1、第38卷第7期2010年7月同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版JO URNAL OF TON GJI UNIVERSITY (NATURAL SCIEN CE Vol .38No .7Jul .2010文章編號(hào):0253-374X (201007-1023-06DO I :10.3969/j .issn .0253-374x .2010.07.015收稿日期:2009-04-27基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資肋項(xiàng)目(50308021作者簡(jiǎn)介:黃衛(wèi)東(1970,男,副研究員,工學(xué)博士,主要研究方向?yàn)榈缆饭こ獭r青與瀝青混合料.E -mail :hw d tongji .edu .cn橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性

2、影響因素試驗(yàn)黃衛(wèi)東1,王偉2,黃巖3,李彥偉4(1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201804;2.上海浦東路橋?yàn)r青材料有限公司,上海200122;3.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院,上海200092;4.石家莊市交通運(yùn)輸局,河北石家莊050051摘要:通過(guò)室內(nèi)車(chē)轍試驗(yàn)和浸水車(chē)轍試驗(yàn),采用單因素對(duì)比分析的方法,對(duì)橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能的主要影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究.試驗(yàn)結(jié)果表明,膠粉來(lái)源、膠粉摻量、油石質(zhì)量比、空隙率等因素,對(duì)于橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響比較顯著,基質(zhì)瀝青對(duì)高溫穩(wěn)定性也有一定程度的影響,而膠粉細(xì)度等因素所產(chǎn)生的影響較小.盡管不同級(jí)配形式下混合料常規(guī)動(dòng)穩(wěn)定度的測(cè)試結(jié)

3、果差異不大,但由于浸水對(duì)比車(chē)轍試驗(yàn)條件下動(dòng)穩(wěn)定度的衰減幅度最小,因此,礦粉比例低且細(xì)料較少的間斷級(jí)配形式更適用于橡膠改性瀝青.關(guān)鍵詞:橡膠瀝青;橡膠瀝青混合料;車(chē)轍試驗(yàn);動(dòng)穩(wěn)定度中圖分類(lèi)號(hào):U 416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AInfluencing Factor Researchon High -temperaturePerformanceofAsphaltRubber Mix tureHUAN G Weidong 1,WANG Wei 2,HUANG Yan 3,LI Yanwei4(1.Key La boratory of Roa d and Tra ffic Engineering of t

4、he Ministry of E duca tion ,T o ng j i University ,Sha nghai 201804,China ;2.Sha nghai Pudong Ro ad &Bridge Aspha lt -based Material C ompa ny ,Sha nghai 200122,China ;3.Shangha i Munic ipal Enginee ring Design Institute ,Sha nghai 200092,China ;4.Shijia zhua ng Burea u of Tra nsporta tion ,Shijiazh

5、ua ng 050051,China Abstract :Based on single -factor analysis ,rutting test and immersion rutting test were made to study the influencing fa ctors on high -temperature performanc e of asphalt rubber (AR mixture .Test results show that crumb rubber modifier (CRM source ,CRM content ,asphalt c ontent

6、and air voids have great influence on high -temperature perform ance of AR m ixture ,while the effect of base asphalt and CRM size /gra dation on high -temperature performance is not so obvious .Though the rut ting test results under different aggregate gra dations do not show much variation ,the ga

7、p gradation with less mineral filler and less fine aggregate performs better inimmersion rutting test ,thus the gap gradation with less mineral filler is suitable for application in asphalt rubber mixture .Key wo rds :asphalt rubber ;asphalt rubber m ixture ;rutting test ;dynamic stability橡膠瀝青混合料由于其

8、突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和足夠的高溫穩(wěn)定性,已逐步在國(guó)內(nèi)道路工程中得到應(yīng)用1.與其他改性瀝青混合料相比,橡膠瀝青混合料膠粉摻量大,膠粉與基質(zhì)瀝青改性機(jī)理有所不同.以亞利桑那州橡膠瀝青規(guī)范為例,同時(shí)具有以下特點(diǎn)2:油石質(zhì)量比高,一般為7.0%8.5%,對(duì)于一般瀝青混合料,如此高的用油量,其高溫穩(wěn)定性能難以保證;級(jí)配中允許不摻加礦粉(小于0.075mm 的細(xì)料,而一般瀝青混合料中礦粉對(duì)于提升高溫穩(wěn)定性、防止析漏、填充空隙等作用顯著;混合料的設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率達(dá)到4.5%6.5%,較一般瀝青混合料大1%2%.常規(guī)瀝青混合料的研究表明,較大的空隙率可能導(dǎo)致高溫穩(wěn)定性下降、抗水損能力減弱.筆者針對(duì)橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)

9、定性的擔(dān)憂,采用車(chē)轍試驗(yàn)及浸水車(chē)轍試驗(yàn),對(duì)其高溫穩(wěn)定性進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究,并據(jù)此對(duì)橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響因素及影響程度進(jìn)行了比較與研究.1試驗(yàn)方法與方案1.1橡膠瀝青對(duì)橡膠瀝青的改性采用濕法(w et process 工藝,即在1855下,用強(qiáng)力攪拌器以250r min -1轉(zhuǎn)速將瀝青與橡膠粉混合攪拌90min ,橡膠粉的摻量為橡膠瀝青質(zhì)量的19%.基質(zhì)瀝青采用加德同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版第38卷士70#,埃索70#,中海70#,河北宏潤(rùn)70#,東海金山70#,盤(pán)錦90#、加德士90#等7種型號(hào).橡膠粉選用4種膠粉,產(chǎn)地分別為上海、河北、四川、南京,其中,上海與河北的膠粉為大貨車(chē)子午胎膠

10、粉,四川與南京的膠粉為非大貨車(chē)膠粉.膠粉細(xì)度以20目為主,南京膠粉還包括60和80目?jī)煞N細(xì)度.橡膠改性瀝青常規(guī)指標(biāo)的實(shí)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1所示.表1用于試驗(yàn)研究的橡膠瀝青常規(guī)指標(biāo)Tab.1Conventional req uirement o f asphalt rubber基質(zhì)瀝青膠粉種類(lèi)25針入度/0.1mm軟化點(diǎn)/177粘度/(Pas加德士70#上海,20目38.368.43.3加德士70#河北,20目36.569.03.5加德士70#南京,80目54.560.01.8加德士70#南京,20目43.564.52.1加德士70#南京,60目49.561.71.6加德士70#四川,20目47.860

11、.61.4河北宏潤(rùn)70#河北,20目36.670.94.1河北宏潤(rùn)70#上海,20目埃索70#上海,20目34.868.03.2中海70#上海,20目38.465.62.9東海金山70#上海,20目39.566.12.9加德士90#上海,20目51.262.22.7盤(pán)錦90#上海,20目48.864.63.01.2集料與級(jí)配集料包括江蘇茅迪玄武巖和江蘇溧陽(yáng)石灰?guī)r兩種,篩分成13.209.50,9.504.75,4.752.36, 2.360.075等4檔.對(duì)壓碎值、磨耗值、針片狀含量等指標(biāo)的測(cè)試表明,所用集料的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足現(xiàn)行規(guī)范的技術(shù)要求.由于我國(guó)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)、施

12、工規(guī)范中尚無(wú)橡膠瀝青混合料專(zhuān)用級(jí)配的技術(shù)要求,因此,在級(jí)配選擇上參考了國(guó)外的經(jīng)驗(yàn).橡膠瀝青的粘度較大,在集料表面所形成的油膜較厚,因此,國(guó)外在膠粉摻量較大的情況下,級(jí)配選擇上比較傾向于細(xì)料較少的間斷級(jí)配,而且往往選擇具有較大空隙率的半開(kāi)級(jí)配,其中又以美國(guó)亞利桑那州推薦的間斷級(jí)配為代表2-3.筆者參考亞利桑那州的間斷級(jí)配范圍,選擇了粗、中、細(xì)三種級(jí)配;為了對(duì)比分析,還增加了目前常用的連續(xù)級(jí)配(AC-13和間斷級(jí)配(SMA-13兩種形式.在試件成型中,4.75mm以上的粗集料選擇玄武巖,4.75mm以下選擇石灰?guī)r.選用的各種級(jí)配如表2所示.表2試驗(yàn)中選用的各種級(jí)配(質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab.2Aggrega

13、te gradations in the test(quality p ercenrage%級(jí)配篩孔尺寸/mm13.2009.5004.7502.3600.075AR-AC-13粗11006530200AR-AC-13中11007035210AR-AC-13細(xì)11007240280 SMA-131006025248AC-131007439306注:1為了提高混合料的抗凍融劈裂性能,參考國(guó)內(nèi)外的工程經(jīng)驗(yàn),在混合料中還外摻了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的普通硅酸鹽水泥.1.3車(chē)轍試驗(yàn)根據(jù)車(chē)轍試驗(yàn)要求,需在試驗(yàn)室中成型300mm300m m50mm的車(chē)轍板試件(壓實(shí)40次.考慮到道路攤鋪時(shí)混合料存在短期老化的

14、實(shí)際情況,在試件成型時(shí)先將新拌橡膠瀝青混合料均勻攤鋪在搪瓷盤(pán),放入1655的烘箱中,短期老化2h5min后再成型.各種級(jí)配橡膠瀝青混合料最佳油石質(zhì)量比采用馬歇爾法確定.拌和溫度為170175,雙面75次擊實(shí),擊實(shí)溫度為155160.用計(jì)算法求得混合料的最大理論密度,試件的毛體積密度采用水中重法測(cè)定.5種級(jí)配混合料的目標(biāo)空隙率與最佳油石質(zhì)量比如表3所示.表3混合料的油石質(zhì)量比與空隙率Tab.3Asphalt-stone ratios and air voids o f mixtures 級(jí)配類(lèi)型目標(biāo)空隙率/%最佳油石質(zhì)量比/%AR-AC-13粗5.48.0AR-AC-13中5.48.0AR-AC

15、-13細(xì)5.48.2AC-134.07.3SMA-134.07.0為了在混合料高溫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中考慮水的影響,在試驗(yàn)研究中補(bǔ)充了浸水車(chē)轍試驗(yàn).即根據(jù)各自的最佳油石質(zhì)量比成型車(chē)轍試件,常溫下靜置48h 后,在車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)的恒溫(60水槽中浸水2h,然后再進(jìn)行浸水車(chē)轍試驗(yàn).1.4試驗(yàn)方案可能影響橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素包括基質(zhì)瀝青的品質(zhì)、膠粉(包括膠粉來(lái)源、目數(shù)、摻量、級(jí)配形式、油石質(zhì)量比、空隙率等.由于影響因素多,如果分析多因素的綜合影響,一方面室內(nèi)試驗(yàn)的工作量很大,另一方面由于各因素之間可能存在耦合影響,導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)偏差.因此,采用單因素對(duì)比分析方法,即在分析某一影響因素時(shí),在試驗(yàn)102

16、4第7期黃衛(wèi)東,等:橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響因素試驗(yàn)方案中將其他影響因素盡可能地統(tǒng)一,從而分析該因素的變化對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度的影響程度.為此,針對(duì)上述影響因素分別設(shè)計(jì)了8個(gè)對(duì)比試驗(yàn)方案.車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度原始數(shù)據(jù)參見(jiàn)附件及參考文獻(xiàn)4.2膠結(jié)料對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響2.1基質(zhì)瀝青的影響針對(duì)7種不同的基質(zhì)瀝青,試驗(yàn)了27組常規(guī)車(chē)轍.膠粉選擇大貨車(chē)子午胎膠粉(上海與河北的20目膠粉,膠粉摻量為19%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),后同,混合料級(jí)配為AR -AC -13粗(油石質(zhì)量比為8%,空隙率為5.4%.試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4,對(duì)比情況見(jiàn)圖1. 圖1基質(zhì)瀝青對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度的影響對(duì)比Fig .1Dynamic stability co m

17、parison ofdifferent bas e asphalts將7種不同基質(zhì)瀝青混合料常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),變異系數(shù)為15%,變異水平屬于動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)的偏高水平.試驗(yàn)結(jié)果表明,中海(70#和宏潤(rùn)(70#動(dòng)穩(wěn)定度相差30%以上.說(shuō)明不同基質(zhì)瀝青對(duì)橡膠瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性具有一定程度的影響. 表4基質(zhì)瀝青對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響Tab .4Influence o f b ase asphalts o n high -temperatureperformance基質(zhì)瀝青車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)動(dòng)穩(wěn)定度/(次mm -1變異系數(shù)/%埃索(70#640709東海(70#3341610宏潤(rùn)(70#

18、6445512加德士(70#338604加德士(90#3288113盤(pán)錦(90#3334714中海(70#3327652.2膠粉的影響在大比例(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%摻入膠粉的情況下,膠粉與基質(zhì)瀝青在高溫狀態(tài)下(180以上通過(guò)物理反應(yīng)(融脹,在顆粒表面將形成瀝青質(zhì)含量很高的凝膠膜,融脹后橡膠粉體積達(dá)到膠結(jié)料的近40%5,因此,膠粉性質(zhì)的變化將對(duì)混合料的高溫穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響.為此,筆者設(shè)計(jì)了3個(gè)對(duì)比試驗(yàn)方案,分別用于比較膠粉來(lái)源、細(xì)度、摻量對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度的影響.混合料級(jí)配為AR -AC -13粗(油石質(zhì)量比8%,空隙率5.4%,膠粉摻量為19%(膠粉摻量分析方案除外,基質(zhì)瀝青為加德士70#.在膠粉

19、來(lái)源的影響分析中,針對(duì)4個(gè)不同產(chǎn)地、2種不同來(lái)源的膠粉所制備的混合料進(jìn)行了18組常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5所示,對(duì)比情況見(jiàn)圖2.表5膠粉來(lái)源對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響Tab .5Influence of crumb rub ber sources onhigh -temperature perfo rmance膠粉來(lái)源車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)動(dòng)穩(wěn)定度/(次mm -1變異系數(shù)/%上海(大貨車(chē)子午胎9389412河北(大貨車(chē)子午胎334877南京(非大貨車(chē)子午胎3173215四川(非大貨車(chē)子午胎317027可以看出,一方面不同來(lái)源的膠粉(上海、河北的大貨車(chē)子午胎,以及南京、四川的非大貨車(chē)子午胎對(duì)于混合料動(dòng)穩(wěn)定度的

20、影響非常顯著,4個(gè)產(chǎn)地膠粉所制備混合料動(dòng)穩(wěn)定度的變異系數(shù)達(dá)到了43%;另一方面,相同來(lái)源膠粉(上海與河北,南京與四川之間,動(dòng)穩(wěn)定度的變化非常小.由于大貨車(chē)膠粉富含天然橡膠,對(duì)瀝青性能的改善效果更加明顯,因此,在橡膠瀝青混合料設(shè)計(jì)中建議使用該類(lèi)膠粉.圖2膠粉來(lái)源對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度的影響對(duì)比Fig .2Relatio ns hip between dynamic stability andcrumble rub ber source在膠粉細(xì)度的影響分析中,采用20,60,80目等3種細(xì)度的南京膠粉進(jìn)行了9組常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6.不同細(xì)度膠粉動(dòng)穩(wěn)定度的變異系數(shù)僅1025同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版第3

21、8卷9%.可以看出,在2080目的細(xì)度范圍內(nèi),膠粉細(xì)度的變化對(duì)于混合料高溫穩(wěn)定性的影響較小,但是,實(shí)際應(yīng)用中存在由較細(xì)膠粉制備的橡膠瀝青隨存貯時(shí)間延長(zhǎng),177粘度下降較快的現(xiàn)象,需要注意.表6膠粉細(xì)度對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響Tab .6Influence of crumb rub ber size /gradationson high -temperature膠粉目數(shù)車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)動(dòng)穩(wěn)定度/(次mm -1變異系數(shù)/%20317321560319737803168716限于備料不足等原因,在膠粉摻量影響的試驗(yàn)研究中,僅針對(duì)17%和19%兩種摻量,采用20目上海膠粉進(jìn)行12組常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7

22、.表7膠粉摻量對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響Tab .7Influence of crumb rub ber content onhigh -temperature perfo rmance膠粉摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)動(dòng)穩(wěn)定度/(次mm -1變異系數(shù)/%173331218199389412可以看出,膠粉摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)從17%增加到19%,混合料的動(dòng)穩(wěn)定度增加了18%,影響還是比較顯著的.針對(duì)20目貨車(chē)輪胎膠粉、70#道路石油瀝青情況,曹榮吉等進(jìn)行了膠粉摻量對(duì)于橡膠瀝青粘度的影響的試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果如表8所示6.可以看出,膠粉摻量對(duì)于粘度的影響并不是線性的,隨著摻量從18%增加到20%,橡膠瀝青的旋

23、轉(zhuǎn)粘度快速增長(zhǎng).筆者在橡膠瀝青高溫性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),橡膠瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度與橡膠瀝青的177粘度之間具有良好的線性相關(guān)性(見(jiàn)圖3.據(jù) 圖3旋轉(zhuǎn)粘度與動(dòng)穩(wěn)定度的試驗(yàn)關(guān)系(177Fig .3Relationship between 177apparent viscosityand dynamic stability此推斷,膠粉摻量的增加對(duì)于混合料動(dòng)穩(wěn)定度的影響非常顯著.這主要是由于隨著膠粉摻量的增加,橡膠瀝青粘度增加,進(jìn)而造成混合料動(dòng)穩(wěn)定度的增加.表8不同膠粉摻量情況下橡膠瀝青的粘度(177,20r min -1T ab .8177visco sities fo r differen

24、t cru mb ru bb er c onten ts參數(shù)膠粉摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%12161820旋轉(zhuǎn)粘度/(Pa s 1.301.902.008.103級(jí)配、油石質(zhì)量比及空隙率對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響3.1級(jí)配的影響在級(jí)配的影響分析中,膠粉選擇大貨車(chē)子午胎膠粉(20目,膠粉摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%.考慮到基質(zhì)瀝青對(duì)于混合料高溫穩(wěn)定性的影響很小,因此,在對(duì)比試驗(yàn)中沒(méi)有對(duì)瀝青品牌進(jìn)行限制(即選擇了7種品牌的基質(zhì)瀝青.混合料方面選擇了5種級(jí)配(見(jiàn)表2,分別進(jìn)行了馬歇爾試驗(yàn),根據(jù)各自的目標(biāo)空隙率確定了最佳油石質(zhì)量比.45組常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表9所示,對(duì)比情況見(jiàn)圖4.在最佳油石質(zhì)量比的情況下,5種不同級(jí)配

25、混合料常規(guī)動(dòng)穩(wěn)定度測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)為7%.一方面說(shuō)明在級(jí)配中礦粉的含量(粒徑小于0.075mm 細(xì)料對(duì)于橡膠瀝青混合料高溫性能的影響并不顯著,另一方面說(shuō)明間斷級(jí)配與連續(xù)級(jí)配相比,高溫穩(wěn)定性并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì),而且各種級(jí)配的橡膠瀝青混合料均可以滿足改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的一般要求.表9不同級(jí)配對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響Tab .9Influence of grad ation on high -temperatureperfo rmance級(jí)配類(lèi)型車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)空隙率/%油石質(zhì)量比/%動(dòng)穩(wěn)定度/(次mm -1變異系數(shù)/%AC -1334.07.337756AR -AC -13粗305.48.03776

26、16AR -AC -13中65.48.0372517AR -AC -13細(xì)35.48.234809SMA -1334.07.041687為了進(jìn)一步分析級(jí)配對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響,研究中進(jìn)行了不同級(jí)配情況下混合料常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn)與浸水車(chē)轍試驗(yàn)的對(duì)比分析.試驗(yàn)中膠粉仍為大貨車(chē)子午胎膠粉,摻量為19%,基質(zhì)瀝青統(tǒng)一為加德士1026第7期黃衛(wèi)東,等:橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性影響因素試驗(yàn)70#,選擇了AR -AC -13粗、AR -AC -13中、AC -13、 SMA -13共4種級(jí)配,其中AR -AC -13粗混合料降低了油石質(zhì)量比,以分析驗(yàn)證哪種級(jí)配更加適用于橡膠瀝青.浸水車(chē)轍對(duì)比試驗(yàn)共進(jìn)行了24組,結(jié)

27、果見(jiàn)表10所示,對(duì)比情況見(jiàn)圖5.對(duì)比試驗(yàn)中,AR -AC -13粗級(jí)配的浸水車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度的下降幅度很大(僅略好于AC -13,主要是由于其油石質(zhì)量比大大低于最佳油石質(zhì)量比(8%,造成混合料中瀝青含量的相對(duì)不足.其他采用最佳油石質(zhì)量比的不同級(jí)配混合料中,不含礦粉的“AR -AC -13”中級(jí)配的混合料浸水車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度的下降幅度最小,原因可能與瀝青膜的厚度有關(guān)系.其他2種級(jí)配由于礦粉的存在,增加了集料的比表面面積,從而減少了裹覆集料的瀝青膜厚度.圖4不同級(jí)配對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度的影響對(duì)比Fig .4Dynamic stability compariso n und erdifferent grad

28、atio ns表10不同級(jí)配混合料常規(guī)車(chē)轍與浸水車(chē)轍試驗(yàn)的對(duì)比Tab .10Co nventio nal and immersion rutting test results of mixtures under different gradations級(jí)配類(lèi)型車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)1油石質(zhì)量比/%動(dòng)穩(wěn)定度(常規(guī)車(chē)轍/(次mm -1動(dòng)穩(wěn)定度(浸水車(chē)轍/(次mm -1變異系數(shù)1/%動(dòng)穩(wěn)比值A(chǔ)C -133/37.337759986/63.78AR -AC -13粗3/35.0439*/103.65AR -AC -13中3/38.0348717397/102.01SMA -133/37.0416815207/5

29、2.74注:1“/”左側(cè)為常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn)的數(shù)據(jù),右側(cè)為浸水車(chē)轍試驗(yàn)的數(shù)據(jù). 圖5不同級(jí)配常規(guī)與浸水車(chē)轍試驗(yàn)的對(duì)比 Fig .5C omp ariso n o f c onven tional and immers io n ruttingtest results under different gradatio ns3.2油石質(zhì)量比的影響在油石質(zhì)量比的影響分析中,膠粉選擇上海20目(摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%,級(jí)配形式為AR -AC -13粗,基質(zhì)瀝青為加德士70#,油石質(zhì)量比選擇了包括最佳油石質(zhì)量比在內(nèi)的6種,共進(jìn)行了21組常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表11,油石質(zhì)量比變化趨勢(shì)擬合曲線見(jiàn)圖6.混合料的動(dòng)穩(wěn)

30、定度隨著油石質(zhì)量比的增加基本上表現(xiàn)為線性下降的趨勢(shì),而且相關(guān)性很好.如果以動(dòng)穩(wěn)定度大于2800次mm -1控制混合料的最大表11油石質(zhì)量比對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響Tab .11Influence of asphalt -stone ratio o nhigh -temperature perfo rmance油石質(zhì)量比/%車(chē)轍試驗(yàn)組數(shù)動(dòng)穩(wěn)定度/(次mm -1變異系數(shù)/%5.034395108.06386048.33338778.63315989.032766610.0316356圖6油石質(zhì)量比變化趨勢(shì)擬合曲線Fig .6Fitting curve for variatio n o f asphal

31、t -sto ne ratio油石質(zhì)量比,則對(duì)于本試驗(yàn)的材料和工藝條件,最大油石質(zhì)量比建議小于8.9%.從油石質(zhì)量比對(duì)于動(dòng)穩(wěn)1027 1028 同 濟(jì) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)( 自 然 科 學(xué) 版 第 38 卷 定度的影響趨勢(shì)擬合情況還可看出 , 如果為了增加 動(dòng)穩(wěn)定度而降低油石質(zhì)量比( 假定因油石質(zhì)量比變 化引起混合料其他性能的衰減仍處于可接受的范圍 之內(nèi) , 那么 , 當(dāng)油石質(zhì)量比低于最佳油石質(zhì)量比時(shí) , 因油石質(zhì)量比降低引起動(dòng)穩(wěn)定度增長(zhǎng)的斜率遠(yuǎn)小于 油石質(zhì)量比大于最佳油石質(zhì)量比的階段 , 兩個(gè)階段 動(dòng)穩(wěn)定 度 受 油石 質(zhì) 量 比 變 化的 影 響 斜 率 比值 為 1 6. 5 , 因此 ,

32、這種做法并不“ 經(jīng)濟(jì)” . 3. 3 空隙率的影響 對(duì)于空隙率對(duì)于動(dòng)穩(wěn)定度 的影響 , 對(duì)比試驗(yàn)采 前者選擇上海 20 目膠粉 , 后者選擇了河北 20 目膠 粉 , 基質(zhì) 瀝 青 為 加 德 士 70 # , 摻 量 ( 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 19 %, 共進(jìn)行了 15 組常規(guī)車(chē)轍試驗(yàn) , 結(jié)果見(jiàn)表 12 和 圖 7 所示 . 可以看出 , 與其他改性瀝青混合料相似 , 動(dòng)穩(wěn)定度隨著空隙率的增加而下降 , 而且下降幅度 比較明 顯 , 并 隨著 級(jí)配 形式 的不 同 而存 在一 定的 差異 . 表 12 空隙率對(duì)于高溫穩(wěn)定性的影響 Tab . 12Influence of air void o

33、n high -temperature performance 級(jí)配形式 空隙率/ 車(chē)轍試驗(yàn) 油石質(zhì)量 動(dòng)穩(wěn)定度/ 變異系 % 組數(shù) 比/ % ( 次 mm -1 數(shù)/ % 6. 8 AR- AC - 13 粗 5. 6 4. 7 SMA - 13 2. 5 4. 0 3 3 3 3 3 8 8 8 8 7 2 808 3 860 4 725 4 963 4 168 3 4 17 7 7 30 %; 受膠粉性質(zhì)的影響則非常顯著 , 且以膠粉來(lái)源 和膠粉摻量這兩個(gè)因素的影響為主 . 對(duì)于橡膠瀝青 混合料 , 建議采用大貨車(chē)子午胎膠粉進(jìn)行改性 , 并應(yīng) 合理控制膠粉的摻量 . ( 2浸水車(chē)轍對(duì)比試

34、驗(yàn)結(jié)果表明 , 礦粉比例低 且細(xì)料較少的間斷級(jí)配形式 , 其橡膠瀝青混合料浸 水車(chē)轍 試驗(yàn) 結(jié) 果更 好 , 表明 其有 更好 的 抗水 損害 能力 . ( 3與其他改性瀝青混合料相似 , 橡膠瀝青混 合料的高溫穩(wěn)定性受油石質(zhì)量比與空隙率變化的影 本試驗(yàn) 的材 料 和工 藝條 件 , 建議 油石 質(zhì) 量比 小于 8. 9 %. 由于試驗(yàn)數(shù)量的限制 , 研究成果尚待進(jìn)一步試 驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的驗(yàn)證與修正 . 作為試驗(yàn) , 研究成果對(duì) 橡膠瀝青混合料的實(shí)際應(yīng)用僅作為技術(shù)參考 . 參考文獻(xiàn) : 1 王旭東 , 李美 江 , 路 凱 冀 . 橡 膠 瀝青 及 混 凝 土 應(yīng) 用 成 套 技 術(shù) M . 北京 : 人民交通出版社 , 2008 . WANG Xudong , LI Meijiang , LU K aiji . T he appli ed technology of the crumb rubber in the asphalt and mixture M . Beijing : China Communications Press , 2008 . 2 Ari zona Department of Transportation . Standard specifications fo