楊霞，陳怡宏，崔立龍，伍任雄

（1重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶 400015；2重慶交通大學 土木工程學院，重慶 400074）

0 引言

隨著我國公路建設(shè)的發(fā)展，人們對路面的要求越來越高[1]。透水瀝青面層（OGFC）具有防滑、降噪性能優(yōu)越、施工方便、造價低等優(yōu)點，逐漸受到重視[2-3]。OGFC的路面結(jié)構(gòu)相比普通路面對瀝青與石料的黏結(jié)能力提出了更高的要求[4-6]，往往需要采用高黏度瀝青來滿足其使用性能和耐久性要求[7-9]，目前OGFC所需高黏度改性瀝青多為進口。本研究采用廢橡塑高黏改性瀝青作為透水瀝青路面膠結(jié)料，理論實驗和工程實踐證明OGFC能夠達到建設(shè)工程對高黏度改性瀝青的要求，在公路瀝青路面建設(shè)中推廣性較好。

表1 廢膠粉的物化性能

表2 廢塑料的基本性能

表3 改性瀝青混凝土制備

1 原材料及制備

1.1 原材料

（1）基質(zhì)瀝青：采用市售殼牌70#瀝青。

（2）橡膠粉：混合橡膠粉包括天然橡膠屑和廢舊輪胎，顆粒細度30目，物化性能見表1。

（3）廢塑料：熱塑性樹脂PP，基本性能見表2。

（4）集料：粗集料和細集料為重慶地區(qū)出產(chǎn)的碎石。

1.2 制備方式

采用濕法制備改性瀝青：首先按比例準確稱量混合橡膠粉所需各組分的質(zhì)量，將各組分橡膠混合后加入到190℃的基質(zhì)瀝青中，加入的同時進行低速攪拌，一段時間后用高速剪切儀剪切攪拌60min，即可制得改性瀝青。按比例與粗細集料攪拌、澆筑、成型瀝青混凝土試件。技術(shù)參數(shù)見表3。

2 實驗方法

2.1 高溫穩(wěn)定性

采用室內(nèi)小型往復式車轍試驗JTG E20-2011 T0703：按標準成型瀝青試件，實驗溫度60℃，試驗輪頻率42±1次/min，測定試塊隨時間的變形量。

2.2 低溫抗裂性

按照瀝青混合料彎曲試驗規(guī)程JTG E20-2011 T0715進行：試驗溫度為-10℃，加載速率為50mm/min，試件尺寸30mm×35mm×250mm，跨徑為200mm。

2.3 水穩(wěn)定性

（1）瀝青與集料粘附性試驗：水煮法和水浸法按照JTG E20-2011執(zhí)行。

（2）浸水馬歇爾試驗：按照JTG E20-2011 T0709執(zhí)行。

（3）凍融劈裂試驗：按照JTG E20-2011 T0729執(zhí)行。

2.4 滲水系數(shù)

采用路面滲水儀進行試驗，按照JTG E20-2011 T0730執(zhí)行。

3 結(jié)果及討論

3.1 高溫穩(wěn)定性

試驗結(jié)果見表4。

表4 OGFC混合料車轍試驗結(jié)果（單位：次/mm）

由表4的實驗數(shù)據(jù)可知：OGFC混合料的動穩(wěn)定度平均值為3240次/mm，可以滿足規(guī)范對重要交通路段的要求。

3.2 低溫抗裂性

OGFC混合料試件的抗彎拉強度及應變見表5。

[66]U Nu, Burma Looks Ahead: Translation of Selected Speeches by the Hon’ble U Nu from 19th July 1951 to 4th August 1952. Rangoon, Government printing and Stationary, 1953, p. 98.

表5 OGFC瀝青混合料低溫彎曲試驗結(jié)果

一般來說，抗彎拉強度對路面結(jié)構(gòu)強度性能的影響最關(guān)鍵，抗彎拉強度與其在低溫下抗破壞及抗裂能力呈正相關(guān)性；對于彈塑性材料來說，彈塑性限度內(nèi)破壞彎拉應變越大，結(jié)構(gòu)破壞時產(chǎn)生的形變量越大，說明結(jié)構(gòu)的低溫抗裂性能越好。由表5可知：OGFC混合料的抗彎拉強度較小，但破壞彎拉應變較大。一方面因為改性瀝青混合料的黏度較高，在其破壞強度限度內(nèi)能產(chǎn)生較大的形變；另一方面是因為OGFC混合料內(nèi)部空隙率較大，在受到外力時內(nèi)部空隙被壓縮是其發(fā)生變形的主要原因。

3.3 水穩(wěn)定性

3.3.1 瀝青與集料粘附性試驗

（1）水煮法試驗發(fā)現(xiàn)：集料表面的橡膠瀝青分布均勻，沒有出現(xiàn)明顯的脫落現(xiàn)象，說明瀝青與集料的粘附性能較好，根據(jù)表6評定粘附性等級5級。

表6 瀝青與集料粘附性等級

（2）經(jīng)過水浸試驗后，橡膠瀝青膜在集料表面牢固粘附保存完整，基本上沒有剝落現(xiàn)象，根據(jù)表6評定粘附性等級5級。

水煮法與水浸法的試驗結(jié)果均表明改性瀝青對集料具有良好的膠結(jié)能力，穩(wěn)定性好，有利于OGFC的耐久性，適合路面工程使用。

3.3 .2浸水馬歇爾試驗

試驗結(jié)果見表7。

表7 OGFC混合料浸水馬歇爾試驗結(jié)果

3.3 .3凍融劈裂試驗

凍融劈裂試驗結(jié)果見表8。

表8 OGFC混合料凍融劈裂試驗結(jié)果

通過浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗 （表7和表8），OGFC混合料具有較好的穩(wěn)定性和良好的抗凍融能力，其馬歇爾殘留穩(wěn)定度達92.3%，凍融劈裂殘留強度比為86.2%，說明OGFC具有良好的穩(wěn)定性和耐久性，能滿足規(guī)范要求。

3.4 滲水系數(shù)

試驗結(jié)果見表9。

表9 高黏改性瀝青OGFC路面滲水系數(shù)試驗

由滲水系數(shù)試驗結(jié)果（表9）可知：高黏改性瀝青OGFC的透水能力極強，遠遠高于密級配瀝青混凝土與SMA混合料的參數(shù)要求。在保證一定強度和耐久性的條件下可以輕易將路面水排走，防止積水或水膜形成。一方面避免了OGFC長時間浸泡導致的材料提前老化，性能降低；另一方面保證路面干燥，防止車輪遇到積水或冬天路面結(jié)冰打滑，有利于行車安全。

4 工程實例

某工程采用廢橡塑高黏改性瀝青OGFC進行施工建設(shè)。通過利用廢塑料廢橡膠為瀝青改性劑制備橡塑高黏改性瀝青代替進口高黏瀝青用于OGFC，使資源得到了循環(huán)利用，綠色環(huán)保，同時有效降低了生產(chǎn)成本。通過工程實踐檢驗，廢橡塑高黏改性瀝青OGFC材料技術(shù)在該類路面建設(shè)工程中具有良好的推廣價值。

5 結(jié)論

（1）廢橡塑改性瀝青OGFC混合料的動穩(wěn)定度平均值達3240次/mm，馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂殘留強度比分別為92.3%和86.2%，滲水系數(shù)為1264ml/min。廢橡塑改性瀝青OGFC混合料具有強度可觀、水穩(wěn)定好、耐久性好、滲水性強的優(yōu)點，可以滿足規(guī)范對工程的要求。

（2）廢橡塑改性瀝青OGFC混合料的抗彎拉強度較小，但破壞彎拉應變較大。改性瀝青混合料的高黏度可能導致其破壞強度限度內(nèi)能產(chǎn)生較大的形變，另一方面OGFC混合料內(nèi)部空隙率較大，在受到外力時內(nèi)部空隙被壓縮是其發(fā)生變形的主要原因。因此，用破壞彎拉應變指標來檢驗OGFC混合料的低溫性能可能不夠準確，在以后的研究中值得關(guān)注。

（3）廢橡塑改性瀝青OGFC混合料的透水系數(shù)很高，可將路面水高效排走，避免路面積水和低溫凍害，適合西南地區(qū)潮濕多雨的氣候條件，但必須下設(shè)不透水層，將水從路面結(jié)構(gòu)兩側(cè)排走，防止產(chǎn)生路面水損害。

（4）廢橡塑改性瀝青利用了廢棄的橡膠和塑料，有利于降低成本，資源回收利用和環(huán)保建設(shè)，在實際工程運用中取得了良好的環(huán)保價值和經(jīng)濟效益。