干法橡膠顆粒瀝青混合料配合比設(shè)計研究

李 迪 張 怡 張永達(dá)

(黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150025)

廢舊橡膠輪胎數(shù)量的增長，不僅危害著全球的生態(tài)環(huán)境，而且對于人類的身心健康也造成了很大的威脅。然而，隨著全球的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，廢舊橡膠的增長速度也在逐年加快，對于交通極速發(fā)展的中國，這一形勢則是更加的嚴(yán)峻[1,2]。因此，如何有效利用廢舊橡膠也成為了國際上亟待解決的問題。一種非常有效的處理方式，就是將廢舊輪胎制成橡膠顆粒加入到瀝青混合料中。

1 級配設(shè)計方法選擇

1.1 設(shè)計方法選擇

橡膠顆粒的密度小，質(zhì)量輕并且具有高彈性，在混合料中同質(zhì)量的橡膠顆粒的體積大概是其他骨料的2至3倍[3,4]。所以，礦料的空隙由細(xì)集料和瀝青一起作為填充料來填充。

1.2 級配類型選擇

級配設(shè)計的目的是充分發(fā)揮材料的性能，優(yōu)化礦料的組成。由于橡膠顆粒的體積較大且有很高的彈性，因此，采用連續(xù)級配的方法來設(shè)計混合料給橡膠顆粒提供充分的空間[5-11]。

2 配合比設(shè)計方法

以下述實(shí)例說明橡膠顆粒瀝青混合料配合比設(shè)計過程(圖1)。

(a)(b)(c)(d)圖1 橡膠顆粒摻量對馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)的影響

3 最佳瀝青用量的確定

在常溫下加入到拌鍋中，為使橡膠顆粒分散均勻，干拌時間為45s，而后加入瀝青進(jìn)行濕拌90s，再加入礦粉拌和90s，拌和溫度控制在180℃左右。由于橡膠顆粒彈性高，在混合料中發(fā)生溶脹，試件不易成型，所以采用二次成型的方法，首先采用雙面40擊，待溫度冷卻到80℃左右再進(jìn)行第二次擊實(shí)，雙面各擊實(shí)35下。

設(shè)計油石比為5.1%并以0.3%增長做對比試驗(yàn)。因橡膠顆粒的摻入對混合料流值影響較大，故不作為確定最佳瀝青用量的指標(biāo)。最終確定油石比5.4%為最佳瀝青用量。不同油石比與各指標(biāo)變化關(guān)系如圖2—圖5。

圖2 不同油石比下穩(wěn)定度變化曲線圖

圖3不同油石比下空隙率變化曲線圖

圖4 不同油石比下礦料間隙率變化曲線圖

圖5 不同油石比下有效瀝青飽和度變化曲線圖

4 結(jié) 論

(1)由于橡膠顆粒與骨料的體積相差懸殊；(2)4%為目標(biāo)空隙率，礦粉用量為8%，橡膠顆粒用量為3%；(3)油石比為5.4%時混合料最接近目標(biāo)空隙率且穩(wěn)定度達(dá)到峰值.