冰雪地区干法橡胶改性沥青混合料性能分析

冰雪地区干法橡胶改性沥青混合料性能分析

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论文独创性声明

本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。

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论文作者签名：彦孙处硼1年“月／7日

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(保密的论文在解密后应遵守此规定)

论文作者签名：铱乃久,-沪f 1年p石月／7日

导师签名：／茎乃)吐卅1年p g月／7日

摘要

在我国，由于冬季气候寒冷致使路面积雪积冰的问题非常严重，不仅影响交通安全，

且制约道路运输效率和经济发展。为此寻求科学有效的路面除冰雪技术成为重要的研究

方向。论文将具有高弹性的橡胶颗粒以骨料的方式直接加入沥青混合料中(即干法)，可

改变路面冰雪层受力状态及冰雪与路面的粘结状态，以达到破冰除雪的目的。同时，橡

胶颗粒沥青混合料的应用为回收废旧轮胎橡胶提供了新途径。

论文采用体积法将橡胶颗粒掺入混合料中。通过试验研究确定出合理的拌和工艺。

分析了橡胶颗粒不同掺量及粒径对路用性能的影响，并推荐出最佳掺量及粒径。由于橡

胶颗粒沥青混合料在应用中容易出现脱粒、掉粒的问题，针对这一现象本研究对橡胶颗

粒沥青混合料中掺入消石灰、水泥及消石灰+水泥等添加剂进行了相关试验研究，并对橡

胶颗粒沥青混合料的路用性能进行了试验验证。

论文以BPN值及其变化量作为除冰雪效果的评价指标，利用破冰模拟试验仪进行除冰雪试验。对橡胶颗粒沥青混合料及普通沥青混合料进行了除冰雪效果的对比研究，并分析了橡胶颗粒的粒径、掺量及试验温度对除冰雪效果的影响。‘

研究结果表明，采用马歇尔二次成型方法降低了空隙率和回弹率，成型效果较好。

掺入橡胶颗粒提高了沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性。橡胶颗粒的添加明显改善

了沥青混合料的除冰雪性能，掺量及粒径越大效果越好。试验温度的降低对除冰雪性能

有不良影响。添加1．5％的消石灰明显提高了橡胶颗粒沥青混合料的水稳定性，且路用

性能最优。综合除冰雪性能及路用性能考虑，确定出橡胶颗粒最佳掺量为3％，粒径为20

目。

关键词：橡胶颗粒，沥青混合料，除冰雪性能，添加剂，二次成型

Abstract

In china,there is a lot of accumulated snow and ice on

pavement because of the cold

winter ．It not only seriously influences the traffic safety

but also restricts the road conveying

efficiency and economic growth ．So ，it’S very important to clear the snow and ice on

pavement ．Taking the rubber particles with high elastic into asphalt mixture as aggregate is a new method ，called dry process Through changing the stress condition of ice ．snow and the bound

state between pavement

and ice —snow it can reach the purpose ．Meanwhile ，the process provides

a new approach for recovenng rubben

The thesis adopts volume method to mix the rubber particles into mixture and confirms the reasonable mixing technology ．Analyze the influence on pavement performance

of different mixing amount and particle size and recommend the best combination ．For resolving

the problem of flaking in application ，the study mixes slake lime ，cement and

the both mixture into asphalt

mixture ．And t est the pavement performance through experiments ．

The thesis takes BPN and it's variation as evalumion index for cleating ice ．snow ．It uses

icebreaking instrument to perform simulation test ．It studies the difference between the rubber particles asphalt mixture and common asphalt mixture in clearing ice —snow ．And it analyses the influence of grain size and proportion of rubber and text temperature in clearing ice ．snow ． The research results indicate that adopting Marshall forming method can reduce the void ratio and resilience to guarantee the fine molding quality ．Taking the rubber particles

into asphalt mixture Can enhance the high temperature stability and low temperature crack resistance ．However,it

has

a bad influence on

water stability ．It also

Can improve the performance of clearing

ice-snow ．With the size and proportion increasing the

result is beaen Low temperature has a bad effect on result ．Adding 1．5％slaked lime into rubber asphalt mixture Can obviously improve the water

stability ．Meanwhile it has the best road performance ．Taking the clearing

ice —snow and road performance into account ，the thesis

confirms the size 20 and proportion 3％as the best combination ．

Key words ：rubber particles ，asphalt mixture ，cleating ice —snow

property,additive ，forming

目录

第一章绪论l 1．1研究的目的和意义一l 1．2国内外研究现状。2

1．2．1国外现状分析．2

1．2．2国内现状分析4 1．3主要研究内容7第二章原材料技术性质试验分析与试验方法研究．8 2．1原材料技术性质试验．．8

2．1．1沥青．8

2．1．2矿料．8

2．1．3橡胶颗粒．9

2．1．4添加剂。10 2．2橡胶颗粒沥青混合料除冰雪试验方法．．1 0

2．2．1除冰雪试验方法的确定一11 2．2．2路面破冰模拟试验仪的工作原理．．12

2．2．3除冰雪效果评价试验设计。13

2．3本章小结．15第三章橡胶颗粒沥青混合料组成设计。16 3．1橡胶颗粒的选择及掺配方法的研究16

3．1．1橡胶颗粒的选择16

3．1．2橡胶颗粒掺配方法的研究．．1 7

3．2橡胶颗粒沥青混合料级配组成设计．19

3．2．1级配类型的选择一19 3．2．2配合比设计．．20 3．3最佳油石比的确定21 3．3．1马歇尔试验结果分析21

3．3．2确定最佳油石比。23

3．4拌和成型工艺的研究24

3．4．1拌和工艺的研究．．24

3．4．2成型工艺的确定．．28

3．5本章小结29第四章橡胶颗粒沥青混合料路用性能的研究．．31 4．1橡胶颗粒不同粒径及掺量对混合料路用性能的影响研究 3 l 4．1．1马歇尔试验．．31

4．1．2水稳定性试验．．35

4．1．3高温稳定性．．38

4．1．4低温抗裂性．．40

4．1．5力学性能试验43 4．2橡胶颗粒沥青混合料抗剥落性能研究46

4．2．1添加剂适宜用量的确定。46 4．2．2添加剂对路用性能的影响。5 l

4．3本章小结．53第五章橡胶颗粒沥青混合料除冰雪性能研究54 5．1橡胶颗粒沥青混合料除冰雪机理54 5．1．1除冰机理分析54 5．1．2除雪机理分析一57 5．2橡胶颗粒沥青路面除冰雪试验研究58

5．2．1除冰试验研究．．58

5．2．2除雪试验研究。68 5．3本章小结．68主要结论与进一步建议70主要结论70进一步建议70参考文献72致j射74

长安大学硕L学位论文

第一章绪论

1．1研究的目的和意义

在我国，冬季降雪使得路面出现积雪结冰的问题较为严重。这种现象不只发生在寒冷的北方，由于近几年气候的异常变化，我国南方地区也开始出现冰雪灾害。尤其在初冬和初春季节，路面积雪在温度变化及车辆荷载的作用下易融化，而较低的温度又使得融化后的积雪在路表面结成薄冰，形成冰雪路面。据相关实验数据显示，冰雪路面的附着系数将大大降低(干燥沥青路面的附着系数约为0．6，积雪路面附着系数约为0．2，而结冰路面的附着系数约为0．15[1,z1)。随着温度和冰雪路面状态的改变，附着力也会产生差异性的变化，从而导致车辆的制动性能和稳定性能等大幅度下降，使驾驶人员总是处于紧张疲劳的驾驶状态，交通事故频频发生，极大的影响了道路运输效率和交通安全，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。冰雪路面的问题一直困扰着道路养护部门。

所以，如何有效解决道路路面积雪结冰的问题，提高道路运输效率和交通安全，已

经成为我国交通管理部门亟待解决的重要问题，因此从道路路面自身出发，寻找科学有

效的路面除冰雪技术成为了重要的研究方向。而一种新型的路面材料．于法橡胶改性沥

青混合料恰好具有这种性能，掺加了橡胶颗粒的路面在荷载作用下会发生弹性变形，从

而可以达到破冰除雪的目的。

将废旧橡胶掺入沥青混合料中有两种方法，即湿法和干法。湿法是先将橡胶掺入沥

青中对其进行改性，形成改性沥青，然后制备混合料。干法橡胶改性沥青混合料则是把

回收的废旧橡胶轮胎按实际生产的要求，破碎成一定形状和粒径的橡胶颗粒，将其作为

骨料的一种直接添加入混合料中，便形成了含有橡胶颗粒的新型沥青混合料，论文简称

橡胶颗粒沥青混合料，用于路面铺装工程【3J。

由于橡胶颗粒具有较大的弹性变形能力和耐摩擦性，所以掺入后能有效提高沥青混合料路面的变形能力，同时可以改善冰雪与路面的粘结状态。由于冰具有变形易碎性，在车辆荷载的作用下，橡胶颗粒的自应力使得路面的变形与冰的变形差异化，从而导致冰破碎且从道路路面剥离，达到破除路面积雪结冰的目的。同时，高弹性橡胶颗粒的掺入使得路面的柔韧度增强，行车舒适性得到改善，高温抗车辙性能和低温抗裂性能提高。且由于橡胶自身具有吸声性和抗滑特性，也使得路面对噪声的吸收能力和抗滑性能增强，不仅大大降低了交通噪声，而且使得路面在非常潮湿的情况下也具有很好的抗滑性。

第一章绪论

这一点在已经比较成熟的橡胶粉改性沥青路面的实际应用中得到很好的检验【41。橡胶颗粒沥青混合料所采用的橡胶颗粒来源于废旧轮胎。目前，汽车轮胎全世界每

年的报废量在15亿条以上，若按每条重15kg来计算，将产生1125．1350kt／a废旧轮胎。

各国最普遍的做法是将废旧轮胎掩埋或堆放，但这不仅需占用土地，且大量堆积易引起

火灾，造成二次公害。废旧轮极强的耐热、抗机械和抗降解性，导致其数十年不会自然

消解，若回收利用不当，会严重污染环境，形成新的“黑色污染”。在我国，由于原料

来源及施工技术等因素的限制，目前只有1％．2％的废旧轮胎用于改性沥青及其混合料的

生产。这项技术虽已应用了10多年，但仍处于起步阶段。

针对废旧橡胶轮胎回收后的再利用问题，尽管科研人员发现了很多种方法，但利用率较低。而由于橡胶具有天然亲和性，其被应用于道路沥青改性技术和橡胶颗粒沥青混

合料应用技术方面的研究开始成为焦点。它不仅可以改善道路使用性能，而且能够消耗

大量的废旧橡胶轮胎，为解决废旧轮胎的回收再利用寻找到一个新的方法。

目前，橡胶粉改性沥青及其混合料(湿法)的应用研究已逐步趋于成熟阶段，在许多国家都得到广泛应用；对于干法橡胶颗粒改性沥青混合料的研究虽然也在进行，但基

本仍处在初级阶段，铺筑的试验路出现了很多严重影响路面使用性能的问题。由于橡胶

颗粒是有机高分子材料，其性质和路面材料存在着明显差异，添加橡胶颗粒将改变沥青

混合料内部的组成结构和材料间的接触状态，从而使得普通沥青混合料的拌和成型工艺

不能使其满足设计要求，且由于加入橡胶颗粒后出现的脱粒、掉粒等问题，严重影响了

橡胶颗粒沥青混合料的推广。为了使得橡胶颗粒沥青混合料得到更好的应用，论文对其

拌和成型工艺、路用性能、除冰雪性能及抗剥落性能等方面进行了研究，为橡胶颗粒在

除冰雪沥青路面中的应用提供了新思路。

1．2国内外研究现状

1．2．1国外现状分析美国早在上世纪40．60年代就出现了现代意义的橡胶沥青混合料，它是由美国橡胶

回收公司(Rubber Reclaiming Company)在上个世纪40年代首先开展研究的。该公司

采用了干拌法的生产工艺，即将废旧橡胶颗粒替代一部分原有级配中的细集料，然后将集料进行干

拌，使橡胶颗粒分布均匀，最后喷入沥青就形成了废旧橡胶颗粒改性沥青混由于这种橡胶颗粒改性

沥青混合料采用的橡胶颗粒细度很大，因此后来被定义为

ex TM橡胶粉沥青混合料【510

2

长安人学硕十学位论文

目前，在美国得到应用及正在研究开发的废旧轮胎改性沥青及沥青混合料的技术主要分为两大类：一类称为“wet process"即“湿法"改性沥青混合料，又被称为橡胶沥青胶结料，此方法是在骨料拌和之前，将橡胶投入高温沥青中，通过长时间高温强制搅拌或其他手段，使其在沥青中溶解或溶胀。上世纪60年代，美国专家Charles McDonald 率先采用湿法生产工艺，生产出Overflex T M橡胶沥青混合料。由于该方法既能消耗一部分废旧橡胶，又能提高沥青混合料的性能，在国内外得到广泛应用。目前，绝大部分国家将废旧橡胶应用于改性沥青及其混合料(即“湿法")方面。

另一类为“dry process"即“干法"橡胶颗粒沥青混凝土，该方法是将不同尺寸的橡胶颗粒作为骨料的一部分加入到混合料中，先期与石料拌和，再与热沥青拌和。“dry process"最早是由瑞典的Skega AB和AB Vaegfoerbaetringa两家公司于上世纪60年代

提出来的，当时的商品名称是Rubito。1978年美国Envirotire公司将其引进后在美国的专利名称为“Plusride"。目前，经改进后这项专利技术称为“Plusride II”。

进入上世纪80年代末期后，美国出现了两种针对“干法”技术的代表性试验。Heitzman的试验将6．4mm．0．85mm的橡胶颗粒直接掺入到间断级配沥青混合料中来替代部分石料，可应用于磨耗层的铺装[61；Van硒rk Jack L的试验将一定粒径的橡胶颗粒掺入密级配橡胶颗粒沥青混合料中，用以替代部分石料满足级配要求，同时可以改善沥青性能31。对于这种橡胶沥青混合料，试验结果表明若将其用于面层的铺装，则橡胶

颗粒掺量应小于总质量的2％。该种方法掺入的橡胶颗粒细度较大，路用性能要优于较 Heitzman的试验路，因此在美国已得到广泛应用。

橡胶颗粒沥青混合料应用于除冰雪方面最早由美国工程兵寒冷地区工程实验室提出。该实验室将4．75mm．9．5mm的橡胶颗粒加入沥青混合料中，针对不同掺鼍进行了路用性能试验和除冰雪效果试验，结果显示，在沥青混合料中加入橡胶颗粒可以有效破除路面积冰，且掺入的橡胶颗粒越多效果越明显。但因为橡胶颗粒的掺入极大影响了混合料的成型效果和路用性能，未能投入实际应用【14,15】。

1989年，美国明尼苏达州运输部陆续着手修建了两条橡胶颗粒沥青混合料路匝，以检验除冰雪效果，橡胶颗粒掺量均为2％，然而除冰效果并不明显，但其他路用性能良好【16】。在此基础上德克萨斯州也进行了相关实验室研究并铺筑了试验路段，由于路面的脱粒、掉粒问题使路面发生了严重破损，以失败告终。华盛顿州、安大略等地也相继铺

筑了橡胶颗粒路面，然而路用性能和除冰雪效果也不理剁1。71。

2002年国际道路协会(PLARC)在日本举办了国际冰雪道路技术大会，会议将抑

第一章绪论

制路面结冰铺装技术作为冰雪道路研究的：芑要方向，国外多采用镶嵌类铺装技术。日本某道路建筑公司将五角形的橡胶颗粒铺撒在刚完工的普通沥青路面上，然后利

用压路机将橡胶颗粒压入路面，只留一小部分裸露在外，目的是防止路面结冰而导致的

车辆打滑，增加路面摩擦力。同时可以充分利用橡胶颗粒的高弹特性，当路面形成积冰

后，橡胶颗粒在车辆荷载作用下产生的反弹力能够使冰层破碎，从而达到除冰效果。1998

年在东京．长野高速公路铺筑了试验路段。实际应用结果表明，这项技术可有效除冰雪，

提高道路抗滑性能。但是橡胶颗粒的后续压入破坏了沥青路面原有的内部结构，使得路

面耐久性大幅度降低，在车辆荷载作用下橡胶颗粒极易从路表面剥落，造成路面结构松

散且产生坑槽，导致道路路面根本无法继续使用【l引。

对于废旧橡胶轮胎的应用，日本除了将其加工成细度大的橡胶粉来改善沥青性能外，对将橡胶颗粒作为骨料掺入到沥青混合料中以达到除冰雪的目的也做过相关研究。上世纪70年代末期，日本参考瑞典的研究资料，采用日本的沥青混合料试验方法进行室内试验，将橡胶颗粒混入沥青混合料中，橡胶颗粒掺量为2％．3％，其中寒冷地区采用2．5％．3％的掺量，温暖地区采用2％．2．5％的掺量，油石比范围为6％．8％，为橡胶颗粒沥青混合料的应用提供了相关依据。

日本还将橡胶颗粒掺入混合料及压入路面两种方法结合使用，也被称为弹性体混

入、散布型，使得路面具有排水、抑制冻结及降噪的目的【19l。

法国对于橡胶颗粒沥青混合料也做过相关研究，但其主要应用在降噪方面。据统计

到1995年为止，法国应用橡胶颗粒沥青混合料铺筑的多空隙路面已经累计达到100万平

方米，对于除冰雪方面尚未见相关研究和应用[20l。

比利时及奥地利等国采用干拌法，即在沥青混合料中掺入废旧橡胶颗粒，进行道路

表面的铺装，主要目的是提高路面的耐磨及抗裂等特性，同时兼顾降噪的作用。

1．2．2国内现状分析国内对于废旧轮胎橡胶在道路工程中的应用做过相当广泛的研究，与大部分国家相

同的是，我国主要集中在橡胶粉改性沥青及其混合料的研究上，而对于橡胶颗粒沥青混

合料的应用技术研究较少，且没有相关规范可查。

在20世纪70年代末，国内初步开展了废旧橡胶粉应用于道路路面工程中的技术研

究，并在四川、江西等地铺筑了试验路段。由于当时的生产条件、生产工艺及科技水平

十分落后，导致废旧橡胶在道路工程方面的应用研究发展缓慢，没有取得大的实质性的

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长安人学硕I．学位论文

突破。上世纪末，一些科研机构和大专院校投入到此项研究中，开始着手研究橡胶粉改性沥青及其混合料的特性机理方面，并将其实际应用于路面铺装中，取得了藿大突破。

广东、山东、辽宁、北京、天津、湖北等地先后开展相关的应用研究并取得一定成梨21J。

在上个世纪70年代末80年代初，为了改善国产沥青的性能，同济大学开展了橡胶粉

与沥青共熔的变化规律及对橡胶沥青混合料路用性能影响的研究。通过系统的试验研究

与分析，对磨细橡胶粉改性沥青的主要特性和路用性能进行了验证，并改善了生产工

艺，促进了橡胶改性沥青在路面铺装工程中的应用‘捌。

1998年，哈尔滨建筑大学刘晓鸿硕士进行了废旧轮胎橡胶颗粒沥青混合料技术的探

索性研究。通过一系列试验，对掺入橡胶颗粒后沥青混合料的路用性能进行了研究，并

对其除冰性能进行了初步的探索，研究结果表明，橡胶颗粒沥青混合料在道路工程中具

有应用的可行性，并有一定除冰效果1231。

2001年春，交通部公路科学研究所将橡胶粉首次应用于钢桥桥面铺装中，用量为沥

青的30％，该桥面经受过4个夏季的超重交通荷载考验后，基本保持完好，且各项性能

．

。指标保持优良。

2001年，交通部公路科学研究所主持了由交通部设立的两部交通科技项目“废旧橡

胶粉用于筑路的技术研究"，该项目对橡胶沥青和橡胶粉沥青混合料(其中包括橡胶沥

青混合料和橡胶粉改性沥青混合料)的路用性能及力学性能进行了全面、系统的研究。

2004年，北京工业大学张金喜教授通过室内研究发现，在沥青混凝土中掺入废旧橡。胶

后其沥青用量减小，弹性增大，耐水性、抗飞散剥离和抗滑等性能能够得到改善；且当废J日

橡胶掺量达到混合料质量的9．4％时，沥青混凝土具有明显的防止路面冻结的性能【241。

2005年，周纯秀等人开展了废旧轮胎橡胶颗粒在沥青混合料中的应用研究，结果表明将废旧轮胎橡胶颗粒作为骨料直接加入到沥青混合料中是可行的，能够改善沥青路面的性能，工艺简单，经济性好，在一定程度上可以提高沥青路面抑制冰雪和抗滑性能，同时可以回收大量废旧橡胶轮胎，达到环保的目的【251。

2005年，曹卫东、周海生和吕伟民从密实断级配沥青混合料的力学强度开始着手分

析，提出废橡胶颗粒改性沥青混合料(CRUMAM)性能的设计方法，室内试验结果表

明，CRUMAM具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性【2们。

2006年，谭忆秋，徐立廷等人分析了橡胶颗粒的物理力学特点，在此基础上提出二次成型橡胶改性沥青混凝土的方法，对不同温度下橡胶改性沥青混凝土室内成型工艺进

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第一章绪论

行研究，结果表明，采用恰当的成型工艺，完全可以用马歇尔法成型橡胶改性沥青混凝土试件

【2训。

2006年，辛星，谭忆秋等分析了掺入橡胶颗粒对沥青混合料配合比的影响因素，利

用星点设计一效应面优化法进行分析研究，确定出最佳条件。试验结果表明，星点设

计．效应面优化法可以较好的确定橡胶颗粒沥青混合料影响因素的取值范围，具有实际

应用价值恻。

2009年，张洪伟硕士及其课题组成员研制了路面破冰试验仪，该仪器能够较好的模拟路面在冰雪状况下的破冰性能，并提出BPN作为评价除冰雪性能优劣的量化指标。通过室内试验表明，所设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能和除冰雪性能，能够节约人工除雪的成本【291。

2009年，薛振华硕士主要对橡胶颗粒沥青混合料的成型工艺及添加消石灰作为抗剥

落剂进行了研究。研究认为，在橡胶颗粒沥青混合料中添加一定量的消石灰可以有效的

防止脱粒、掉粒等问题【4J。

综上所述，针对废旧橡胶在道路工程中的应用，国内外多侧重于橡胶粉改性沥青及

其混合料的应用研究，并得到广泛应用。而对于橡胶颗粒沥青混合料而言，美、日等国

进行了较为广泛的研究，但由于铺筑的试验路段路用性能并不太好，从而导致橡胶颗粒

沥青混合料研究较为缓慢。且由于现代社会知识产权意识增强，国外一些先进技术我们

很难共享。由于受技术条件等的限制，国内仅做过一些探索性研究，而将橡胶颗粒沥青

混合料应用于除冰雪方面的研究更为少见，理论及技术都不太成熟。

纵观国内外对废旧轮胎橡胶在路面工程中的应用及路面除冰雪技术的研究情况可

以发现，人们的环保节能意识不断提高，而抑制冻结类铺装技术的研究成为重点。由于

橡胶颗粒沥青路面具有良好的抑制冰雪性能，且能够进行方便的机械化施工，后期管理

较易，必将有广阔的应用前景。

目前国内外仅有的一些针对橡胶颗粒沥青混合料的研究大多采用间断级配，而对于

连续级配没有进行详细的研究；迄今为止也没有相关文献指出橡胶颗粒的粒径大小对路

用性能及除冰雪性能的影响；另外，橡胶颗粒沥青混合料的拌和成型、脱粒、掉粒等问

题也没有得到很好的解决。针对以上问题，根据我国的实际情况，论文有必要对橡胶颗

粒的掺配方法、拌和成型工艺、橡胶颗粒掺量及粒径对路用性能及破冰性能的影响及抗

剥落性能进行试验研究。为橡胶颗粒除冰雪沥青路面的应用提供了新的方法和实现途

径，不仅能够改善冰雪地区路面积冰雪的状况，同时也可以极大的促进废轮胎橡胶在路

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K安人学硕}。7-"化沦史

面铺装工程中的大量应用，将形成改善路面使用品质、环境保护和废物利用的多赢局面，社会经济效益巨大。

1．3主要研究内容

目前，橡胶颗粒除冰雪沥青路面在美国和日本已得到成功应用，而国内的研究仍处

于初步探索阶段，可借鉴的资料很少，因此论文对橡胶颗粒沥青混合料的拌和成型工艺、

抗剥落性能、路用性能及除冰雪性能做了重点研究，为橡胶颗粒沥青路面除冰雪技术在

我国的发展做了进一步探索。论文主要研究内容如下： (1)橡胶颗粒沥青混合料掺配方法

研究

(2)橡胶颗粒沥青混合料拌和成型工艺的研究 (3)橡胶颗粒掺量及粒径对沥青

混合料路用性能的影响研究 (4)橡胶颗粒沥青混合料的抗剥落性能研究 (5)橡

胶颗粒沥青混合料除冰雪性能研究

7

第_二章原材料技术性质试验分析’j试验方法研究

第二章原材料技术性质试验分析与试验方法研究

2．1原材料技术性质试验

原材料技术性质的优劣影响着沥青混合料的性能，为确保沥青混合料具有较高的使用品质，本试验对各组成材料的技术性质进行了检测。

2．1．1沥青

本试验所采用的沥青为SK．90#道路石油沥青，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052．2000)的方法进行常规试验检测，其主要技术性能指标如表2．1所示，均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40．2004)的要求。

表2．1道路石油沥青SK-90技术指标

技术指标实测值规范值试验方法针入度25℃(0．1mm) 86 80～lOO

针入度15。C(0．1mm) 29 T0604

针入度30℃(O．1mm)135

针入度指数PI ．0．7 ．1．5～1．0 T0604

软化点(度) 48 ≥44T0606

10℃延度(cm) 106 ≥30T0605

15℃延度(cm) 176．6 ≥100

密度150 1．026 T0603

RTFOT后

质量变化(％) 0．30 ．O．8~0．8 T0609针入度比25℃(％) 60 ≥57T0604

残留延度10。C(cm) 8．2 ≥8T0605

2．1．2矿料

2．1．2．1粗集料

本试验所采用的沥青混合料粗集料为石灰岩材质，粗集料是坚韧有棱角的优质石料，需洁净、干燥、无风化、无杂质、表面粗糙。按规范中试验方法进行检测，结果表明其各项技术指标均符合要求，见表2．2所示。

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长安大学硕卜学位论文

表2．2沥青混合料粗集料技术要求

试验指标单位规范值实测值试验方法

压碎值％≤2612．3 T0316

毛体积相对密度2．607 T0304

表观相对密度≥2．6 2．762 T0304

吸水率％≤2．0 1．75 T0304

2．36 ％≤123．5 1"0314

坚同性4．75 ％≤123．2 T0314

9．5 ％≤122．8 T0314

>9．5 ％≤155．1 T0312针片状含量

<9．5 ％≤208．2 T0312

2．1．2．2细集料

本试验采用的细集料为石灰岩材质，经试验检测各项技术指标均符合规范要求，如表2．3所示。

表2．3细集料性能试验

试验指标单位规范值实测值试验方法

表观相对密度≥2．50 2．70 T0328

含泥量％≤32．80 T0333

砂当量％≥6091 T0334

2．1．2．3矿粉

本试验采用了磨细的石灰岩矿粉，经试验检测其各项技术指标均符合规范要求。如

表2．4所示。

表2．4矿粉技术指标

试验指标单位规范值实测值试验方法

表观密度t／m3 ≥2．50 2．73 T352

外观无团粒解块无团粒解块

<0．6mm 100 100

粒度范围<0．15mm 9肌100 98．8 T35l

<0．075mm 75-100 85．4

亲水系数

塑性指数％<4 3 T354

加热安定性实测记录加热冷却后微微泛红T355

2．1．3橡胶颗粒

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第二：章原村料技术性质试验分析与试验方法研究

本试验所采用的橡胶颗粒由陕两省韩城橡胶厂生产，由废旧轮胎在常温下粉碎加工而成。橡胶颗粒各项技术指标如表2．5所示。

表2．5橡胶颗粒主要技术指标

检测项目检测结果标准

天然橡胶含量49％≥30％

灰分5．8％8％

含水量O．6％1％

表观相对密度0．4 <1．25

铅铁含量0．008％<0．0l％

炭黑含量29％≥28％

丙酮提取物6．6％≤22％

2．1．4添加剂

2．1．4．1石灰

本试验采用的石灰由西安丈八路双水磨村西富平振兴白灰厂生产，经试验检测其技术指标符合规范要求，如表2．6所示。

表2．6石灰技术指标

试验指标单位规范要求试验数据有效钙+氧化镁含量，不小于％≥6569．0

0．71mm方孔筛的筛余，不大于％O 0

0．125ram方孔筛的筛余，不大于％≤139．5 2．1．4．2水泥

本次试验采用的水泥为工地现场使用的西京牌EC32．5水泥，经各项指标检测，水泥的细度、安定性、强度等主要技术指标均符合规范要求，水泥的基本成分及指标如表2．7所示。

表2．7水泥基本技术指标

检测项目单位规范要求试验数据

细度％≤lO(8Hm)3．50 Si02含量％21．34

CaO含量％62．63

烧失量％O．82

2．2橡胶颗粒沥青混合料除冰雪试验方法

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