CN101913799A - 橡胶沥青应力吸收层用混合料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种橡胶沥青应力吸收层用混合料及其制备与应用，本发明制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的方法，包括下列步骤：将17-20重量份的子午轮胎橡胶粉，2-6重量份的橡胶处理油、0.1-0.3重量份蒙脱石加入到75-85重量份的道路石油沥青中，在180-200℃的条件下，搅拌反应45-120分钟，制成橡胶沥青；将100重量份的矿质集料加热到160-200℃，加入9-11重量份的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得橡胶沥青应力吸收层用混合料成品。本发明的制备方法获得的橡胶沥青应力吸收层用混合料，专门用于水泥路面加罩沥青路面时作为中间层，起到防止反射裂缝的作用。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶沥青应力吸收层用混合料及其制备方法与应用。
背景技术
目前我国半刚性材料占到各等级公路路面基层材料用量的95％以上，在已建成的高速公路中90％以上采用的是半刚性基层沥青路面。在今后的国道主干线建设中，半刚性基层沥青混凝土路面仍将是主要的结构形式，半刚性路面的基层存在干缩及温缩裂缝，在行车荷载的作用下，在裂缝层与沥青面层界面处很容易出现剪应力集中及弯拉应力，反复作用下即会在沥青路面上出现反射裂缝；此外我国还有大量的刚性路面，在进行沥青面层加铺后，反射裂缝也是主要病害。
为了解决半刚性路面反射裂缝问题，采取了很多措施在半刚性基层或水泥路面与沥青面层之间增加一个中间层，这一中间层可以有效吸收弯拉应力或剪切应力，因此被称为应力吸收层，可以有效延缓防治或减缓反射裂缝的出现，多年的工程实践也证明应力吸收层对防治反射裂缝有明显效果，相应也发展出各种应力吸收层方案，目前国内外资料可以查到的就有十几种方案，典型的有以下方案：
1 SAWFTL应力吸收层技术
SAWFTL应力吸收层是一种特殊路面的沥青混合料，主要以推迟反射裂缝的发生为目的，是采用9.5mm筛孔以下的骨料和机制砂与高弹改性沥青结合料混合而成的一种沥青混合料。由于采用的高弹改性沥青胶结料在混合料中形成高弹性沥青网状结构，加之混合料骨料较小，可有效防止混合料在运输和摊铺过程中出现离析。应力吸收层胶结料含量大，具有很好的粘附性和防水性，适用于铺筑在半刚性基层与沥青混凝土面层之间，也适用于旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土两层，以及桥面水泥混凝铺装与沥青混凝土铺装的中面层。这中混合料的设计抗疲劳次数比普通沥青混凝土高20多倍，由于具有较好的劲度，所以能够承受路面底层拉应力，延缓反射裂缝的产生。
2 STRATA应力吸收层
Strata反射裂缝应力吸收系统是美国科氏材料公司为了延缓水泥混凝土路面反射裂缝而开发的一种沥青混凝土路面结构型式。该系统由一层高弹性、密级配热拌沥青混合料中间层(Strata应力吸收层)和上面的热拌沥青混合料罩面层组成。Strata应力吸收层沥青含量高、不渗透且柔韧性好，其延缓和防止反射裂缝的效果优于目前国内外普遍采用的玻纤格栅等土工合成材料，并可延长沥青混凝土罩面层的服务寿命。
Strata沥青混合料的特点是由大量的细集料、矿物填料和高含量聚合物改性沥青胶结料组成，该胶结料采用了美国著名沥青生产厂家(科氏公司)的改性沥青，其型号类似于PG-82-28。它是在重交通沥青的基础上掺配了SBS(热塑性橡胶类)改性剂，在改善沥青力学性能的同时提高了沥青的高温稳定性和耐疲劳特性以及低温抗裂性。Strata混合料的设计根据不同情况的水泥混凝土板的变形量，进行不同的配合比设计，达到延缓反射裂缝的目的。例如：在混凝土板变形较大的路段，STRATA应力吸收层的配合比设计应满足足够的柔性，来抵抗裂缝的拉应变；在混凝土板变形较小的路段，STRATA应力吸收层的配合比设计在满足柔性的同时应有足够的韧性，以吸收路面行车荷载所带来的各种应变，同时使沥青混合料具有足够抗车辙能力。路面施工时要求铺层厚度(2.5±0.5)cm，铺层空隙率(3±2)％。
该系统在美国实验数年，取得成功后于1994年开始推广使用。而在中国，此项技术才刚刚起步。2001年在湖北武黄高速公路上铺筑了第一条试验段，由于取得了良好的效果，随后在北京二环路维修工程、武黄高速公路改建工程、湖北汉宜高速公路改建工程中应用了此技术。
3 高弹性改性沥青砼应力吸收层
高弹性改性沥青砼应力吸收层沥青含量高、采用弹性恢复性能优异的聚合物改性沥青、细集料含量高、矿粉用量大、不渗水且柔韧性好、具备优异的变形恢复能力、具备优良的自愈能力等特点，混合料由0-3mm、3-5mm、5-10mm三档矿质集料组成，矿料中小于2.36mm的细集料大约占集料的70％～80％，而且粉料含量不超过8％。油石比高达9.0。铺设厚度为2.5±0.5cm，碾压时不宜振动且不用胶轮碾压。该技术对下承层的平整度以及原材料、拌和温度、摊铺温度、碾压温度都有严格要求，因此，需要相应的先进设备和高素质的施工队伍。
4 应力吸收防水粘结层(SAWI)
SAWI混合料与常规混合料相比具有含油量高，细料含量大，铺设厚度薄等特点，其胶结料为特种聚合物改性沥青，其具有较高的高温黏度和低温延度，矿料中小于2.36mm的细集料含量大约占集料的60％以上，其铺层厚度要求为(2.5±0.5)cm，孔隙率应控制在1％～5％以内。
5 Sampave应力吸收层
Sampave应力吸收层系统研发的基本思想是设计具有优良抗反射裂缝能力的沥青及沥青混合料和具有特定防裂功能的应力吸收层材料，增加旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的疲劳寿命，同时抵抗水的渗透。Sampave应力吸收层系统主要由应力吸收中间夹层和具有一定厚度的沥青罩面层组成，其中胶结料达到AASHTO PG76-28以上的性能分级要求。
6 同步碎石应力吸收层
同步碎石封层技术是法国赛格玛公司在40多年的实际道路养护经验中总结发明的新一代道路养护技术，该技术自80年代起源于法国，凭借其技术的优良性和设备高性价比，被法国公路总署全面采用并广，90年代传播到整个欧洲各国及美国，目前已广泛应用于法国及其它欧洲国家、南北美洲、俄罗斯、印度、非洲等国家和地区
同步碎石应力吸收层是指用专用的同步碎石车分2次在特定温度下将单一粒径的矿质集料及沥青胶结料同时洒布在路面，在一定温度控制下在胶轮压路机碾压成型。在第一次洒布完后再用同步碎石车在特定温度下将单一粒径的矿质集料及沥青胶结料同时洒布在第一洒布结构上，在一定温度控制下在胶轮压路机碾压成型，即成为同步碎石应力吸收层。同步碎石应力吸收层从结构上来分析其有3层结构组成，最底层为一定厚度的沥青膜，中间层为悬浮密实结构的沥青混合料，最上一层为被沥青裹覆面积达到70％的矿质集料。同步碎石应力吸收层的使用效果，很大程度上取确于沥青和碎石的撤布的均匀情况，由于同步碎石应力吸收层施工时采用全自动控制的同步碎石机，可将沥青和碎石的撤布精度和均匀性控制在很小的误差范围内，所以能生成性能良好的防反射裂缝应力吸收膜。
7 半刚性沥青路面“砂胶”应力吸收层技术
砂胶应力吸收层具有良好的弹性和抗疲劳性能，使半刚性基层引起的水平位移在较宽范围内分散，降低面层内部尖端应力强度因子的幅值，使裂缝不会很快失稳而扩展，从而延缓裂缝反射至面层的速度。砂浆应力吸收层主要由石灰岩矿料和特殊改性沥青组成型特征是采用的集料细(均在5mm以下)、矿粉用量大、油石比大、空隙率低及饱和度大，矿质集料基本上悬浮于沥青与矿粉形成的胶浆之间，与上下面层的粘附性较好。砂胶应力吸收层中吸收应力起主导作用的是沥青与细集料形成的沥青胶砂。因此，要求沥青结合料具有较高的软化点、优良的弹性恢复性能和低温延性，与矿料粘附性好。用于应力吸收层的矿料的公称粒径均在5mm以下，并且主要集中在0.3mm、0.6mm和1.18mm。矿粉及沥青用量(约为9％)大，沥青与矿料粘附性好。从矿料组成来看，属于悬浮一密实结构。因此，在混合料中沥青与细集料形成的沥青胶砂约占70％，骨料相对较少。
8 玻纤土工格栅(在刚改柔路面工程中被广泛使用于旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间)
1948年英国S.F.EBornw教授和加拿大R.Haas教授等在伦敦的聚合物格栅加筋专题国际会议中有关沥青混凝土路面采用格栅加筋的研究论文，揭开了土工格栅在公路路面应用研究的序幕。加拿大多伦多市Lester Pearson国际机场道面加铺时，采用玻纤栅格防止放射裂缝，四年后调查表明：道面反射裂缝减少了50％，1986年Brown教授对Tensar格栅路用性能进行研究，认为其减少道路车辙50％，防止放射裂缝，沥青面层厚度可减少36％。RMC(加拿大皇家军事学院)的实验结果表明，在沥青面层底部铺设土工格栅时可减少沥青层底部的弹性拉应变50％，层底设土工格栅的情况可以承受8000次的荷载作用，而未设土工格栅当沥青层厚为250mm时也只能承受92000次荷载的作用；根据等效原理，铺设土工格栅，沥青层厚度可减少100mm。
我国自八十年代末开始研究此技术，哈尔滨建筑工程学院道路研究所于1973年7月提出了《塑料栅格在柔性路面结构工程中的应用》研究报告，黄岩等人通过室内试验评价了玻璃纤维栅格、土工布、土工栅格等夹层的防裂效果，得到结论：土工夹层材料对于由于基层水平位移引起的张开型裂缝能起到较好的防裂作用，而且玻璃栅格的防裂效果要优于土工布。
玻纤格栅主要作用为均匀传递荷载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，但这种材料的施工较麻烦，也起不到防水与层间粘结的作用。
9 SAF应力吸收层
SAF反射裂缝应力吸收层系统是为了延缓水泥混凝土路面反射裂缝而开发的一种沥青混凝土路面结构系统。该系统由一层高弹性、密级配热拌沥青混合料中间层(SAF应力吸收层)和上面的热拌沥青混合料罩面层组成。SAF应力吸收层沥青含量高、不渗透且柔韧性好，其延缓和防止反射裂缝的效果优于目前国内外普遍采用的玻纤格栅等土工合成材料，并可延长沥青混凝土罩面层的服务寿命。SAF沥青混合料的特点是由大量的细集料、矿物填料和高含量聚合物改性沥青胶结料组成，要求铺层厚度通常在2.5士0.5cm，铺层空隙率3士2％。该系统由2006年4月成功应用在湖北汉宜高速公路旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层施工。
10 Simm应力吸收层
Simm应力吸收层美国科氏公司的开发的另一项专项改性沥青混合料应力吸收材料技术，专为水泥混凝土加铺沥青层使用，Simm系统专为半刚性基层铺筑沥青层设计，其机理与Strata系统类似，Simm系统沥青罩面层最小厚度为13cm，一般为15-18cm。目前国内已引进了改系统。
11 路面专用土工布应力吸收夹层(在新建沥青路面、沥青路面罩面工程、水泥混凝土路面罩面工程及桥面铺装)
土工布具有耐高温、抗拉强度高、吸附性好等特点，能起到延缓反射裂缝的作用，但由于厚度较薄且与旧水泥混凝土路面粘结性差，因此，使用效果有局限性。
12 ISAC复合夹层(伊利诺伊州加铺改造工程)
ISAC系统由低劲度的土工织物、粘弹性膜和高劲度土工织物三层材料组成，是一种“三明治”结构，由伊利诺斯大学开发。
伊利诺斯大学的研究认为，ISAC中的橡胶沥青是ISAC防裂体系设计的关键。由于橡胶沥青是一层低劲度的粘弹性薄膜，它的存在是沥青路面中间出现了一个薄弱层，为了防止沥青路面的整体滑移，必须须保证ISAC在高温低速剪切速率下有足够的剪切强度。研究证明.通过对ISAC中的橡胶沥青改性(掺入一定量的石灰粉)，可以明显的提高ISAC在高温低速剪切试验中的抗剪强度。伊利诺斯大学还对ISAC防治反射裂缝的有效性进行了实验室研究。研究结果证明，ISAC防裂夹层的使用效果大大由于单一的夹层。东南大学交通学院的李春雷在其硕十论文中介绍了ISAC防止反射裂缝的理论，并用断裂力学一有限元方法对其力学作用机理进行了分析。
13 无纺土工布应力吸收夹层
无纺织物厚度为0.4mm～4mm，模量为10MPa～160MPa，临界界应力5MPa～20MPa，临界应变40％～140％。无纺织物夹层的主要作用与橡胶沥青应力吸附夹层相似
1973年，加拿大魁北克州试验路上的无纺聚丙烯土工织物效果不是很明显，这可能与魁北克州冬季严寒的气候有关。1974年，美国达科他州铺筑试验路，研究无纺聚丙烯土工织物防治反射裂缝效果，认为无纺聚丙烯土工织物不仅能起到减少反射裂缝的作用，而且还能有效防止路表水下渗，经过三年使用，这种土工织物依然保持完好，增设土工织物路段的反射裂缝宽度比不设土工织物的路段要小得多。1999年青岛市香港路加铺改造中采用聚酯无纺土工布作为防裂措施，并与其他路段对比，通车一年后，采用土工布夹层的路段没有出现开裂，而没有采用土工布的路段则不同程度出现反射裂缝。
无纺织物夹层的主要作用与橡胶沥青应力吸附夹层相似。而织物由于模量稍高，可对加铺层起少量加筋作用。
14 纤维碎石封层
纤维碎石封层技术是指采用纤维封层核心设备同时洒(撒)布沥青粘结料和玻璃纤维，然后在上面撒布碎石经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路建设施工和养护技术。该技术由法国SECMAIR公司开发。施工时，经过专门工艺破碎切割的纤维在上下两层均匀洒布的沥青结合料中呈乱向均匀分布，相互搭接，与沥青结合料形成网络缠绕结构，类似一层具有高弹性和高强度的防护网垫。该技术在英国、美国、澳大利亚、法国等国家均已得到普遍应用。对4个不同国家的性能跟踪测试一致表明，纤维封层能够明显改善沥青路面的质量：抗拉强度提高30％以上；抗疲劳性能增加30％以上；抗车辙性能增加300％以上。目前该技术在辽宁省已陆续推广开来。
以上方案或者存在成本过高的缺点，或者存在施工困难的缺点，或者存在防治反射裂缝效果差的缺点，本性能开发出一种新的应力吸收层方案：橡胶沥青混合料应力吸收层。橡胶沥青混合料应力吸收层采用橡胶沥青作为结合料，采用专门设计的级配，最大公称粒径为10mm的级配，以热拌沥青混合料的形式进行施工，其厚度为2.5-4厘米；与STRATA应力吸收层相比，采用的结合料更便宜，也更易获得，施工更加方便，因为采用的是类似AC10的级配而不是AC5的级配，同时由于采用的橡胶沥青，虽然沥青用量也在9％以上，但却可以保证其动稳定度在500次/mm以上，因此其上面的厚度没有限制要求，而STRATA要求其上至少加铺8厘米的面层，否则会出现车辙问题；与常规的橡胶沥青应力吸收层等相比，不需要其它额外的沥青与碎石洒布设备，各处均可以做。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的新方法。
本发明的制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的方法，包括下列步骤：
a、将17-20重量份的子午轮胎橡胶粉，2-6重量份的橡胶处理油、0.1-0.3重量份蒙脱石加入到75-85重量份的道路石油沥青中，在180-200℃的条件下，搅拌反应45-120分钟，制成橡胶沥青；
优选的，所述橡胶沥青的制备中，子午轮胎橡胶粉与橡胶处理油的重量比为(3.2-8.5)∶1。
b、将100重量份的矿质集料加热到160-200℃，加入9-11重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得橡胶沥青应力吸收层用混合料成品。
所述矿质集料符合下述级配要求：
本发明的橡胶沥青应力吸收层用混合料用于铺筑成厚度为2.5-4厘米的应力吸收层，应力吸收层铺筑于水泥混凝土路面的上面，在应力吸收层的上面至少再铺筑3厘米以上的沥青路面。
所述道路石油沥青为普通道路石油沥青，如50号、70号、90号、110号石油沥青。
橡胶沥青一般是指含量15％以上的轮胎橡胶粉在高温和充分拌合的条件下，与沥青熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。由于是采用回收轮胎作为改性主材，相比苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青具有成本优势，但是纯轮胎橡胶配方的橡胶沥青，在存贮稳定性、疲劳与低温性能上还未能达到最佳。本发明通过加入17-20重量份的子午轮胎橡胶粉，由于缩小了橡胶粉的添加范围，制备的橡胶沥青性能更加稳定。
所述橡胶处理油为润滑油精制抽出油中的一种或多种的混合物，40℃粘度为1.0～4Pa.S，芳香分含量65-90wt％，是通过溶剂提取脱沥青油获得的润滑油提取物，所述溶剂选自苯酚、N-甲基吡咯烷酮、液态二氧化硫或糠醛。通过向橡胶沥青中添加橡胶处理油，一方面可以改善橡胶沥青的低温性能与粘附性能，某种程度上增加沥青混合料的抗反射裂缝能力；另一方面，添加橡胶处理油，还可以改善橡胶沥青的存贮稳定性。
制备的橡胶沥青符合以下要求：
橡胶沥青技术要求
| 检测项目 | 技术指标 |
| 粘度，177℃，Pa.S | 2.5-4.0 |
| 针入度(25℃，100g，5s)0.1mm，最小 | 35 |
| 软化点，℃，最小 | 60 |
另外通过向橡胶沥青中添加0.1-0.3％重量份蒙脱石，所述蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物，它们一般为块状或土状。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。可以有效改善橡胶沥青的存贮稳定性，可以保证生产的橡胶沥青不会发生离析，因此可以采用工厂化生产的方式提前生产好橡胶沥青成品，而不需要如目前技术需要在现场生产橡胶沥青，且生产好后必须立即使用掉，否则会出现各种问题。
所用矿质集料可以为石灰岩、玄武岩、辉绿岩等各种岩石，较好为石灰岩，这主要是因为石灰岩量大易得，成本便宜，且与橡胶沥青有更好的粘附性，矿质集料优选符合以下要求：
粗集料，应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石，粒径大于4.75mm。粗集料技术要求见下表。
粗集料质量技术要求
注：1)有1个或以上破碎面为黄色节理面的集料颗粒含量应不大于5％；
2)多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m3，吸水率放宽至3％。
细集料，采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的石灰岩细集料，不能采用山场的下脚料。细集料规格见下表。
细集料规格
注：1)在条件不具备的条件下，也可以采用0-5mm料.
所述矿质集料符合下述级配要求：
上述级配与目前常用的级配均有很大不同，既不是AC10的级配，也不是AC5的级配，且0.075mm的通过率很小，这种级配可以保证相应的沥青混合料有很小的空隙率，可以加入很高的沥青用量，相应保证沥青混合料有优异的疲劳性能，且有较好的施工性能。这种沥青混合料可以满足以下的要求：
橡胶沥青应力吸收层用混合料技术要求
| 试验项目 | 技术标准 |
| 击实次数(次) | 两面各75次 |
| 稳定度(kN) | ＞3.0kN |
| 流值(0.1mm) | 30～60 |
| 空隙率(％) | ＜3.0 |
| 矿料间隙率VMA(％) | ≥19.0 |
| 车辙动稳定度DS(次/mm) | ＞500 |
| 冻融劈裂试验的残留强度比(％) | ＞80 |
| 疲劳寿命@1500με | ＞100000 |
| 沥青用量(％) | ＞8.0 |
疲劳寿命试验采用IPC Globle公司的四点弯曲疲劳试验机，参照美国AASHTO T321-03实验规程进行，其它试验均依中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法进行。目前国内外还没有一种沥青混合料可以同时满足以上技术要求。
本发明的橡胶沥青应力吸收层用混合料可用于水泥路面加罩沥青路面时铺筑为应力吸收层，应力吸收层铺筑厚度为2.5-4厘米，应力吸收层铺筑于水泥混凝土路面的上面，在应力吸收层的上面至少再铺筑3厘米以上的沥青路面，优选铺筑3-7cm厚的沥青路面。
本发明的橡胶沥青应力吸收层用混合料铺筑的应力吸收层有以下优点：
1.应力吸收的功能，即应力吸收层结构具有良好应力吸收功能，可以将裂缝处产生的抗拉与剪切应力有效吸收，以减少拉应力与剪应力对沥青层的破坏。
2.抗疲劳性能，由于应力吸收层长年反复承受拉应力或剪应力，应力吸收层自身应具备优异的抗疲劳性能，即要求应力吸收层能够承受拉应力或剪应力的反复作用，长年反复承受拉应力或剪应力不会出现破坏。
3.粘结功能，一般半刚性基层、刚性路面或桥面铺装上加铺沥青层时，均存在刚性层与沥青层粘结性较差的问题，理论分析与工程实践均证明层间粘结不足将会导致路面结构易出现破坏，而好的应力吸收层结构具有良好的粘结功能，可以将刚性层与沥青层粘结为整体。
4.防水功能，好的应力吸收层在完成应力吸收功能的同时，还可以起到防水层的作用，防止水渗入到基层，减少水对基层的破坏。
这种橡胶沥青混合料应力吸收层，由于橡胶沥青混合料应力吸收层采用橡胶沥青作为结合料，采用专门设计的级配，最大公称粒径为10mm的级配，以热拌沥青混合料的形式进行施工，其厚度为2.5-4厘米；与STRATA应力吸收层相比，采用的结合料更便宜，也更易获得，施工更加方便，因为采用的是类似AC10的级配而不是AC5的级配，同时由于采用的橡胶沥青，虽然沥青用量很高，但却可以保证其动稳定度在500次/mm以上，因此其上面的厚度没有限制要求，而STRATA要求其上至少加铺8厘米的面层，否则会出现车辙问题；与常规的橡胶沥青应力吸收层等相比，不需要其它额外的沥青与碎石洒布设备，各处均可以做。
具体实施方式
以下结合实施例以进一步阐述本发明，应理解，实施例并非用于限制本发明的保护范围。
实施例1
将17重量份的子午轮胎橡胶粉，2重量份的橡胶处理油(台湾中油股份有限公司生产，商品名：國光牌橡膠軟化油，40℃粘度3.1Pa.S，闪点：253℃，芳香分含量：74.7wt％，15℃密度：0.94g/cm3。)、0.3重量份的蒙脱石加入到80.7重量份的道路石油沥青(东海70号石油沥青，以下同)中，在180-200℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
对比例1：
将17重量份的子午轮胎橡胶粉加入到83重量份的道路石油沥青中，在180℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
实施例2
将19重量份的子午轮胎橡胶粉，5.9重量份的橡胶处理油、0.1重量份的蒙脱石加入到75重量份的道路石油沥青中，在200℃的条件下，搅拌反应45分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
对比例2：
将19重量份的子午轮胎橡胶粉，加入到81重量份的道路石油沥青中，在200℃的条件下，搅拌反应45分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
实施例3
将18.5重量份的子午轮胎橡胶粉，3重量份的橡胶处理油、0.2重量份的蒙脱石加入到78.3重量份的道路石油沥青中，在180℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
对比例3：
将18.5重量份的子午轮胎橡胶粉，0.2重量份的蒙脱石加入到81.3重量份的道路石油沥青中，在180℃的条件下，搅拌反应120分钟，制成橡胶沥青，测试橡胶沥青177℃粘度，结果见表1；
表1
由上表可见：实施例的177℃粘度均小于对比例的粘度，表明采用本发明的橡胶沥青更易于泵送；实施例的离析试验后的软化点差均小于规范的2.5℃，表明本发明的橡胶沥青有更好的存贮稳定性。
实施例4-6
将实施例3制备的橡胶沥青制备沥青混合料，对比例4、5、6分别采用规范AC10的级配范围的上限、中限与下限，实施例4采用本发明推荐的级配范围，具体所用级配如下表：
将100重量份的上述矿质集料加热到160-200℃，分别加入9重量份(实施4)、11重量份(实施5)及10重量份(实施6)的实施例3获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得橡胶沥青应力吸收层用混合料成品。
上述实施例及各对比例的混合料成品成型混合料车辙试件，混合料的成型方法依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法进行，其中混合料的拌和温度为160℃，成型温度为145℃，车辙试件碾压成型次数为12次，并依照中国交通部标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000规定的标准方法测试其沥青混合料各指标，疲劳寿命实验采用IPC Globle公司的四点弯曲疲劳试验机，参照美国AASHTO T321-03实验规程，采取1500微应变，在15℃下进行应变控制的弯曲疲劳试验，以试件劲度下降到初始劲度的50％作为疲劳寿命的判断标准，试验结果如下表：
| 级配 | 疲劳寿命@1500με(万次) | 动稳定度60℃，次/mm |
| 实施例4 | 11.2 | 1130 |
| 实施例5 | 31.3 | 550 |
| 实施例6 | 22.1 | 820 |
| AC10-1 | 8.3 | 1200 |
| AC10-2 | 5.5 | 830 |
| AC10-3 | 6.1 | 1150 |
由上表可见：实施例4-6有最好的疲劳寿命，且有较为理想的动稳定度，由于其动稳定度大于500次/mm以上，所以上面即使只罩面3cm厚的沥青路面，也不会出现车辙问题。
其余技术参数检测结果：
| 试验项目 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 技术标准 |
| 击实次数(次) | 两面各75次 | 两面各75次 | 两面各75次 | 两面各75次 |
| 稳定度(kN) | 6.3 | 3.4 | 5.5 | ＞3.0kN |
| 流值(0.1mm) | 45 | 57 | 51 | 30～60 |
| 空隙率(％) | 2.3 | 2.4 | 2.5 | ＜3.0 |
| 矿料间隙率VMA(％) | 19.6 | 23.7 | 21.7 | ≥19.0 |
| 冻融劈裂试验的残留强度比(％) | 85 | 88 | 86 | ＞80 |
| 沥青用量(％) | 8.3 | 9.9 | 9.1 | ＞8.0 |
从上表可以看出，采用本发明制备的沥青混合料，常规的马歇尔稳定度虽然较小，但由于车辙动稳定度大于500次/mm以上，因此不会出现高温性能问题；较大的流值、较小的空隙率(小于3％)可以保证其有更好的抗疲劳性能和优异的防水性能；大于19％以上的VMA及大于8.0％的沥青用量可以保证其最低的沥青用量，相应保证了其混合料良好的疲劳性能及良好的粘结性能；冻融劈裂试验的残留强度比大于80％以上保证了其良好的抗水损害性能。
Claims (7)
1.一种制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的方法，包括下列步骤：
a、将17-20重量份的子午轮胎橡胶粉，2-6重量份的橡胶处理油、0.1-0.3重量份蒙脱石加入到75-85重量份的道路石油沥青中，在180-200℃的条件下，搅拌反应45-120分钟，制成橡胶沥青；
b、将100重量份的矿质集料加热到160-200℃，加入9-11重量份的步骤1获得的橡胶沥青，搅拌均匀，即制得橡胶沥青应力吸收层用混合料成品；
所述矿质集料符合下述级配要求：
2.如权利要求1所述制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的方法，其特征在于，步骤1中，子午轮胎橡胶粉与橡胶处理油的重量比为(3.2-8.5)∶1。
3.如权利要求1所述制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的方法，其特征在于，所述矿质集料为石灰岩。
4.如权利要求1所述制备橡胶沥青应力吸收层用混合料的方法，其特征在于，所述橡胶处理油为润滑油精制抽出油中的一种或多种的混合物，40℃粘度为1.0～4Pa.S，芳香分含量65-90wt％。
5.一种橡胶沥青应力吸收层用混合料，其特征在于，由权利要求1-4任一所述的方法制得。
6.如权利要求5所述橡胶沥青应力吸收层用混合料用于水泥路面加罩沥青路面时铺筑为应力吸收层的用途。
7.如权利要求6所述的用途，其特征在于，所述橡胶沥青应力吸收层用混合料用于铺筑用于铺筑应力吸收层时，所述应力吸收层的铺筑厚度为2.5-4厘米，所述应力吸收层铺筑于水泥混凝土路面的上面，在应力吸收层的上面至少再铺筑3厘米以上的沥青路面。
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Denomination of invention: Rubber asphalt stress absorbing layer mixture and its preparation method and application Granted publication date: 20120822 Pledgee: China Construction Bank Corporation Cangzhou Yunhe Branch Pledgor: CANGZHOU MUNICIPAL ENGINEERING Co.,Ltd. Registration number: Y2024980002372 |