景鹰高速公路橡胶粉改性沥青路面的试验研究-江西公路学会.doc

景鹰高速公路橡胶粉改性沥青路面的试验研究 旷小林1 罗晓琴2 （1、江西省景鹰高速公路公司 江西 万年 335508） （2、江西交通职业技术学院 江西 南昌 330013） 摘 要：通过介绍景鹰高速公路应用橡胶粉改性沥青路面的试验情况，反映其具有优于SBS改 性沥青的路用性能，并具有巨大的经济效益和环保效果。同时，建议在我省高速公路建设中推 广应用。 关键词：道路工程；高速公路；沥青路面；橡胶粉改性沥青；试验论证 0 前 言 交通环保问题日益成为人们关注的焦点，交通厅科教字[2007]141号文转发了交通部《关于组织实施材料节约和循环利用专项行动计划的通知》，文件要求“重点研究和推广高等级路面再生资源、废旧橡胶轮胎筑路应用技术、聚合物改进水泥混凝土技术、机制砂混凝土技术。”这项将废旧轮胎加工成橡胶粉作为改性沥青添加剂，技术在国外和我国北方地区已普遍使用，我省在80年代初在普通公路中也使用过，但在高速公路改性沥青中还没有尝试过，为此景鹰高速公路建设项目办公室根据上级指示成立了科技攻关小组进行专门研究。 为保证研究成果有效可信并得以推广，课题组选择了二家经验丰富实力雄厚的厂家分别进行橡胶粉的加工生产和橡胶粉改性沥青的生产，以保证橡胶粉和橡胶粉改性沥青的及时供应和质量。同时为确保研究成果的权威性，还与国内土木工程领域处于领先地位的同济大学进行合作，由其负责一些试验研究和成果整理。 1 橡胶粉及改性沥青的加工工艺 1.1 橡胶粉加工生产流程 橡胶粉改性沥青的关键，是加工质量可靠的橡胶粉。课题组选择在国内实力较强的北京温格汉氏资源再利用技术有限公司进行橡胶粉加工生产，现将有关一些基本知识和加工过程介绍如下： 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三种方法：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。 1.2 橡胶粉粒径规格的选定 根据我国的橡胶粉生产情况，按细度分为三种规格： （1）粗胶粉：40目以下（0.425mm以上）； （2）细胶粉：40~80目（0.425~0.180mm））针入度25℃ 66.0 .5 52.5 50.2 47.5 43.3 针入度15 23.0 36.3 36.0 31.0 29.0 23.0 表3 SHELL针入度试验结果 掺入比例 0% 10% 18% 26% 针入度25℃ 53.0 44.7 54.3 针入度15 28.0 25.7 29.0 从以上两组数据来看，橡胶粉对沥青改性还是明显的，主要表现针入度有所降低粘度相对提高，即沥青硬度提高。 2.2.2软化点 很多国家都采用软化点来评价改性沥青的高温稳定性，以下是软化点的试验数据。 表4 ESSO软化点试验结果 掺量比例 0% 10% 18% 20% 22% 26% 软化点 46.0 52.3 53.7 60.0 62.5 63.2 初始软化点 36.0 44.0 46.0 46.0 48.0 48.0 表5 SHELL软化点试验结果 掺量比例 0% 10% 18% 26% 软化点 44.0 51.45 59.5 60.2 初始软化点 35.0 42.0 45.0 47.0 从两组数据反映随着橡胶粉掺量增加，软化点也逐步提高，掺入至18%后趋于稳定。 2.2.3粘度 粘度是沥青材料的重要技术指标，粘度大的沥青在荷载作用下产生较小剪切变形，弹性恢复性能好，与沥青混合料的动稳定有很好的相关关系，下为粘度试验数据。 表6 ESSO 135℃布氏粘度 掺量比例 0% 10% 18% 20% 22% 26% 粘度 0.15 0.63 1.20 1.80 2.20 6.40 表7 SHELL 135℃布氏粘度 掺量比例 0% 10% 18% 26% 粘度 0.29 2.60 4.10 8.50 从试验结果看，橡胶粉的掺加能大大提高沥青粘度，而且随着掺量的增加粘度表现出良好的规律性。 2.3 低温性能 沥青混合料在低温状况下保持足够的韧性是防止路面开裂的根本措施，在沥青低温评价指标中，低温延度可以反映沥青在低温下的柔韧性和抗裂性，是最为常用的低温指标之一，本次研究主要采用5℃和15℃两种温度条件