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摘要：通过对湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料的施工中的材料、过程、施工设备的研究，提出了湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料施工工艺控制的要点，对于我国利用湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料提高路面的质量具有一定的参考价值。
关键词：道路工程；橡胶粉改性沥青；生产工艺；路用性能
引言
20世纪60年代以来，美国、瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶粉沥青混凝土的应用研究。在环保理念和新技术的共同推动下，橡胶粉在道路工程中的应用及其研究得到了很大的发展。近十多年来我国也积极开展了橡胶粉改性沥青的研究和应用工作。工程实践表明，橡胶粉沥青混凝土在降低路面噪音，延缓反射裂缝，减薄沥青路面，抵抗重交通和不良气候等方面都有明显的优势。
1.橡胶粉及改性沥青的加工工艺
1.1 橡胶粉加工生产
废旧橡胶制品中一般都含有纤维和金属等非橡胶骨架材料，所以在废旧轮胎粉碎前，一般都要进行预先加工处理，其中包括：
①分类。一般分为子午轮胎和斜交轮胎；
②去除。一般去除轮胎的钢丝和纤维；③切割。将轮胎分片切割成方便粉碎的片段；
④清洗。除去污渍和杂质。
⑤粉碎。目前橡胶粉粉碎工艺通常有3种方法：一是常温粉碎法，一般分为粗碎和细碎，分别在不同的设备上完成；二是低温冷冻法，该法原理是将橡胶材料在低温处于玻璃状态时，变脆易碎使得机械破碎很容易粉碎成粉末状物质；第三种是化学试剂法。为尽量不破坏橡胶的素质并考虑到工地条件限制，我们选择加工相对简单的常温粉碎法。
1.3 橡胶粉改性沥青生产工艺
橡胶粉在路面工程中的使用，主要有湿法和干法两种生产工艺。干法的特点是加工工艺简单，不需要特殊的设备因而成本低，缺点是橡胶粉拌和散布均匀性难以控制，路面易出现松散、剥落等早期病害；湿法工艺早期加工成本较高，但具有设计简单路面性能良好等优点。景鹰高速公路采用湿法，加工工艺为180℃下简单机械拌和60min，并和国内有经验厂家天津海泰环保科技发展有限公司展开合作。橡胶粉掺量对沥青性能的影响本次实体工程橡胶粉改性沥青混合料的生产方法为湿法生产。为提高橡胶沥青混合料路用性能、充分发挥橡胶粉改性作用，对不同掺量 （沥青质量的10%、12%、15%、16%、18% ）橡胶粉改性沥青性能进行了研究，以确定橡胶粉最佳掺量。橡胶粉改性沥青采用高剪切混合乳化机制备，剪切速度为 6500r/min，温度为 180℃，剪切时间为 30min。试验检测方法均依照国家相关规范进行。2. 1. 1 不同橡胶粉掺量对改性沥青感温性能的影响。
2.原材料技术指标
2.1橡胶粉
本次试验所采用的橡胶粉为 60 目，其筛分结果如表 1 所示。
2. 2 沥青
基质沥青采用的是 AH － 90 路用石油沥青，其基本性能检测见表 2，各项指标均满足规范 《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40 － 2004）的要求。
3.橡胶粉改性沥青生产工艺对沥青性能的影响
3. 1 融胀时间对改性沥青性能的影响根据上文确定的最佳橡胶粉的掺量，制备橡胶粉改性沥青。将制得试样放置在 180℃ 的烘箱中，放置时间分别为 2h、4h、6h，分别测试其 3 大指标，试验结果如表 3 所示。
4.不同搅拌时间对改性沥青性能的影响制备橡胶粉掺量为 16% 的改性沥青，生产温度控制在 180℃，采用人工匀速的搅拌混合物，模拟工程中的搅拌机器，搅拌不同时间后测试橡胶沥青的性能，试验结果如表 4 所示。
表 4 不同搅拌时间条件下改性沥青性能试验结果；
分析上述数据可以发现，随着拌和时间的增加，各项指标均有变优的趋势。综合考虑各方面因素，确定搅拌时间为 30min，即工地现场加工的机器搅拌时间为 30min。
5.加工温度对改性沥青性能的影响
温度是影响改性沥青性能的关键因素。温度太低，搅拌时能耗增加，且不能使橡胶粉与沥青混合均匀；温度过高，会使沥青老化。本次试验的橡胶粉掺量为沥青质量的 16%，采用人工搅拌，搅拌时间为30min，变化不同的搅拌温度，试验其对改性沥青性能的影响如表 5 所示。
由以上数据可发现，随着搅拌温度的升高，改性沥青的针入度下降，软化点及延度升高。当搅拌温度大于200℃时，改性沥青的针入度下降，软化点增加，延度也在降低，这是由于温度过高，导致基质沥青老化，且老化的程度随搅拌温度的提高而增大。考虑到搅拌温度过低，基质沥青比较粘稠，胶粉与沥青不易混合均匀；温度过高，基质沥青易老化，影响其路用性能，参考以上试验数据最终确定搅拌温度为175℃。
（1）橡胶粉改性沥青SMA－16沥青混合料性能研究
（2）沥青混合料最佳油量确定
为了研究橡胶粉改性沥青混合料的高温性能，本文选用基质沥青及橡胶粉改性沥青SMA－16沥青混合料进行对比研究，以充分说明橡胶粉改性沥青混合料优越的路用性能。
按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004），试件采用马歇尔击实仪，双面击实50次。测试试件的指标，确定基质沥青混合料及橡胶粉改性沥青混合料的最佳油量分别为：6.2%和6.5%（目标孔隙率为4%）。采用烧杯法进行沥青析漏试验，析漏损失为0.07%；肯塔堡飞散损失试验的飞散损失为8%，均满足规范的要求。
6.沥青混合料的生产是沥青混凝土路面施工的第一个环节，也是非常重要的一环.在沥青混合料生产前，由道路专业设计人员，根据该道路所处的地理位置、气候条件、交通荷载、交通量、路面结构和沥青混合料的原材料特性等综合因素，设计出沥青混合料的目标级配、油石比和粉胶比等关键参数，施工将按此设计进行。但沥青混合料的生产是由沥青拌和站完成的，沥青拌和站是由输送、烘干、计量、搅拌及控制等系统构成的联合机组，搅拌站的工作性能不仅取决于每个系统、每台组成设备的工作状态和性能，而且也取决于他们各机组或系统之间的合理匹配.此外，还与原材料的稳定性密切相关。
7.对橡胶粉改性沥青的评价
根据国内标准常用的沥青指标评价体系，对40目的橡胶粉改性沥青进行了高温性能、低温性能和抗老化性能试验，得出以下结论：
①橡胶粉能够提高沥青的高温性能，主要表现在针入度降低、软化点和粘度提高；
②橡胶粉能够提高沥青的抗老化性能，表现为残留针入度的提高和质量损失减少；
③橡胶粉改性沥青和常用SBS改性沥青相比，从试验数据看各个方面的指标都接近或已超过，只有软化点和延度指标有所不足，需要在进一步的混合料试验中加以研究。
结语：
橡胶粉改性沥青用于高速公路路面，可以有效地改善路面性能，延长道路寿命，大量回收废旧轮胎，节约路面成本，其经济、社会效益巨大，是一种值得推广的路面型式。
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论文作者:潘家劲
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/8
标签：沥青论文; 改性沥青论文; 橡胶粉论文; 性能论文; 橡胶论文; 路面论文; 温度论文; 《基层建设》2016年11期论文;