路面抗老化性能。目前橡膠瀝青路面技術(shù)主要有濕法和干法兩大工藝。

濕法工藝技術(shù)較為成熟，國內(nèi)應(yīng)用范圍較廣。CTOR干法工藝是指添加一種CTOR橡膠反應(yīng)劑，與橡膠粉進行干拌后加入集料中，然后噴入熱瀝青拌制成橡膠瀝青混凝土，主要是通過化學(xué)方式對橡膠和瀝青進行改性。本文首先對CTOR橡膠瀝青混合料進行配比設(shè)計，然后通過對具體工程的應(yīng)用驗證，為CTOR橡膠瀝青的推廣提供例證。

2 CTOR橡膠瀝青混合料配比設(shè)計

2.1 CTOR橡膠瀝青配比試驗

根據(jù)以往的試驗研究結(jié)果，橡膠瀝青性能與膠粉目數(shù)、用量密切相關(guān)，膠粉一般為瀝青用量的15%-20%，CTOR反應(yīng)劑為膠粉用量的4.5%-6.5%，膠粉目數(shù)30目，本次試驗采用5組配比，見表1，試驗結(jié)果見表2。

由試驗結(jié)果表2可以看出，反應(yīng)劑和膠粉摻量同時增大的情況下，橡膠瀝青高溫和低溫性能均有增加，但到達極值時會有所降低；在膠粉摻量一定的情況下，反應(yīng)劑摻量越大，低溫性能和高溫性能均略有增加。就擬施工路段未來通行狀況及氣候來看，車流量較大，夏季氣溫較高、雨量較大，對路面開裂有一定的要求，兼顧耐高溫及經(jīng)濟性因素，方案4#較合適。

2.2 CTOR橡膠瀝青混合料配比試驗

2.2.1 油石比確定

擬實施路段路面上面層設(shè)計為AC-13C細粒式瀝青混合料級配，通過試驗，級配試驗結(jié)果見表3。瀝青采用重交A-70#瀝青，橡膠粉采用30目廢舊輪胎粉。

按設(shè)計的礦料比例配料，采用5種油石比，進行馬歇爾試驗，試驗結(jié)果見表4，設(shè)計級配合成毛體積相對密度為2.697，合成表觀相對密度為2.729。

根據(jù)馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果，得到最佳油石比為4.6%，且VMA（礦料間隙率）滿足設(shè)計要求。

2.2.2 橡膠瀝青混合料驗證試驗

在確定了最佳油石比后，制作橡膠瀝青混合料成型試件進行各項試驗驗證。

制作流程：集料、橡膠粉（瀝青質(zhì)量的20%）和反應(yīng)劑（橡膠粉的6%）干拌20s→摻入80%基質(zhì)瀝青最佳用量→拌和→保溫至少1h（180℃）→成型（160℃-165℃）。

首先對橡膠瀝青混合料成型試件進行馬歇爾穩(wěn)定度、浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度驗證試驗，試驗結(jié)果見表5；

表1 橡膠粉與CTOR反應(yīng)劑配比表

表2 不同配比橡膠瀝青試驗結(jié)果

然后對路用性能進行了試驗驗證。試驗結(jié)果表明：CTOR干法橡膠瀝青混合料的高低溫、水穩(wěn)定性、滲水性指標(biāo)均能滿足改性瀝青混合料相應(yīng)的規(guī)范要求。

表4 AC-13C瀝青混合料配合比馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果

表5 橡膠瀝青設(shè)計配合比馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果

表6 CTOR干法橡膠瀝青混凝土上面層現(xiàn)場試驗檢測結(jié)果

3 CTOR橡膠瀝青混合料路面施工驗證

3.1 試驗路段工程概況

本次試驗路段選取在四川省某主干道K10+00-K11+000段，道路紅線寬度45m，主車道為雙向六車道，路面上面層設(shè)計為5cm厚AC-13c細粒式改性瀝青混凝土；在此段鋪筑CTOR干法橡膠瀝青主要為檢驗橡膠瀝青上面層生產(chǎn)配合比，驗證試驗室合格數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時制訂合理可行的施工工藝，以求得最佳的施工組織方式和必要的過程參數(shù)。

3.2 混合料的拌和生產(chǎn)

CTOR橡膠瀝青在拌合過程中，先將集料、橡膠粉及CTOR干拌20s，然后加入瀝青濕拌40s。膠粉和反應(yīng)劑通過標(biāo)定的容器進行計量，采用大功率鼓風(fēng)裝置將膠粉和反應(yīng)劑經(jīng)通風(fēng)管道吹入拌合站的拌缸內(nèi)。由于橡膠瀝青在生產(chǎn)中的需要，在出廠后需要進行不小于1小時的燜料過程，使橡膠反應(yīng)劑與膠粉、瀝青充分化學(xué)反應(yīng)，以提高混合料的路用性能，在滿足燜料時間后，方可開始攤鋪施工。

3.3 混合料的攤鋪碾壓

CTOR橡膠瀝青混合料在施工過程中需嚴格按照試驗控制瀝青和集料的加熱溫度及瀝青混合料的出廠溫度，混合料的出料溫度175℃～185℃，運輸至現(xiàn)場的溫度165℃～175℃，凡不符合溫度要求的混合料堅決不用于施工。攤鋪碾壓過程與一般SBS改性瀝青混合料的攤鋪基本一致。

3.4 應(yīng)用驗證

路段施工完成后，按照驗收評定相關(guān)要求，對實施段進行了現(xiàn)場檢測，檢測項目包括壓實度、彎沉、平整度及滲水系數(shù)等，檢測結(jié)果見表6。

通過上表數(shù)值反應(yīng)，本試驗段路面相關(guān)性能滿足規(guī)范要求。

在試驗路段完成開放交通近23個月，對現(xiàn)場進行了跟蹤觀測，未發(fā)現(xiàn)裂縫、松散、車轍等質(zhì)量病害，表面功能狀況良好。

4 結(jié)語

CTOR干法橡膠瀝青混凝土在四川省某主干道的試驗應(yīng)用表明，對瀝青添加CTOR反應(yīng)劑及膠粉進行改性，提高了混合料的路用性能，體現(xiàn)出了橡膠瀝青路面具有較好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、降噪、抗老化等性能，各方面性能均能滿足規(guī)范對改性瀝青混合料的要求，同時CTOR顯著的降粘效果，使混合料在施工和易性上有所提高，有利于現(xiàn)場施工，且能減少污染、降低能耗，驗證了橡膠瀝青路面的優(yōu)越性，能夠在今后的瀝青混凝土路面工程中推廣應(yīng)用。

[1]城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范(CJJ-2008)[S].中國建筑工業(yè)出版社,北京,2008.

[2]許光宇,李志剛.小浪底專線改造工程CTOR干法橡膠瀝青混合料性能研究[J].交通科技,2013(6):90～92.

黎治春:大學(xué)本科,工程師,中國交通建設(shè)股份有限公司總承包經(jīng)營分公司,福建省福州市福清市萬安路1號凱宴大酒店13樓中交公司