干法橡胶颗粒沥青混合料配合比设计研究

李 迪 张 怡 张永达

(黑龙江建筑职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150025)

废旧橡胶轮胎数量的增长，不仅危害着全球的生态环境，而且对于人类的身心健康也造成了很大的威胁。然而，随着全球的经济飞速发展，废旧橡胶的增长速度也在逐年加快，对于交通极速发展的中国，这一形势则是更加的严峻[1,2]。因此，如何有效利用废旧橡胶也成为了国际上亟待解决的问题。一种非常有效的处理方式，就是将废旧轮胎制成橡胶颗粒加入到沥青混合料中。

1 级配设计方法选择

1.1 设计方法选择

橡胶颗粒的密度小，质量轻并且具有高弹性，在混合料中同质量的橡胶颗粒的体积大概是其他骨料的2至3倍[3,4]。所以，矿料的空隙由细集料和沥青一起作为填充料来填充。

1.2 级配类型选择

级配设计的目的是充分发挥材料的性能，优化矿料的组成。由于橡胶颗粒的体积较大且有很高的弹性，因此，采用连续级配的方法来设计混合料给橡胶颗粒提供充分的空间[5-11]。

2 配合比设计方法

以下述实例说明橡胶颗粒沥青混合料配合比设计过程(图1)。

(a)(b)(c)(d)图1 橡胶颗粒掺量对马歇尔试验指标的影响

3 最佳沥青用量的确定

在常温下加入到拌锅中，为使橡胶颗粒分散均匀，干拌时间为45s，而后加入沥青进行湿拌90s，再加入矿粉拌和90s，拌和温度控制在180℃左右。由于橡胶颗粒弹性高，在混合料中发生溶胀，试件不易成型，所以采用二次成型的方法，首先采用双面40击，待温度冷却到80℃左右再进行第二次击实，双面各击实35下。

设计油石比为5.1%并以0.3%增长做对比试验。因橡胶颗粒的掺入对混合料流值影响较大，故不作为确定最佳沥青用量的指标。最终确定油石比5.4%为最佳沥青用量。不同油石比与各指标变化关系如图2—图5。

图2 不同油石比下稳定度变化曲线图

图3不同油石比下空隙率变化曲线图

图4 不同油石比下矿料间隙率变化曲线图

图5 不同油石比下有效沥青饱和度变化曲线图

4 结 论

(1)由于橡胶颗粒与骨料的体积相差悬殊；(2)4%为目标空隙率，矿粉用量为8%，橡胶颗粒用量为3%；(3)油石比为5.4%时混合料最接近目标空隙率且稳定度达到峰值.