袁 野 高 博

(1.西藏自治區(qū)交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督局,西藏 拉薩 850000; 2.招商局公路信息技術(shù)(重慶)有限公司，重慶 400000)

1 概述

廢舊橡膠輪胎的主要成分是天然橡膠和合成橡膠，還有碳黑、硫氧化鋅和硫助劑等添加劑成分。絕大部分是良好的瀝青改性劑，能夠改善瀝青的高低溫性能和抗老化性能，有效延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。在瀝青混合料中加入廢舊輪胎材料，不僅可以有效地解決廢舊輪胎難以處理的問(wèn)題，還可以改善路面材料的使用性能，有著非常顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

目前，橡膠瀝青路面在公路建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛使用。然而，橡膠瀝青混合料中由于添加了高粘度成分，比普通瀝青混合料更為粘稠，采用傳統(tǒng)的熱拌方法生產(chǎn)施工必須提高橡膠瀝青的生產(chǎn)溫度，高溫將加速橡膠瀝青混合料的老化，降低其低溫性能[1]，同時(shí)也需要耗費(fèi)大量能源，排出大量廢氣，對(duì)環(huán)保造成不利影響。

采用溫拌瀝青混合料技術(shù)WMA(Worm Mixture Asphalt)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱拌方法，是解決上述問(wèn)題的一種有效措施，近年來(lái)對(duì)溫拌橡膠瀝青混合料的研究逐漸增多。目前常見(jiàn)的溫拌橡膠瀝青方法有摻加溫拌劑、泡沫瀝青法，常見(jiàn)的溫拌劑又分為蠟類(如Sasobit)、乳化技術(shù)類(如EVOTHEM,KSH-C)和化學(xué)類(如TOR)。

本文通過(guò)在瀝青混合料中添加Sasobit,EVOTHEM,陸路邦三種溫拌劑，降低其拌和、壓實(shí)溫度后，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法研究其體積性能參數(shù)，根據(jù)混合料的狀態(tài)與體積參數(shù)，確定最佳壓實(shí)溫度，準(zhǔn)確指導(dǎo)溫拌橡膠瀝青混合料的施工。

2 試驗(yàn)過(guò)程

本文主要探究在普通橡膠瀝青混合料中摻加Sasobit,EVOTHEM及陸路邦溫拌劑后，所得溫拌橡膠瀝青混合料的體積特性。

級(jí)配和最佳油石比確定：旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型方法能很好地模擬實(shí)際路面施工時(shí)的碾壓情況，如碾壓時(shí)的剪切、揉搓和壓密等，減少集料壓實(shí)過(guò)程中的破碎，同時(shí)集料的排列情況也更接近于實(shí)際路面。試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)定旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型儀的單位壓力為0.6 MPa，設(shè)計(jì)壓實(shí)次數(shù)N設(shè)計(jì)=100次，進(jìn)行改性橡膠瀝青混合料最佳油石比的確定，選用4%,4.5%,5.0%,5.5% 4種不同油石比進(jìn)行對(duì)比。

設(shè)計(jì)級(jí)配如圖1所示，不同油石比下體積參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 不同油石比下體積參數(shù)

油石比/%平均毛體積密度/g·cm-3平均VV/%平均VMA/%平均VFA/%4.52.3477.72123.767.452.3646.44323.172.25.52.3974.5522279.76.02.4132.83121.586.9

不同油石比下的空隙率變化圖如圖2所示，最終選擇目標(biāo)空隙率4%對(duì)應(yīng)的油石比為最佳油石比，由圖2插值可得出，目標(biāo)空隙率對(duì)應(yīng)的最佳油石比為5.2%。

通過(guò)查閱相關(guān)資料，得出溫拌橡膠瀝青中Sasobit的推薦摻量為3%，EVOTHEM的推薦摻量為0.6%，陸路邦的推薦摻量為1%。按照推薦摻量將溫拌劑加入到橡膠瀝青中充分?jǐn)嚢?，并?10 ℃,130 ℃,150 ℃三種不同溫度下成型橡膠瀝青混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件，測(cè)試其體積參數(shù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

在三種不同的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)溫度下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)，得出混合料的體積參數(shù)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同壓實(shí)溫度下的體積參數(shù)

1)空隙率與壓實(shí)溫度的關(guān)系。建立不同溫度下，空隙率與壓實(shí)溫度的關(guān)系，以設(shè)計(jì)空隙率4%為目標(biāo)，得出最佳擊實(shí)溫度范圍，以便指導(dǎo)施工，分析結(jié)果見(jiàn)圖3。

采用插值法可以得出，空隙率4%對(duì)應(yīng)的壓實(shí)溫度為：摻Sasobit的為137 ℃，摻EVOTHEM為133 ℃，摻陸路邦為142 ℃。參考現(xiàn)行的規(guī)范要求空隙率為3%～5%，得出摻Sasobit的最佳的壓實(shí)溫度范圍約120 ℃～150 ℃，摻EVOTHEM的最佳的壓實(shí)溫度范圍約115 ℃～150 ℃，摻陸路邦的最佳的壓實(shí)溫度范圍約122 ℃～150 ℃，相同溫度下，摻EVOTHEM更易于壓實(shí)。

2)VFA與壓實(shí)溫度的關(guān)系。VFA與壓實(shí)溫度的關(guān)系如圖4所示，由圖4可以得出，VFA為65～75范圍內(nèi)正對(duì)的壓實(shí)溫度約為：摻Sasobit的壓實(shí)溫度范圍110 ℃～137 ℃，摻EVOTHEM的壓實(shí)溫度范圍110 ℃～132 ℃，摻陸路邦為110 ℃～140 ℃。因此，摻EVOTHEM更易于壓實(shí)。

3)VMA與壓實(shí)溫度的關(guān)系。VMA與壓實(shí)溫度的關(guān)系如圖5所示，由圖5可以得出，在110 ℃～150 ℃范圍內(nèi)，VMA均能滿足規(guī)范的要求，且隨著壓實(shí)溫度的提高，VV逐漸減少，VMA也隨之減小，摻陸路邦的減小幅度要略微明顯。摻Sasobit的最佳的壓實(shí)溫度應(yīng)大于128 ℃，摻EVOTHEM的最佳的壓實(shí)溫度大于115 ℃，摻陸路邦122 ℃，摻EVOTHEM更易于壓實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，三種溫拌橡膠瀝青混合料中，摻Sasobit的最佳的壓實(shí)溫度范圍約120 ℃～150 ℃，摻EVOTHEM的最佳的壓實(shí)溫度范圍約115 ℃～150 ℃，摻陸路邦的最佳的壓實(shí)溫度范圍約122 ℃～150 ℃，相對(duì)而言，摻EVOTHEM更易于壓實(shí)，說(shuō)明EVOTHEM降粘效果在三種溫拌劑中效果最佳。