橡胶改性沥青混合料路用性能研究
摘要：针对传统沥青路面多存在高温容易产生车辙、低温容易开裂的问题，制备了橡胶改性沥青混合料，并系统研究了该改性沥青混合料高温性能、低温性能和水稳定性能随橡胶粉掺量的变化关系，结果表明橡胶粉的掺加能够显著改善沥青混合料的路用性能，提高沥青路面的服务水平。
关键词：道路材料 橡胶改性沥青 路用性能
引言
为了使路面能为交通车辆提供安全、舒适、稳定的服务，沥青路面必须具有良好的使用性能，即在夏季高温季节不产生车辙、冬季寒冷季节不开裂及在多雨季节不发生水损害等路面病害。因此，需要对橡胶沥青混合料的高低温性能及水稳性提出严格要求。
1 橡胶沥青混合料高温稳定性性能研究
通常所说的“高温稳定性”是指沥青路面在使用过程中受交通荷载的反复作用，容易产生车辙、推移、拥包及泛油等永久性变形的温度范围，一般指25℃～30℃环境温度；同时，长时间承受荷载与高温条件是等效的，且时间是积累的，所以，沥青路面高温稳定性能也包括了长时间荷载作用的情况。为了提高沥青路面的高温稳定性，需对沥青混合料的高温抗车辙能力做出严格要求。
通过对基质沥青SK70#、掺量为15%、18%、20%、22%和24%橡胶沥青制作车辙试件，并进行车辙试验，测试橡胶沥青混合料的动稳定度DS（单位：次/mm）如图1-1所示。
图1-1不同类型沥青混合料动稳定度
动稳定度是反映沥青混合料高温抵抗永久变形性能的一个指标，动稳定度越高，沥青混合料的抗车辙能力越强，高温稳定性越好。由图1-1可见，与基质沥青相比，橡胶沥青对混合料高温车辙的改善作用非常明显，且随着橡胶粉含量的增加，橡胶沥青混合料的动稳定度越大，车辙深度越小。
2 橡胶沥青混合料低温抗裂性性能研究
沥青路面的开裂是在寒冷地区非常普遍的路面主要病害之一，裂缝的产生不仅破坏了路面结构的连续性、整体性及美观，而且水分会从裂缝处不断进入结构内部使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，加速路面破坏，纵向无限长的路面开裂经过一个冬天的连续荷载后容易发生龟裂。裂缝的大量存在使路面平整度下降，降低了路面的使用寿命和质量。由于沥青路面的开裂与沥青混合料的低温抗裂性能直接相关，因而可以通过测试沥青混合料的低温性能来预估沥青路面
的低温抗裂能力。
通过对基质沥青SK70#、橡胶粉掺量22%及15%、18%、20%、24%橡胶沥青制作小梁进行低温试验。测试在低温环境下橡胶改性沥青混合料小梁的最大抗弯拉强度RB（单位：MPa）、最大弯拉应变εB（单位：×103）如图2-1所示：
图2-1 不同类型沥青混合料低温弯曲试验结果
通过以上数据可以看出，橡胶沥青混合料的低温性能优于基质沥青混合料，这是由于基质沥青的温度敏感性较橡胶沥青差，同时基质沥青的低温延度，老化性能均比橡胶沥青差；同时，对橡胶沥青而言，在一定程度上，随着橡胶粉掺量的增加，橡胶沥青混合料的低温性能越好，这是以为随着橡胶粉的增加，橡胶沥青的针入度越大，延度越大且沥青的低温劲度也越小。但超过一定量时，随着橡胶粉掺量的增加，混合料的低温性能开始下滑。
3 橡胶沥青混合料水稳定性性能研究
水损害是沥青路面的主要病害之一。造成沥青路面水损害的原因，除了降雨及交通荷载的作用外，主要是由于路面排水结构设计不合理，以及沥青混合料的水稳定性差两个原因。
对橡胶沥青混合料的水稳定性采用马歇尔试验的残留温度和冻融劈裂试验的方法评价。
（1）浸水马歇尔试验
橡胶沥青浸水马歇尔试验结果如下表1所示：
由上表3.1可以看出，相比较基质沥青而言，橡胶沥青混合料的残留度有明显提高，说明添加橡胶粉后，混合料的抗水损害能力得到了加强。
（2）冻融劈裂试验
两种沥青冻融循环试验结果如下表2所示：
从表3.2的试验数据可以看出，橡胶沥青混合料冻融劈裂强度比远大于基质沥青混合料，说明橡胶沥青水稳定性能良好。这是由于橡胶沥青中橡胶粉的存在让其具有较好的高温稳定性和较大的黏聚力，提高了橡胶沥青混合料的黏聚能力，增强了其抗水损害能力。
4 结语
应用车辙试验、低温弯曲试验、混合料浸水马歇尔、冻融劈裂试验分别对橡胶沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗水损害性能进行了分析。主要结论
如下：
（1）与基质沥青相比，橡胶沥青对混合料高温车辙的改善作用非常明显，且随着橡胶粉含量的增加，橡胶沥青混合料的动稳定度越大，车辙深度越小；
（2）橡胶粉的加入极大地改善了混合料的低温抗裂性能，提高了混合料的最大弯曲应变，使沥青混合料抵抗低温开裂的能力得到了提高，在一定范围内，橡胶粉掺量越大，混合料的低温性能越好；
（3）相对于基质沥青，橡胶沥青有更好的抗水损害能力，橡胶粉的加入提高了沥青与集料的粘附性等级，增大了沥青混合料的残留稳定度比和冻融劈裂强度比。
参考文献：
[1]陈翔.橡胶沥青及其混合料性能研究.长安大学硕士学位论文，2011.
[2]李洁，王鹏程.橡胶沥青软化点、弹性恢复及针入度的研究.科技信息，2010，（11）：351-352.
[3]刘子兴，常立峰.橡胶沥青性能试验及影响因素分析.公路交通技术，2，2011：30-34.
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