包啟云，劉國(guó)濤

云南省建設(shè)投資控股集團(tuán)有限公司,云南 昆明 650501

0 引言

橡膠瀝青因其優(yōu)異的高溫性能和回收利用廢舊資源，被廣泛用于公路抗車轍路段。常用橡膠瀝青膠粉摻量15%左右，而高摻量橡膠瀝青膠粉摻量在25%以上。加大膠粉用量，增加了廢舊資源利用率，但對(duì)瀝青性能有一定的影響。高溫性能是瀝青膠結(jié)料路用抗車轍主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。對(duì)于改性瀝青，由于改性劑的加入，常用評(píng)價(jià)高溫性能指標(biāo)對(duì)改性瀝青敏感性差。美國(guó)SHRP 規(guī)范［1］中提出采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR）評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫性能。通過(guò)重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)評(píng)價(jià)重復(fù)加載-卸載條件下高摻量橡膠瀝青高溫性能。并通過(guò)試驗(yàn)段車轍試驗(yàn)分析再生混合料高溫性能。

1 試驗(yàn)方案

1.1 高溫性能試驗(yàn)

1.1.1 動(dòng)態(tài)剪切流變（G*/sinδ）

采用動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)分析原樣瀝青及RTFOT 后殘留瀝青性能［2］。以車轍因子（G*/sinδ）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。車轍因子反映的是瀝青抗永久變形性能。其值越大，高溫流動(dòng)變形越小，高溫性能越好。

1.1.2 重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)

重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)采用加載1s，恢復(fù)9s 的重復(fù)加載，進(jìn)行100 次循環(huán)加載［3］。采用蠕變勁度粘性部分評(píng)價(jià)改性瀝青高溫性能。

1.2 低溫性能

SHRP 規(guī)范采用彎曲梁蠕變?cè)囼?yàn)（BBR）評(píng)價(jià)瀝青的低溫性能。BBR 試驗(yàn)溫度-10℃。

并以彎曲蠕變勁度模量和蠕變曲線斜率指標(biāo)評(píng)價(jià)瀝青低溫性能。

1.3 疲勞性能

SHRP 規(guī)范采用RTFOT+PAV 長(zhǎng)期老化后的車轍因子評(píng)價(jià)抗疲勞性能。SHRP 規(guī)范要求車轍因子不超過(guò)5MPa，車轍因子越小抗疲勞性能越好［4］。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 高溫性能

2.1.1 動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)

不同種類瀝青老化前后動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)的車轍因子和疲勞因子見表1 所示。

由表1 可得，老化前后兩種瀝青的高溫性能規(guī)律一致，即高摻量橡膠瀝青最好，SBS 改性瀝青次之。兩種改性瀝青均滿足SHRP 規(guī)范中膠結(jié)料要求，但高摻量橡膠瀝青高溫性能更優(yōu)。

表1 車轍因子結(jié)果

2.1.2 重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)70#基質(zhì)瀝青、高摻量橡膠瀝青和SBS 改性瀝青進(jìn)行重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)［5］，評(píng)價(jià)不同種類瀝青高溫性能。試驗(yàn)結(jié)果見表2 所示。

表2 不同種類瀝青重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)

由表2 試驗(yàn)結(jié)果可知：高摻量橡膠瀝青蠕變勁度粘性部分Gv 最大，遠(yuǎn)高于基質(zhì)瀝青和SBS 改性瀝青。從累計(jì)變形增長(zhǎng)率可知，高摻量橡膠瀝青和SBS 改性瀝青k 值遠(yuǎn)小于基質(zhì)瀝青，而高摻量橡膠瀝青k 值則遠(yuǎn)小于SBS 改性瀝青。k 值越大則殘留變形累積越快，試件發(fā)生車轍的可能性就越大。由此說(shuō)明在加載—卸載循環(huán)過(guò)程中，橡膠瀝青累計(jì)變形增長(zhǎng)較慢，具有良好的抗車轍性能。

累計(jì)變形反映重復(fù)加載后總殘留應(yīng)變大小，其值越小，則高溫性能越好。高摻量橡膠瀝青累積變形遠(yuǎn)小于SBS 改性瀝青和基質(zhì)瀝青。僅從累計(jì)變形考慮，與高摻量橡膠瀝青相比，SBS 改性瀝青高溫性能較差。

卸載過(guò)程中高摻量橡膠瀝青和SBS 改性瀝青大部分變形都能恢復(fù)，而基質(zhì)瀝青的變形則難以恢復(fù)。殘留變形率越小則瀝青變形恢復(fù)能力越強(qiáng)，高溫性能越好。由此說(shuō)明，兩種改性瀝青均比基質(zhì)瀝青有更好的變形恢復(fù)能力。

通過(guò)重復(fù)蠕變?cè)囼?yàn)四種評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果，與SBS 改性瀝青相比，高摻量橡膠瀝青高溫性能更優(yōu)。在同樣加載條件下，高摻量橡膠瀝青總變形小，變形恢復(fù)能力好，殘余變形小，具有優(yōu)異的高溫性能。

2.2 低溫性能

高摻量橡膠瀝青、SBS 改性瀝青和基質(zhì)瀝青彎曲梁蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果如圖1 所示。

由圖1 試驗(yàn)結(jié)果可知：從勁度模量S 值來(lái)看，SBS 改性瀝青低溫性能略高于高摻量橡膠瀝青。兩種瀝青低溫性能均優(yōu)于基質(zhì)瀝青。主要是由于橡膠粉摻量增加，使試件中瀝青有效成分比例減少，影響了橡膠瀝青低溫性能。

2.3 疲勞性能

根據(jù)表1 中疲勞因子數(shù)據(jù)，可得相同PG 等級(jí)的高摻量橡膠瀝青和SBS 改性瀝青在同一溫度31℃下的抗疲勞性能［6］，如圖2 所示。

圖1 不同瀝青彎曲梁蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果（-10℃）

圖2 不同瀝青疲勞因子對(duì)比圖

從圖2 結(jié)果可知：相同溫度條件下兩種瀝青G*sinδ 均滿足小于5MPa 的要求。同一溫度條件下，G*sinδ 越小抗疲勞性能越好。由此可知，與SBS 改性瀝青相比，高摻量橡膠瀝青抗疲勞性能明顯更優(yōu)，這與現(xiàn)場(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)一致。

3 試驗(yàn)段性能分析

選擇膠粉摻量為25%，橡膠瀝青再生AC-13 中舊料RAP的添加比例為35%，設(shè)計(jì)高摻量橡膠瀝青再生混合料［7-8］。對(duì)高摻量橡膠瀝青再生AC-13 試驗(yàn)段進(jìn)行車轍試驗(yàn)［9-10］，試驗(yàn)結(jié)果見圖3 所示。

圖3 車轍試驗(yàn)結(jié)果

由圖3 試驗(yàn)結(jié)果可知：高摻量橡膠瀝青再生AC-13 的動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到6000次/mm，明顯高于技術(shù)規(guī)范要求（3000次/mm）。由此說(shuō)明高摻量橡膠瀝青再生混合料具有優(yōu)異的高溫性能和抗車轍性能。

4 結(jié)論

（1）老化前后兩種瀝青的高溫性能規(guī)律一致，即高摻量橡膠瀝青最好，SBS 改性瀝青次之。在同樣的加載條件下，高摻量橡膠瀝青總變形小，變形恢復(fù)能力好，殘余變形小，具有優(yōu)異的高溫性能。

（2）相比較SBS 改性瀝青，高摻量橡膠瀝青具有良好的抗疲勞性能。低溫性能略低于SBS 改性瀝青。

（3）高摻量橡膠瀝青再生AC-13 的動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到6000 次/mm 以上，顯著高于技術(shù)規(guī)范要求，具有優(yōu)異的高溫性能和抗車轍性能。