摘要：采用SMA沥青混合料配合比设计方法对橡胶沥青混合料进行设计，确定了矿料级配及最佳油石比，并开展了最佳配比下的设计检验。试验结果表明：橡胶沥青混合料合成级配确定的矿料用量比例为：1#(玄武岩碎石10-15mm)：2#(玄武岩碎石5-10mm)：3#(玄武岩碎石3-5mm)：4#(石灰岩石屑0-3mm)：5#填料(水泥)= 36.4%：36.1%：5.5%：13.2%：8.8%，最佳油石比为6.4%。采用该方法确定的沥青混合料的各项性能均满足了规范要求。
关键词：橡胶沥青；级配设计；最佳石油比；配比检验
1 引言
目前，橡胶沥青混合料的管理日趋规范，相关地方标准陆续的出台成功推动了橡胶沥青路面的发展[1,2]。然而，我国幅员辽阔，不同地区自然环境差异巨大，橡胶路面材料适用性的不明确为其发展带来了一定的障碍。此外，橡胶沥青路面的最佳配合比设计、高温和低温稳定性、不同环境下针对性的工法等尚需要开展系统的研究。目前，对橡胶沥青混合料的研究偏重于废胎胶粉的材料改性、生产工艺和现场施工应用等方面[3]。在配合比设计和路用性能方面，国内一些研究者针对性的进行了研究。姚立阳等采用Superpave配合比设计方法进行了橡胶沥青混合料配合比设计，试验结果确定了设计压实次数为100次，Superpave 20下的最佳橡胶沥青用量为4.7%，并通过路用性能试验证明了该设计的科学性[4]。刘培荣对不同厂家的橡胶沥青及相应的混合料进行了试验，建立了橡胶沥青与其混合料间的路用性能关系，同时提出了影响沥青性能的关键指标[5]。然而，以上试验结果不具有普遍适用性，对于其他类似项目需要结合具体的工程材料及施工条件等内容综合确定最佳配比。
本文以SMA沥青混合料配合比设计方法为基础，开展了橡胶沥青混合料配比试验并进行最佳配比优化设计，进而进行最佳配比下的设计检验，以达到指导施工实践，为橡胶沥青的广泛运用提供实例依据的目的。
2 试验原材料及特性
（1）橡胶沥青
1）基质沥青
为研究橡胶掺量影响沥青混合料的性能程度，选择70#重交石油基质沥青，具体的性能指标检测均满足规范要求。
2）废胎胶粉
试验中采用的废胎胶粉由废弃车用轮胎粉碎加工而成。其主要成分有：橡弹性体、硫化剂、硫化活化剂、增固剂、填充物、油分、增塑剂、添加剂等。本试验中，选择湖北某公司生产的废旧子午胎橡胶，橡胶粉目数有30、40、60目。具体的性能指标均满足要求。
橡胶沥青试验方案设计中，试验设计变量为橡胶粉掺量及橡胶粉细度。胶粉掺量比例选择有：10%、15%、20%、25%、30%，5个掺量；胶粉细度有：30、40、60目。最终确定60目橡胶粉及15%胶粉掺量。
（2）集料和填料
本文沥青混合料设计中使用的粗集料是玄武岩，其筛分试验结论均满足规范要求。沥青混合料设计中使用的细集料是石灰岩石屑，筛分试验结论的相关技术指标检测结论均满足要求。沥青混合料设计中使用P.O32.5水泥替代普通石灰岩粉末作为填料，能够很好的改善沥青混合料的水稳性。筛分试验结论的技术指标检测结论均满足要求。
本文所使用集料按不同的粒径范围可以划分为以下5个档次。如表1所示。
表1 不同粒径范围的集料
图1 集料合成级配曲线示意图
表2 橡胶沥青混合料集料合成级配
取最佳油石比为6.4%的橡胶沥青混合料制备高温性能、水稳定性、低温性能相关试件进行试验，其试验结果均满足规范要求。并且由试验结果可知橡胶沥青混合料的水稳定性高于一般沥青混合料。橡胶沥青混合料的低温抗裂性能优于基质沥青混合料。在沥青中掺加橡胶粉能够提高沥青混合料的变形能力，改善其低温抗裂性能。
结语
本文主要结论如下：
（1）橡胶沥青混合料集料合成级配的矿料比例为：1#：2#：3#：4#：5#=36.4%：36.1%：5.5%：13.2%：8.8%，满足橡胶沥青混合料各种指标的最佳油石比为6.4%；
（2）本文提出的橡胶沥青混合料各路用性能均达到相关要求。橡胶沥青混合料的水稳定性高于一般沥青混合料，橡胶沥青混合料的低温抗裂性能优于基质沥青混合料，在沥青中掺加橡胶粉能够提高沥青混合料的变形能力，改善其低温抗裂性能。
参考文献
[1]郭桂爽,封晓桃.成品湿法橡胶沥青SMA13混合料应用特点分析[J].公路与汽运,2018(02):62-64+74.
[2]谢冬喜,李智,张志强.基于CAVF法的温拌橡胶沥青混合料性能研究[J].公路与汽运,2015(03):101-103.
[3]王辉,石磊,邓乔,刘国俊.骨架密实橡胶沥青混合料SDARC-13的设计与路用性能[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2017,14(04):18-23.
[4]姚立阳,高文英,马先伟.橡胶沥青混合料Superpave法配合比设计试验研究[J].施工技术,2018,47(S1):1104-1107.
[5]刘培荣.橡胶沥青性能对橡胶沥青混合料路用性能的影响[J].中外公路,2018,38(02):299-305.
论文作者:周卫行
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/22
标签：沥青论文; 橡胶论文; 性能论文; 玄武岩论文; 油石论文; 低温论文; 基质论文; 《防护工程》2019年第1期论文;