SBS-橡胶粉复合改性沥青混合料应用研究.pdf

养护机械&施工技木
Maintenancc Machinery&Construction Technology
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SBS-橡胶粉复合改性沥青混合料应用研究
Research on Application of Asphalt Mixture Modified with Sbs-rubber-pow-
der Composite
刘红平
LIU Hong-ping
长安大学工程设计研究院,西西安710064
Engineering Design Research Institute, Chang'an University, Xi,an 710064, Shaanxi, China
【摘要】利用废旧橡胶粉和SBS对沥青进行复合改性,不仅体现出良好的经济效益,而且复合改性沥青的路用性能
良好。结合武汉市南三环线试验段工程,采用骨架密实型间断嵌挤级配进行混合料配合比设计,严格控制施工质量,
经过1年多的运营观测,没有发现裂缝和车辙
Abstract To apply waste rubber powder and SBS for asphalt modification shows not only great economic
benefit, but also excellent road performance of composite modified asphalt. The skeleton-dense intermittently-
embedded-gradation is applied in test section of southern No.3 Ring Road project in Wuhan for proportion design
and the construction quality is strictly controlled. After more than a years observation, no cracks and ruts are
found
【关词路面工程;复合改性;配合比设计;车辙
I Key words pavement engineering: composite modification; proportion design; rut
中图分类号:U414.7
文献标志码;B
文章编号:1000-033X(2010)06-0055-03
0引言
1材料与测试
随着中国橡胶粉加工技术的发展,废旧轮胎橡胶粉1.1原材料
正作为集绿色环保、沥青改性于一体的资源再利用材料
原材料采用齐鲁石化AH-90基质沥青,SBS改性剂为
而逐步受到重视。将废旧橡胶粉用于公路建设,不仅能改北京金凯越公司生产的线型SBS,此外还有山东天源化
善沥青混合料的使用品质,延长路面的使用寿命,而且有工有限公司的芳烃油,武汉合得利橡胶粉有限公司提供
利于资源的回收利用。利用橡胶粉进行改性,可降低沥青的80目橡胶粉。
针入度,提高延度和软化点,改善高温性能。而SBS由于
粗集料选用山东宁阳尺寸范围为10~16mm、5-10
自身具有塑性段和橡胶段,不同于常规的硫化橡胶,它可mm和0~-Smm的石灰岩,细集料选用天然河砂,填料为球
以提高沥青的软化点和粘度,增加沥青的韧性,改善沥青暦优质石灰岩矿粉。
的低温性能
2改性沥青制备
本文综合考虑了SBS和橡胶粉在改性机理方面的特
采用外掺法计量,SBS-橡胶粉混合物占沥青和艻烃
点,采用SBS-橡胶粉复合改性技术,对改性沥青及其混油总量的14%,芳烃油用量为沥青的8.5%,按表1所示比
合料的性能进行了系统的测试,并依托武汉南三环新建例进行试配。先把基质沥青与芳烃油混合,缓慢加热至
工程进行了试验段铺筑,经过1年多时间的实地观测,发165℃~180℃,然后将制备的SBS-橡胶粉混合物分批倒
现SBS-橡胶粉复合改性沥青混合料具有优良的抗车辙入装有沥青的高速剪切拌和机中,转速4200r·min',充
和抗开裂性能。
分混合2b后停止搅拌。
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表1复合改性沥青配合比方案
案编号基质沥青g芳烃油
橡胶粉g
80
500
ABc
0
000
40
42.5
76.0
42.5
21.7
54.3
20
42.5
54,3
21.7
改性方案
F
0
42.5
76.0
图2当量软化点随改性方案的变化
1.3矿料配合比设计
随着SBS用量的増加,。显著増大,也说明沥青高温稳定
由于SBS-橡胶粉复合改性沥青在基质沥青中加入性提高。
了大量的橡胶粉,因此在进行复合改性沥青混合料配合
沥青路面的低温抗裂性能主要与其低温变形性能
比设计计算时,有些体积指标不能按普通沥青混合料的有关,低温延度和当量脆点等指标可评价改性沥青的低
比设计方法进行计算。首先是橡胶粉占基质沥青的温抗裂性能。基质沥青的低温(5℃)延度是8cm,加入
比例较大,在计算沥青用量时不能将橡胶粉含量纳入其8.5%芳烃油后增加至45cm,使低温性能得到明显改善
中,只能作填料对待;其次是必须采用骨架密实型间断嵌如图3所示。4%橡胶粉+1096SBS的样品延度为65cm,14%
挤级配。在设计计算沥青混合枓的体积指标时,充分考虑SBS的样品延度可达80cm,具体规律见图3。与基质沥青
橡胶粉在沥青混合料中所占空间。如果采用连续级配或相比,SBS-橡胶粉复合改性沥青的低温变形性能得到明
者不留足橡胶粉及其他改性剂在混合料中应占有的空显改善。另外,基质沥青的当量脆点为-24.5℃,加入芳
间,将导致复合改性沥青混合料路面在施工压实时櫲胶烃油后略有上升。从图4可看出,当SBS含量为10%时,当
粉回弹而使混合料难以成型,造成沥青路面结构失稳而量脆点为-26.8℃,继续增加SBS至14%,当量脆点显著下
出现病害。
降,为-5.1℃。橡胶粉虽然经过脱硫处理,但还有部分
结合以上分析,该试验路段的混合料在设计过程中交联结构未破坏,仍保留了化学交联结构。SBS为热塑性
按照AC-S型骨架密实型间断嵌挤级配进行设计。由于在弹性体,是物理交联结构,它充分吸收沥青中的油分和
采用s型嵌挤级配作马歇尔试验时,绘制的各种指标与油软沥青组分,体积膨胀,形成海绵状。化学交联结构和物
石比的关系曲线中密度与稳定度经常不出现峰值,所以理交联结构结合在一起,可有效地降低沥青的脆点,改
在选择最佳油石比时,以目标空隙率为准,确定最佳沥青善低温变形能力,从而提高改性沥青的低温性能。
用量,但按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40一
2004)川中密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标
准进行控制。
v
1.4性能测试
20
1.4.1复合改性沥青性能测试
软化点与路面变形程度相关性较大,它反映了沥青
改性方案
的高温性能。基质沥青的软化点为47.2℃,加入8.5%的芳
图3延度随改性方案的变化
烃油后提高至49.5℃,如图1所示。添加14%的橡胶粉时,
改性方案
E
软化点为50.5℃,略有提高。增加S