沥青-橡胶结合料在SMA混合料中的性能研究

沥青-橡胶结合料在SMA混合料中的性能研究

麦宇博

广州市市政集团有限公司市政工程分公司

摘要：本研究结合SMA沥青混合料技术以及橡胶沥青技术，提出在SMA混合料中加入沥青-橡胶结合料，通过室内相关试验的研究分析，探究SMA混合料的性能变化。试验结果表明，沥青-橡胶结合料应用于SMA混合料可以得到成本低、综合性能良好的路面材料。

关键词：沥青-橡胶结合料；SMA沥青混合料；

1引言

我国大部分地区夏季气温较高，铺筑SMA路面必须采用粘度较高的改性沥青，并且沥青用量较大，同时还需要添加纤维稳定剂，这样使路面成本大为提高。如果能够采用一种性能良好、成本低廉的沥青胶结料来代替SBS改性沥青，在保证良好的使用性能的前提下，实现降低建设成本的目的，将会获得良好的社会经济效益。

在废旧轮胎中，含有大量SBR、天然橡胶、炭黑、抗氧化剂等有益于改善沥青性能的材料。在基质沥青中加入橡胶屑进行共混改性后得到的沥青-橡胶结合料，具有良好的抗疲劳、抗低温、抗反射裂缝、抗水损害的能力[1]。若将沥青-橡胶结合料应用于SMA混合料中得到综合性能良好、低造价的路面材料，对节约建筑材料、降低工程造价、减少处理废旧轮胎造成的环境污染将具有极大的现实意义。

2原材料技术性质

2.1沥青-橡胶结合料的性能分析

沥青-橡胶结合料是由基质沥青、废旧轮胎橡胶屑和某些添加剂掺和而成的混合物，其中至少有混合物总重量15%的橡胶成分。沥青-橡胶结合料只有在橡胶屑用量较大的状态下才能显示出它的优势，橡胶屑的用量通常在15%~22%之间。

从表1可以看出，橡胶屑的含量为结合料总量的15%及18%时，现场采用的沥青-橡胶结合料均满足规范的技术要求。对比SBS改性沥青软化点的规范要求（不小于60℃）及考虑SMA高温稳定性，采用橡胶屑占结合料总量18%的沥青-橡胶结合料可满足SMA混合料使用要求。

2.2矿料试验

本研究所采用的集料为海南玄武岩，集料粒径规格分别为10～15mm、5～10mm、3～5mm和机制砂0～3mm。填料采用从化吕田的石灰岩矿粉。经试验，矿料各项技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004的要求。

3配合比设计及路用性能

3.1SMA-13沥青混合料配合比设计

采用《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中SMA-13型沥青混合料级配范围作为工程级配，以4.75mm作为粗集料骨架部分的分界筛孔，设计出三组不同的初试级配，其中0.075mm筛孔通过率宜偏下限。级配曲线如图1所示。

预估初试油石比为6.3%，分别制作马歇尔标准试件，测定试件的各项指标。根据经验综合考虑，选定2#级配为设计级配，以初试油石比±0.3%的间隔，制作马歇尔试件，进行马歇尔试验。最终确定设计孔隙率为3.7%，最后选定最佳沥青油石比为6.4%。

SMA沥青-橡胶混合料按照2#设计级配以最佳油石比6.4%进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性及渗水系数等使用性能的检验。检验结果见表2。由结果可以得出，该设计级配的SMA沥青-橡胶混合料的各项使用性能均满足规范的设计要求。

3.2沥青-橡胶SMA混合料的技术性能对比

采用SBS（I-D）改性沥青及前述矿料，并添加0.3%的木质素纤维，拌和SMA-13改性沥青混合料，并对其马歇尔技术指标、高温稳定性、水稳定性等使用性能进行检验，与SMA-13沥青-橡胶混合料技术指标进行对比。

从表3及表4可以清楚地看出：相对于采用SBS改性沥青的SMA-13，采用沥青-橡胶结合料的SMA-13油石比增大了0.3%，沥青膜有效厚度相对较厚，虽然马歇尔稳定度、残留稳定度及动稳定度均不及采用SBS改性沥青的SMA-13，但成本降低了10.66%。因此，沥青-橡胶结合料应用于SMA混合料可以得到成本低、综合性能较为良好的路面材料。

4结论

（1）对比SBS改性沥青软化点的规范要求及考虑SMA高温稳定性，采用橡胶屑占结合料总量18%的沥青-橡胶结合料效果最佳。

（2）相对于采用SBS改性沥青的SMA-13混合料，采用沥青-橡胶结合料的SMA-13油石比增大了0.3%，但其各项使用性能仍较好地满足规范的SMA改性沥青混合料设计要求。。

（3）采用沥青-橡胶结合料的SMA-13的材料成本要比采用SBS改性沥青的SMA-13低10.66%，综合考虑可以认为，沥青-橡胶结合料应用于SMA混合料可以得到成本低、综合性能较为良好的路面材料。

参考文献：

[1]孙祖望，橡胶沥青路面技术应用手册：人民交通出版社，2014.

[2]DB44/T937-2011，橡胶沥青路面工程技术规范.广东省质量技术监督局，2012.

[3]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.