小浪底专线改造工程CTOR干法橡胶沥青混合料性能研究
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总第 ２ ６ １ 期 ２ ０ １ ３年 第 ６期
交
通
科
技
Ｓｅ ｒ ｉ ａｌ Ｎｏ ． ２６１
Ｎｏ ．６ Ｄｅ ｃ ． ２ Ｏ１ ３
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ Ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
小 浪 底 专 线 改造 工 程 Ｃ ＴＯＲ 干法 橡 胶 沥青 混 合 料 性 能研 究
：
１ ０ ． ７
！ ： ！
８ ． ３
： ！ ！
５ ． ７
通 过 马歇尔 试 验 ， 得 到该 级 配 的最 佳基 质 沥
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ — ０ ３
青 用量 ５ ． ０ 。
１ ． ３ 橡 胶沥青 混合 料试 验 在 普通 沥青 混 合 料 ＡＣ 一 １ ３级 配 设 计 的 基 础
橡 胶沥 青是指 把废 轮胎橡 胶粉 作 为改性 剂添 加到基 质沥 青 中 ， 在高 温作用 下制成 的胶 结材 料 。 橡胶 沥青作 为路用 材料 ， 具有 较强 的高 温稳定 性 、 低温抗 裂 性 、 抗 老化、 抗疲 劳、 抗水损坏等 特性。
表 １ 胶 粉 与 反 应 剂 配 比
２ ０ １ ３ 年第 ６ 期
许 光 宇 李 志 刚 ： 小浪底专线改造工程 Ｃ ＴＯ Ｒ 干 法 橡 胶 沥 青 混 合 料 性 能 研 究
９ １
上， 按 照 先加 矿料 、 橡胶粉 和 Ｃ Ｔ ＯＲ（ 橡 胶 粉是 沥 青质 量 的 ｌ ８ ， Ｃ ＴＯＲ是橡 胶粉 质量 的 ５ ． ０ ） 干 拌３ Ｏ ｓ 一 掺入 ８ ２ 基 质 沥 青 最 佳 用 量 ＋胶 粉 质 量的 ３ ０ 沥 青一 拌 和一 保 温 至少 １ ｈ （ １ ８ ０。 Ｃ） 一 成型（ 温度 １ ６ ０ ～１ ６ ５℃） 的 方法 添 加 橡 胶 粉 成 型
自从 ２ ０世 纪 ４ ０年代美 国路 面工程 首 次使用 橡胶
沥青 以来 ， 经过半 个 多世纪 的发展 ， 目前 橡胶 沥青
表 ２ 不 同 配 方 的胶 粉 沥青 试 验 结果
路 面技术 已经 形 成 较 为 完 善 的 湿 法 和 干 法 两 大
工 艺 一 。
国内湿法应 用 较 多 ， 技 术相 对 成 熟 。而 干法 工艺 是指 将橡胶 粉 直 接 加入 集 料 中 ， 然 后 喷人 热
许 光 宇 李 志 刚
（ １ ． 洛 阳市 交 通 运 输 局 洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ０ ； ２ ． 解放军理工大学 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ）
摘
要
橡 胶 沥 青 工 艺 主要 分 为 湿法 和干 法 ， 本文结合洛阳小浪底专线 改造工程 ， 采 用干法工艺 ，
设计 了 Ｃ Ｔ Ｏ Ｒ 橡 胶 粉 的适 宜 掺 量 ， 对沥青混合料进行改性 ， 室 内结 果 表 明 ， Ｃ Ｔ ＯＲ橡 胶 沥 青 混 合 料 在水稳定性 、 高 低 温 稳 定 性 方 面 均 有 不 同程 度 的 提 高 。 现 场 施 工 和 检 测 结 果 表 明 ， Ｃ ＴＯ Ｒ 橡 胶 沥 青混合料具有易施工 、 节能 、 环保 等优 点 ， 性 能 检 测 均 能 满 足 规 范 要求 ， 可 以 用 于 改性 沥青 路 面 。 关 键 词 小 浪 底 专 线 Ｃ ＴＯ Ｒ橡 胶 沥青 干法 路 用 性 能
表 ３ Ａ Ｃ － １ ３ Ｃ型 沥 青 混 合 料 设计 级 配 范 围
堕！
合成级配／ ％
！
１ ０ ０ ． ０
：
９ ４ ． ６
！ ： ！
７ ２ ． ０
： ！ ！
４ ６ ． ７ ： Leabharlann ２ ８ ． ５ ：
２ ２ ． ２
： ！
１ ４ ． ５
试件。
首先 进行 了橡 胶沥 青混 合料 的马 歇尔体 积 指 标验 证试 验 ， 结 果见 表 ４ 。进 行 浸水 马歇 尔试 验 、
冻融 劈裂 试验来 检 验设计 沥 青混合 料 的水稳 定性 能； 车辙 试 验 （ ６ ０ ℃） 检 验沥 青 混 合料 的高 温稳 定
一
改造对抗裂性能要求高 ， 兼 顾高温和经济 因素 ， 方 案 ２比较合适 。下面通过混合料性能来进一步验证 。 １ ． ２ 混合 料 的最 佳油 石 比 石料 和矿料 级配采 用设 计文件 指定 的石 料和 级配 ， 见表 ３ ， 属于规 范上的 Ａ Ｃ － １ ３ Ｃ 型 级 配ｌ ４ ｊ 。 沥青 采用 重交 ７ ０号基 质沥 青 。橡 胶粉 采用 ４ ０目
学 方式将 橡胶 和沥 青进行 改性 。首先对 Ｃ Ｔ Ｏ Ｒ橡
胶沥青 混 合料 的设计 、 路用 性 能 进行 室 内试 验 研 究， 然后 结合小浪底专线 改造 工程研究施工工 艺 。 １ 胶粉 和反 应剂掺 量设 计试 验 １ ． １ 橡 胶沥 青配 比试验
胶粉掺 量越 大高温 性能 增加 ， 低温性 能下 降 ； 胶粉 定情 况下 ， 反应 剂掺量 越 大 ， 低温 性能 和高 温性 能均增 加 。考虑Ｎ／ Ｊ ， 浪底专线车 流量不大 ， 但 旧路
基质 沥青 拌制成 橡 胶 沥 青 混合 料 ， 该 种 直 接 添加 橡胶 粉 的方法 对 沥青 路 面 性 能改 善 效 果不 明显 ， 直未能 大规模 推 广应用 。因此 本文 采用一 种橡
一
胶 反应 剂 Ｃ Ｔ ＯＲ， 它 和胶 粉 一起 先 干 拌 ， 通 过 化
由表 ２可 以看 出 ， 反 应剂 掺量一 定 的情况 下 ，
废 旧轮胎 粉 。
根 据 以前 的研 究 结 果 ， 橡 胶 沥青 性 能 与 胶 粉 目数 、 用 量关 系 密 切， 胶 粉 一 般 为 沥 青 用 量 的
１ ５ ～２ ０ 。反 应 剂 为 胶 粉 的 ４ ． ５ ， ５ ． ０ ， ５ ． ５ ， 配方 见表 １ ， 试 验结 果如表 ２所 示 。
交
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Ｎｏ ．６ Ｄｅ ｃ ． ２ Ｏ１ ３
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ Ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
小 浪 底 专 线 改造 工 程 Ｃ ＴＯＲ 干法 橡 胶 沥青 混 合 料 性 能研 究
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１ ０ ． ７
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８ ． ３
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通 过 马歇尔 试 验 ， 得 到该 级 配 的最 佳基 质 沥
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ — ０ ３
青 用量 ５ ． ０ 。
１ ． ３ 橡 胶沥青 混合 料试 验 在 普通 沥青 混 合 料 ＡＣ 一 １ ３级 配 设 计 的 基 础
橡 胶沥 青是指 把废 轮胎橡 胶粉 作 为改性 剂添 加到基 质沥 青 中 ， 在高 温作用 下制成 的胶 结材 料 。 橡胶 沥青作 为路用 材料 ， 具有 较强 的高 温稳定 性 、 低温抗 裂 性 、 抗 老化、 抗疲 劳、 抗水损坏等 特性。
表 １ 胶 粉 与 反 应 剂 配 比
２ ０ １ ３ 年第 ６ 期
许 光 宇 李 志 刚 ： 小浪底专线改造工程 Ｃ ＴＯ Ｒ 干 法 橡 胶 沥 青 混 合 料 性 能 研 究
９ １
上， 按 照 先加 矿料 、 橡胶粉 和 Ｃ Ｔ ＯＲ（ 橡 胶 粉是 沥 青质 量 的 ｌ ８ ， Ｃ ＴＯＲ是橡 胶粉 质量 的 ５ ． ０ ） 干 拌３ Ｏ ｓ 一 掺入 ８ ２ 基 质 沥 青 最 佳 用 量 ＋胶 粉 质 量的 ３ ０ 沥 青一 拌 和一 保 温 至少 １ ｈ （ １ ８ ０。 Ｃ） 一 成型（ 温度 １ ６ ０ ～１ ６ ５℃） 的 方法 添 加 橡 胶 粉 成 型
自从 ２ ０世 纪 ４ ０年代美 国路 面工程 首 次使用 橡胶
沥青 以来 ， 经过半 个 多世纪 的发展 ， 目前 橡胶 沥青
表 ２ 不 同 配 方 的胶 粉 沥青 试 验 结果
路 面技术 已经 形 成 较 为 完 善 的 湿 法 和 干 法 两 大
工 艺 一 。
国内湿法应 用 较 多 ， 技 术相 对 成 熟 。而 干法 工艺 是指 将橡胶 粉 直 接 加入 集 料 中 ， 然 后 喷人 热
许 光 宇 李 志 刚
（ １ ． 洛 阳市 交 通 运 输 局 洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ０ ； ２ ． 解放军理工大学 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ）
摘
要
橡 胶 沥 青 工 艺 主要 分 为 湿法 和干 法 ， 本文结合洛阳小浪底专线 改造工程 ， 采 用干法工艺 ，
设计 了 Ｃ Ｔ Ｏ Ｒ 橡 胶 粉 的适 宜 掺 量 ， 对沥青混合料进行改性 ， 室 内结 果 表 明 ， Ｃ Ｔ ＯＲ橡 胶 沥 青 混 合 料 在水稳定性 、 高 低 温 稳 定 性 方 面 均 有 不 同程 度 的 提 高 。 现 场 施 工 和 检 测 结 果 表 明 ， Ｃ ＴＯ Ｒ 橡 胶 沥 青混合料具有易施工 、 节能 、 环保 等优 点 ， 性 能 检 测 均 能 满 足 规 范 要求 ， 可 以 用 于 改性 沥青 路 面 。 关 键 词 小 浪 底 专 线 Ｃ ＴＯ Ｒ橡 胶 沥青 干法 路 用 性 能
表 ３ Ａ Ｃ － １ ３ Ｃ型 沥 青 混 合 料 设计 级 配 范 围
堕！
合成级配／ ％
！
１ ０ ０ ． ０
：
９ ４ ． ６
！ ： ！
７ ２ ． ０
： ！ ！
４ ６ ． ７ ： Leabharlann ２ ８ ． ５ ：
２ ２ ． ２
： ！
１ ４ ． ５
试件。
首先 进行 了橡 胶沥 青混 合料 的马 歇尔体 积 指 标验 证试 验 ， 结 果见 表 ４ 。进 行 浸水 马歇 尔试 验 、
冻融 劈裂 试验来 检 验设计 沥 青混合 料 的水稳 定性 能； 车辙 试 验 （ ６ ０ ℃） 检 验沥 青 混 合料 的高 温稳 定
一
改造对抗裂性能要求高 ， 兼 顾高温和经济 因素 ， 方 案 ２比较合适 。下面通过混合料性能来进一步验证 。 １ ． ２ 混合 料 的最 佳油 石 比 石料 和矿料 级配采 用设 计文件 指定 的石 料和 级配 ， 见表 ３ ， 属于规 范上的 Ａ Ｃ － １ ３ Ｃ 型 级 配ｌ ４ ｊ 。 沥青 采用 重交 ７ ０号基 质沥 青 。橡 胶粉 采用 ４ ０目
学 方式将 橡胶 和沥 青进行 改性 。首先对 Ｃ Ｔ Ｏ Ｒ橡
胶沥青 混 合料 的设计 、 路用 性 能 进行 室 内试 验 研 究， 然后 结合小浪底专线 改造 工程研究施工工 艺 。 １ 胶粉 和反 应剂掺 量设 计试 验 １ ． １ 橡 胶沥 青配 比试验
胶粉掺 量越 大高温 性能 增加 ， 低温性 能下 降 ； 胶粉 定情 况下 ， 反应 剂掺量 越 大 ， 低温 性能 和高 温性 能均增 加 。考虑Ｎ／ Ｊ ， 浪底专线车 流量不大 ， 但 旧路
基质 沥青 拌制成 橡 胶 沥 青 混合 料 ， 该 种 直 接 添加 橡胶 粉 的方法 对 沥青 路 面 性 能改 善 效 果不 明显 ， 直未能 大规模 推 广应用 。因此 本文 采用一 种橡
一
胶 反应 剂 Ｃ Ｔ ＯＲ， 它 和胶 粉 一起 先 干 拌 ， 通 过 化
由表 ２可 以看 出 ， 反 应剂 掺量一 定 的情况 下 ，
废 旧轮胎 粉 。
根 据 以前 的研 究 结 果 ， 橡 胶 沥青 性 能 与 胶 粉 目数 、 用 量关 系 密 切， 胶 粉 一 般 为 沥 青 用 量 的
１ ５ ～２ ０ 。反 应 剂 为 胶 粉 的 ４ ． ５ ， ５ ． ０ ， ５ ． ５ ， 配方 见表 １ ， 试 验结 果如表 ２所 示 。