鄭牡丹

摘要：高速公路和一般等級公路通車多年后，路面磨損增加，其抗滑能力就會大幅度下降，安全性也有所降低，而現(xiàn)在普遍的維護(hù)方式就是采取最有效的微型表面處理（即微表處），增加路面表面粗糙度，以便增大路面的抗滑性能。近年來，微表處作為一種經(jīng)濟(jì)、快速、有效的路面處治方法被公路人廣泛應(yīng)用于高速路、一般等級公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和公路病害維修工程中。微表處施工就是采用專業(yè)機(jī)械設(shè)備將幾種符合技術(shù)規(guī)范指標(biāo)要求的粗集料、細(xì)集料、改性乳化瀝青、填料、水和添加劑等材料按照設(shè)計(jì)配比拌合成稀漿混合料攤鋪在原路面上，形成具有高抗滑性能、低噪音、和耐久性能好的薄層路面。通過室內(nèi)試驗(yàn)對廢胎膠粉改善微表處混合料性能進(jìn)行研究，認(rèn)為廢胎膠粉的摻加有利于提高混合料的油石比，降低行車噪音，提高微表處的耐久性。

關(guān)鍵詞：微表處;廢胎膠粉

中圖分類號：U418.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

微型表面處理以下稱微表處。微表處作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，由于國內(nèi)交通車輛超載嚴(yán)重，且夏季氣溫較高，故國內(nèi)微表處施工時(shí)油石比控制一般比國外微表處油石比低1%-2%，以保證微表處路面不泛油，抗滑性能滿足要求，從而使微表處維修的路面在使用過程中，使用耐久性一般為3-5a，很難達(dá)到國外資料講的5—8a，另外經(jīng)過微表處的路面行車車內(nèi)噪音較大，嚴(yán)重影響了行車舒適性，因此，如何提高微表處的耐久性，提高行車舒適性的研究就很有必要。

一般情況下，優(yōu)化微表處石料級配，提高改性乳化瀝青性能，提高混合料油石比，可提高微表處路面的耐久性，其中提高混合料油石比對耐久性的提高尤為重要，通常增加石料級配粉細(xì)集料含量，或者在混合料里加入短纖維材料都可以提高油石比，在實(shí)踐工程中已經(jīng)被使用，那么有沒有更好的材料加入混合料來提高油石比，從而提高混合料的性能呢？

我國每年產(chǎn)生的上千萬噸廢舊輪胎日益成為環(huán)境的公害，把廢舊輪胎加工成膠粉是常用的處理方法，廢胎膠粉作為一種瀝青改性材料，可提高熱瀝青混合料的性能，降低行車噪音，現(xiàn)已在公路工程中被廣泛利用，實(shí)現(xiàn)了廢胎膠粉無害化處理和利用的環(huán)保問題，而且還有助于改善瀝青路面質(zhì)量，延長路面的使用壽命，從而節(jié)約建設(shè)投資。如果將適量的廢胎膠粉常溫下直接加到微表處混合料中，不但可以提高廢物再生利用率，還可以提高微表處混合料的柔度，降低微表處路面的噪音，提高行車舒適性，而且由于廢胎膠粉比表面積較大，將吸附較多的瀝青，形成高油石比的微表處路面，有較強(qiáng)防水損害的能力，可以提高路面的耐久性，所以把廢胎膠粉加入到微表處混合料，故研究混合料性能是否滿足要求就顯得十分必要，現(xiàn)將室內(nèi)試驗(yàn)研究總結(jié)如下。

1原材料的選擇

1.1集料

微表處所用集料要求堅(jiān)固、抗滑、潔凈，可采用不同規(guī)格的粗細(xì)集料、礦粉等摻配而成。本試驗(yàn)采用5一10mm、3—5mm、0—3mm三種規(guī)格的玄武巖，合成級配砂當(dāng)量67%，符合≥65%的技術(shù)要求。

1.2改性乳化瀝青

試驗(yàn)采用中海油90#基質(zhì)瀝青，國產(chǎn)品牌慢裂快凝乳化劑，通過膠體磨制備乳化瀝青。外摻法加入SBR膠乳改性劑，其改性乳化瀝青主要技術(shù)指標(biāo)及檢測結(jié)果如下：蒸發(fā)殘留物含量測試值為63%，標(biāo)準(zhǔn)要求為≥60%;針入度（100g，25℃，5s）測試值為73，標(biāo)準(zhǔn)要求為40—100;軟化點(diǎn)測試值為58℃，標(biāo)準(zhǔn)要求為≥53℃;延度在5℃水里測試值為31cm，標(biāo)準(zhǔn)要求為>t20cm。

1.3填料

試驗(yàn)選用的是強(qiáng)度等級為32.5的普通硅酸鹽水泥，摻量為2%。

1.4廢胎膠粉

本次試驗(yàn)采用細(xì)度為40目的廢胎膠粉，直接將膠粉摻人級配集料內(nèi)，摻量分別選取2%、3%、4%。

1.5水

試驗(yàn)中的用水均采用自來水。

2微表處混合料試驗(yàn)

本次試驗(yàn)級配采用MS-3型級配，考慮到外加水泥量2%，廢膠粉的加入都會對礦料級配產(chǎn)生影響，所以試驗(yàn)級配沒有按標(biāo)準(zhǔn)級配設(shè)計(jì)，試驗(yàn)級配結(jié)果如下：9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075各篩孔合成級配數(shù)據(jù)分別為100、77、52、35、24、16、11、8，符合MS-3型混合料級配上下限要求，具體如圖1所示。

2.1廢胎膠粉對礦料堆積密度的影響

每一種集料級配曲線都對應(yīng)一個(gè)堆積密度，集料的干濕變化，外摻膠粉的變化都會對堆積密度產(chǎn)生影響，堆積密度變化會影響施工的油石比，微表處機(jī)械施工時(shí)是以石料質(zhì)量為基礎(chǔ)計(jì)算油石比的，施工過程如果堆積密度發(fā)生變化，石料質(zhì)量就隨之變化，油石比就會變化。因此，需測定礦料自然堆積狀態(tài)下的密度完成由質(zhì)量到體積的換算，進(jìn)一步為施工提供依據(jù)。不同廢胎膠粉摻量的礦料堆積密度不同，具體試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)為：膠粉摻量為0%時(shí)的堆積密度為1.76g/cm3，膠粉摻量為2%時(shí)的堆積密度為1.72g/cm3，膠粉摻量為3%時(shí)的堆積密度為1.68g/cm3，膠粉摻量為4%時(shí)的堆積密度為1.67g/cm3。由此試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：隨著廢胎膠粉摻量的增加堆積密度呈現(xiàn)出遞減的趨勢，也就是說微表處施工厚度相同時(shí)混合料密度小，密度小混合料彈性就大，降噪的作用就會大。

2.2廢胎膠粉對礦料級配的影響

將不同摻量的廢胎膠粉分別摻入集料拌勻，進(jìn)行礦料級配篩分試驗(yàn)。分析廢胎膠粉的加入對礦料級配的影響，如圖1所示。

由圖1直觀看出，廢胎膠粉的加入對礦料級配的影響并不大。對1.18mm粒徑以上的級配沒有造成影響，僅對0.3mm、0.6mm兩檔集料的通過率約有1—2%的提高，這是因廢胎膠粉的粒度所導(dǎo)致，這種影響均在規(guī)范范圍之內(nèi)。

2.3廢胎膠粉對拌和時(shí)間的影響

拌和時(shí)間試驗(yàn)是微表處施工中非常重要的一個(gè)試驗(yàn)，拌和時(shí)間決定了施工的成敗，從拌和時(shí)間試驗(yàn)可以確定混合料的外加水量、可拌和時(shí)間、成漿狀態(tài)、破乳時(shí)間，廢胎膠粉的加入對拌和時(shí)間影響見表1所列。

由拌和情況來看，隨著廢胎膠粉摻入量的增加拌和時(shí)間減少;要想獲得足夠的拌和時(shí)間必須增加用水量;在試驗(yàn)過程中觀察到適量廢胎膠粉的摻入對稀漿混合料的漿狀有所改善，對外加水量、拌和時(shí)間、破乳時(shí)間影響不大;提高廢胎膠粉摻量適當(dāng)提高用水量可以滿足拌和時(shí)間要求。

2.4廢胎膠粉對混合料性能的影響

分別制備不同廢胎膠粉摻量的濕輪磨耗和負(fù)荷輪試件，從而檢驗(yàn)加入廢胎膠粉后稀漿混合料的抗水損害能力、抗車轍變形能力，以確定瀝青用量，具體見表2所列。

通過表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：普通微表處混合料油石比在6.0%時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)能滿足要求;當(dāng)摻加廢胎膠粉時(shí)可以提高微表處混合料的油石比，每提高1%膠粉摻量可以提高油石比1%;同樣的油石比膠粉摻量增加負(fù)荷輪試驗(yàn)變形變小，說明混合料高溫穩(wěn)定性好;當(dāng)廢胎膠粉摻量為4%混合料油石比增加到9.9%時(shí)，磨耗值仍不能滿足要求，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用過程中工程造價(jià)的因素?fù)搅坎灰顺^4%，實(shí)際應(yīng)用2%-3.5%較為適宜。

2.5廢胎膠粉對粘聚力的影響

粘聚力試驗(yàn)用于確定稀漿混合料的初凝時(shí)間和開放交通時(shí)間，粘聚力大說明混合料初期強(qiáng)度好，初期強(qiáng)度影響混合料的耐久性，不同廢胎膠粉摻量的粘聚力如下列試驗(yàn)數(shù)據(jù)所示：膠粉摻量為0%，2%，3%，4%時(shí)30min粘聚力分別為0.9N.m，1.3N.m，2.0N.m，1.7N.m;而相應(yīng)膠粉摻量下60min粘聚力分別為2.3N.m（中度成型），2.6N.m（完全成型），2.4N.m（中度成型），2.3N.m（中度成型）。規(guī)范技術(shù)要求為：30min粘聚力>1.2N.m，60min粘聚力>2.0N.m且至少為初級成型。

從以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，廢胎膠粉的加入對稀漿混合料30min的初期成型效果有一定的影響，隨廢胎膠粉的摻量增大30min的粘聚力值有所增大;60min的粘聚力值顯示：2%廢胎膠粉摻量的粘聚力值最大且試樣為完全成型，沒有任何破損和裂紋;3%、4%廢胎膠粉摻量對60min的粘聚力值影響并不大，這是因做試件時(shí)水量和油石比不同引起的，總體可認(rèn)為摻加廢胎膠粉后的粘聚力值稍大于普通微表處混合料，可以滿足快開放交通的要求。

3結(jié)論

（1）通過摻加廢胎膠粉對微表處混合料性能試驗(yàn)研究認(rèn)為，摻加廢胎膠粉可以改善混合料的性能，提高混合料油石比，可提高混合料的高溫性能。

（2）廢胎膠粉的摻入改善了混合料的堆積密度，摻量在2%-3.5%時(shí)對石料級配影響不大，通過廢胎膠粉的加入提高了混合料的彈性，可有效降低行車噪音。

（3）與普通微表處混合料相比，每增加1%的廢胎膠粉油石比需提高1%，但廢胎膠粉摻量不宜大于3.5%，加入廢胎膠粉不會影響混合料的成型時(shí)間和強(qiáng)度。

（4）廢胎膠粉摻入后保留了普通微表處防水、抗滑等優(yōu)點(diǎn)，而且還改善了成漿狀態(tài)、初期成型效果，降低了行車噪音，同時(shí)廢舊輪胎也得到了再生利用，利于環(huán)境保護(hù)，值得推廣應(yīng)用。