橡胶沥青设计

莫延英，王海春

（青海交通职业技术学院交通土木工程系，青海西宁810003)

橡胶沥青设计是橡胶沥青应用技术的重要方面，包括胶粉、基质沥青选择，胶粉用量设计等内容.橡胶沥青所用的基质沥青要求比较宽泛，胶粉用量是影响橡胶沥青性能的关键因素，是橡胶沥青生产前必须首先确定的参数，在国外相关调研的基础上，引入了橡胶沥青胶粉用量的设计方法，研究了其技术性能.

1 材料选用及胶粉用量设计方法

1.1 胶沥青技术要求

美国加利福尼亚州、亚里桑那州和德克萨斯州的橡胶沥青技术要求见表1、表2和表3.其中亚里桑那州的技术要求根据基质沥青PG等级分为3种类型，规定根据气候条件等因素的影响选择合适的橡胶沥青类型.德州的橡胶沥青也分为3种类型，规定类型Ⅰ和类型Ⅱ用于热拌沥青混合料，类型Ⅲ用于表面处治.

表1 加州橡胶沥青技术要求

表2 亚里桑那州橡胶沥青技术要求

表3 德克萨斯州橡胶沥青技术要求

整体而言，各州橡胶沥青的检测项目和技术要求基本相同，只是德州的检测项目多了4℃针入度、闪点和老化后针入度比3个指标.

考虑到亚里桑那州橡胶沥青应用相对较多，技术较为成熟，参照该州技术要求，由于青海省70号道路石油沥青采用的PG标准为PG64-22，所以选择类型Ⅰ的技术要求.其中粘度、针入度、软化点试验方法与中国部颁”公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTJ 052-2000)”相同，而回弹率试验采用ASTM D5329的方法，与中国”沥青与沥青混合料试验规程”规定的类似方法差异较大，为便于工程应用，推荐采用中国T0662-2000的方法.橡胶沥青按照T0662-2000测得的弹性恢复率平均值为86%，根据橡胶沥青在多个工程上的应用情况，基质沥青性质对弹性恢复指标有较大影响，部分工程中只能达到75%～80%，同时考虑到”公路沥青路面施工技术规范”(JTG F40-2004)对I-D级SBS改性沥青的弹性恢复要求为75%，推荐橡胶沥青的弹性恢复采用相同的技术要求，提出橡胶沥青技术要求和试验方法如表4.

表4 橡胶沥青技术要求

1.2 胶粉用量的设计

橡胶沥青胶粉用量设计主要考虑路用性能和施工性能2个方面，拟旋转粘度 (177℃或190℃)为主要设计指标，要求范围一般为1.5～4.0或1.5～5.0，下限是保证良好的路用性能，上限保证一定的施工性能，防止因粘度过大造成泵送、拌和困难.

参照亚里桑那州的技术要求，采用177℃粘度为设计指标，设计步骤如下:1)根据工程经验，采用常用的胶粉掺量(16%～20%左右)，按照1%或2%的间隔，制备橡胶沥青.橡胶沥青拌和时间为45、60、75、90、和 120 min 时分别取样；2)测定不同拌和时间橡胶沥青样品的177℃粘度；3)绘制粘度与拌和时间的曲线，取拌和60 min时粘度满足设计要求，且60 min前后粘度曲线比较平缓的胶粉掺量作为设计掺量；4)进行设计掺量橡胶沥青其他各项性能试验，使满足表4的技术要求.

2 橡胶沥青胶粉参量设计

2.1 橡胶粉技术要求

本次试验所用的橡胶粉由南京东浩橡胶粉厂提供，筛分结果见表5，满足级配要求.

2.2 基质沥青技术要求

试验路采用三菱70号道路石油沥青.性能检测结果见表6，各项指标满足部颁规范对高速公

路下面层70号道路石油沥青的技术要求.

表5 橡胶粉筛分结果

表6 基质沥青性能试验结果

表7 粘度与掺量和时间关系

表8 不同胶粉掺量橡胶沥青常规试验

2.3 胶粉用量设计

（1）不同胶粉掺量橡胶沥青粘度试验.根据经验，橡胶粉掺量一般在20%左右，本次试验采用4种掺量进行各项沥青性能试验，结果见表7.胶粉掺量为21%时，随着拌和时间延长，沥青的177℃粘度呈现不规则变化趋势，且粘度数值超出技术要求.

（2）不同掺量的测试比较.对不同掺量沥青其他指标也进行试验测试，结果见表8.4种掺量橡胶沥青的针入度、软化点指标均满足表4的要求.

3 结论

美国加利福尼亚州、亚里桑那州和德克萨斯州的3种橡胶沥青中，各州橡胶沥青的检测项目和技术要求基本相同，只是德州的检测项目多了4℃针入度、闪点和老化后针入度比3个指标，为便于工程应用，推荐采用中国T0662-2000的方法.

掺量为18%时，旋转粘度60 min前后为3 Pa·s左右，满足技术要求，且45 min至120 min拌和时间内粘度曲线比较平缓.20%掺量的橡胶沥青粘度随时间变化关系呈现良好的规律，但其粘度数值仍然很大，将不利于施工操作.随着橡胶粉掺量的提高，软化点值上升.沥青针入度值随橡胶粉掺量的变化规律不太明显.

[1]黄彭，吕伟民.橡胶粉改性沥青混合料性能与工艺技术研究[J].中国公路学报，2001，3（12）：4-7.

[2]杨清芝.实用橡胶工艺学[M].北京：化学工业出版社，2005.