橡胶沥青配合比设计及路用性能研究

第25卷第5期

2009年9月

昆明冶金高等专科学校学报

JournalofKunmingMetallurgyCollegeVol125No15

Sep2009

doi:10.3969/j.issn.1009-0479.2009.05.014

橡胶沥青OGFC配合比设计及路用性能研究

代若愚,徐　浩

1

2

(11昆明冶金高等专科学校校长办公室,云南昆明650033;21云南云桥建设股份有限公司,云南昆明650101)

摘　要:对橡胶沥青OGFC配合比设计方法以及路用性能进行了研究。结果表明,橡胶沥青OGFC混合料具有良好的路用性能,特别是橡胶沥青与集料之间粘附性很好,弥补了OGFC混合料易水损害、集料易松散的缺点。关键词:橡胶沥青OGFC;配合比设计;路用性能中图分类号:U4161217;U4161218

文献标识码:A

文章编号:1009-0479-(2009)05-0063-03

OnMixDesignandRoadPerformanceofRubberAsphaGFC

DAIRuo2yu,Hao

1

(11HeadmasterπsOffice,Kunminging21YunnanYunqiao1,)

Abstract:StudiesonmixrasphaltOGFCweremade1Theresultshowedgoodroadperformance,especiallytheadhesionperformancebe2tweenwasverygood1ItmakesupfortheOGFCπsshortcomingswhichiseasytobeinwaterandeasytoloosewhenaggregates1Keywords:rubberasphaltOGFC;mixdesign;roadperformance

0引言

橡胶沥青OGFC(OpenGradedFrictionCourse,开级配抗滑磨耗层)是将橡胶粉改性沥青技术与OGFC相结合的一种开级配沥青混合料。其做法是在密实不透水的沥青路面上,将OGFC混合料摊铺碾

压后形成一种具有相互连通孔隙的磨耗层,从而排除路面上的积水,孔隙率一般为18%～22%。OGFC混料具有如下优异特性:(1)提高路面的抗滑性。开级配路面比密级配路面的潮湿抗滑系数和速度梯度更低,从而使雨天的交通事故明显减少;(2)防水漂。由于雨水透过了磨耗层而使路面上没有连续的水膜,即使长时间雨水后使得OGFC饱和,但由于轮胎间的水压通过相互连通的孔隙结构后消失,驾驶过程中也不会出现水漂;(3)可减少水雾和眩光,有利于改善能见度,增加驾驶员的安全感,减少驾驶疲劳;(4)增加路面标志的能见度,有利于安全;

(5)降低噪音。国外的研究表明,与密级配路

面相比,OGFC有利于降低噪音。

OGFC作为一种特殊的复合颗粒材料,其性能既受沥青、集料和孔隙的体积含量影响,也受这些因素空间分布的影响,具有结构各向异性及不连续性等特点。研究表明,由于孔隙大,导致稳定性和抗飞散能力降低,提高沥青60℃粘度对提高排水性沥青混合料强度及耐久性起着关键性作用。为此,本文选用了橡胶沥青这种高粘度改性沥青作为胶结料。橡胶沥青OGFC虽然在很多国家已日趋成熟,但在我国还处于探索阶段,规范中没有明确的要求,因此通过试验研究其配合比设计及路用性能具有现实的指导意义。

收稿日期:2009-08-31

作者简介:代若愚(1978-),男,云南会泽人,讲师,工学硕士,主要从事道路桥梁工程和工程力学专业的教学和研究。

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1原材料的选择与实验方法

111集料

表1　粗集料的技术要求及其试验方法　　OGFC沥青混合料的粗集料含量占到矿料

测试指标实验方法规范要求实测值总量的70%以上,因此在进行粗集料的选择

压碎值/%T0316≤2510141000使用上应慎重考虑。OGFC沥青混合料对粗集

洛杉矶磨耗/%T0316≤3010121000料的压碎值要求高,粗集料应均匀、洁净、干

T0316≥21631126表观密度/g cm-3

燥、无风化、无杂质,并且有足够的强度、耐

吸水率/%T0316≤21001300磨耗、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光

与沥青的粘附等级T0316≥41051000

性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性,且必

针片状颗粒含量/%T0316≤151071000

须严格限制粗集料的扁平颗粒含量。粗集料最好采用玄武岩和花岗岩。本文选用玄武岩。细

集料在OGFC沥青混合料中只占很小比例,但对其性能影响较大,细集料一般采用质地坚硬的轧制砂代替天然砂,因为天然砂与沥青的粘附性较差,而且砂的颗粒基本上是球形颗粒,利。根据有关研究可知,天然砂掺量每增加1%,到的,表面特别粗糙,1所示。112沥青

,细颗料很少,,,所以要求选用的沥青与集料有很高的粘性,。11211,粒径大的胶粉对沥青的软化点有效果,但效果不明显,而粒径小的胶粉可提高沥青的延度,对沥青针入度降低的影响也较小。因为胶粉越细,在沥青中融胀越容易,对提高沥青的延度和针入度有利。胶粉也不是越细越好,过细的橡胶粉加工成本提高但效果并不好。从国内应用上看,以细度为20～60目居多。本文综合各种因素采用30目橡胶粉。11212橡胶粉沥青中橡胶粉参配比例的选择

表2　橡胶沥青性能检测结果　　胶粉的用量对橡胶改性沥青的性能影响较

明显。研究表明:胶粉用量<20%时,沥青软试验项目规范要求橡胶沥青化点与胶粉的用量呈线性增加,此后增加速度掺量/%-1510减缓;延度随胶粉用量增加而下降,在胶粉用针入度(5℃)/011mm>10103513量<20%时针入度呈线性降低,随后基本稳

软化点/℃>60106510

定;弹性恢复在胶粉用量<10%时,其增加速

25℃弹性恢复/%>70108210

度很快,继续加大胶粉量则弹性恢复增加较

175℃布氏粘度/Pa1s115～510214

少,特别是在胶粉用量>20%时,弹性恢复增

加不明显。综合各种因素本文选用30目橡胶粉,掺量为15%。橡胶沥青性能检测结果如表2所示。

2配合比设计研究

211级配设计

路面既要保证有良好的抗滑性能,又要保证其他各项路用性能。综合考虑各种因素,目标空隙率以19%为基准,在18%～25%范围内选定。其合成级配如表3所示。212最佳沥青用量的确定

按合成级配选取4种沥青用量进行试验,试验结果如表4所示。根据试验结果,油石比越大则空隙率随之下降;而且油石比太大混合料的高温性能也会变差;在18%～25%空隙率范围内随着油石比的增加,飞散损失率呈下降趋势。综合考虑目标空隙率确定油石比为412。

第5期　　　　　　　　　代若愚,徐　浩:橡胶沥青OGFC配合比设计及路用性能研究65

3橡胶沥青OGFC混合料的路用性能检测

通过路用性能检测,橡胶沥青OGFC相比普通沥青OGFC,其性能有了很大的提高:

表3　矿料合成级配

筛孔尺寸

/mm261500

19100013120041750213600160001300011500075

通过筛孔率/%

集料1

15～20mm10010831001101001001001001000

集料2

10～15mm1001010010621001001001001001000

集料3

5～10mm10010100101001011401001001001000

集料4

0～5mm1001010010100109810831042103710261014

设计值

矿粉

10010100101001010010100101001010010100101000

/%10010951459171213101361251841621

下限

/%1009340128654上限

/%100100602418141086

　　注:由于本文所用矿粉粒径均小于所有筛孔的尺寸,100%,。

(1)采用车辙实验来评价沥青路面的高温性

表能。当实验温度为60℃,实验轮压7折漏量空隙率稳定度流值

/%/%/%/kN/011mm次/mm31826110121211051323516明橡胶沥青。

41023160127201641743812(2)。

41220130135201241304117

实验结果表明89%,说明橡

45187090198367442

胶沥青OGFC混合料具有很好的水稳定性。

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