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摘要：论文结合工程实例，以AR-SMA-13L对沥青橡胶混合料的配合比进行了设计，并分析了橡胶沥青混合料路用性能。
关键词：橡胶沥青混合料；配合比设计；路用性能
中图分类号：TU535文献标识码： A
1工程概况
L高速公路路面工程第一合同段起点于K0+000，终点于 K30+750，路线全长 30.75 公里 第二合同段，设计桩号范围为 K30+750~K57+040（YK30+751.012~YK57+028.765），路线全长 25.5 公里 两个标段都定为橡胶沥青试验路段。以L高速公路某段一二标橡胶沥青试验路段路面结构为例，上面层为3.5cm，材料为橡胶沥青玛蹄脂碎石（AR-SMA-13L）；中面层厚度为5 cm，使用材料为橡胶沥青混凝土（ARAC-20）；连接层为10cm，材料为密级配沥青碎石（ATB-25）；基层为17cm，材料为厂拌水泥稳定碎石；底基层为20cm，材料为厂拌水泥稳定碎石；垫层为20cm，材料为级配碎石。
2 沥青橡胶混合料的配合比设计
2.1橡胶沥青的作用机理
废胎胶粉掺入沥青后，沥青具有橡胶弹性和柔性的特点，从而提高沥青路面高温稳定性；同时，橡胶沥青在低温下时仍具有较好的变形能力，能显著提高沥青路面低温抗裂性能 此外，橡胶沥青粘度大，有利于提高沥青混合料的胶结料粘聚力 目前国内外研究已表明，在沥青中掺入适量的橡胶颗粒，可以提高沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性，可以改善沥青混合料受力状态，增加集料间的摩擦和嵌挤作用，提高沥青混合料性能
2.2沥青橡胶混合料的配合比设计
粗集料：采用机制石灰岩碎石，其规格为：4.75~9.5mm，9.5~13.2mm，13.2~16mm，16~19mm，19~26.5mm。细集料：采用由 9.5~19mm 的石灰岩碎石加工的机制砂，规格为：
0~1.18mm ，1.18~2.36mm，2.36~4.75mm。矿粉：采用石灰岩制成的矿粉。沥青：采用M有限公司生产的橡胶沥青和L有限分公司生产的 AH-90 号基质沥青。水泥：采用 P.O42.5 普通硅酸盐水泥。
1）目标配合比设计
对于 ARAC-20 橡胶沥青混凝土，采用不同的5个油石比进行马歇尔击实试验，6.0%油石比的沥青混合料进行性能试验检，最终确定的油石比为 6.0%，分析可知，其各指标满足设计要求，见表4。
表1 目标配合比的设计结果最佳油石比及各料比例
油石比（%） 集料规格（mm） 矿粉 水泥 0~
1.18 1.18~
2.36 2.36~
4.75 4.75~
9.5 9.5~
13.2 13.2~
16 16~
19 19~
26.5
6.0 比例（%） 2 2 12 6 8 25 17 15 11 2
2）生产配合比设计
拌和站热料仓筛分为五种规格：0～3mm，3～6mm，6～10mm，10～17mm，17～27mm 最终确定的热料仓掺配比例为：(17～27)：(10～17)：(6～10)：(3～6)：(0～3)：(矿粉)：(水泥)=3：36：30：8：19：2：2，最终确定的最佳油石比为 6.0%。
3）配合比验证
为保证沥青能均匀裹附集料，拌合站拌合时间，总干拌 15s，湿拌 45s 加工后的成品橡胶沥青温度控制在 180～190℃，注意防止离析，矿料加热温度 170～180℃，混合料出厂温度 175～185℃，现场摊铺温度不低于165℃，初压开始温度不低于 155℃，复压最低温度不低于 140℃，碾压终了温度不低于 110℃。
3橡胶沥青混合料路用性能分析
3.1高温性能
沥青混合料是粘弹性材料，其强度和模量都随温度的升高而下降 本文采用车辙试验可以评价沥青混合料的高温性能（抵抗塑性流动变形能力），试件在轮载重复作用下产生压密 剪切 推移和流动，进而产生车辙，该实验指标与实际车辙相关性良好。车辙试验的具体方法是将沥青混合料用轮碾成型机制成300mm×300mm×50mm 的板块试件，试验温度为 60 ℃，以一个轮压为.7MPa 的实心橡胶轮胎在其上行走。该试验所测得的动稳定度是指测量试件在变形稳定期内，每增加 1mm 变形需要行走的次数，动稳定度是评价沥青混合料高温稳定性的一个重要指标。
3.2低温性能
本论文中采用小梁弯曲试验来评价沥青混合料的低温性能 依据ǎ公路工程沥青及沥青混合料试验规程ǐ（JTJ052-2000，T0715-1993 沥青弯曲试验）中的方法，试验设备采用 MTS 试验机，试验温度-10℃，加载速率50mm/min。
图 1 低温弯曲应变对比
从混合料高低温试验结果得出，各种粒径混合料的高温稳定性均较好，车辙试验动稳定度指标总体相差不大，连续级配和断级配混合料基本处于同一水平，同时也与 SBS 改性沥青混合料相当。
3.3 水稳定性
沥青混合料的水稳性常用浸水马歇尔试验和真空饱水冻融劈裂残留强度试验来进行评价。从实验结果看，无论是连续级配还是断级配，由于混合料室内试验的设计空隙率采用 4％，空隙率较小，因此混合料的水稳定性较好，马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度指标均满足规范的要求，M公司橡胶沥青与L公司沥青相差不大，且与 SBS 改性沥青相当。
3.4疲劳性能
采用沥青混合料马歇尔试件的劈裂疲劳试验进行评价，以应力水平为纵坐标，疲劳破坏次数对数为横坐标，建立回归方程。沥青混合料的疲劳试验结果可以看出，ARAC-13 混合料当采用连续级配时，SBS 改性沥青混合料的疲劳性能优于普通沥青混合料和橡胶沥青混合料；当橡胶沥青混合料采用断级配时，由于油石比增大，矿料表面油膜厚度较大，其抗疲劳性能大幅度提高 因此，从混合料抗疲劳的角度来说，当采用橡胶沥青作为胶结料时，混合料应采用断级配结构。
4结语
在公路工程应用中，橡胶沥青用途广泛，可作为集料 矿粉拌合，生产橡胶沥青混凝土，也可用作填缝料 路面防水材料等 橡胶沥青不仅能消耗大量废旧轮胎，而且研究表明橡胶沥青具有良好的耐疲劳 抗老化能力，能变废为宝。
参考文献
[1] 李如林. 我国废旧轮胎回收利用行业的现状及发展对策[J]. 中国资源综合利用，2003(03)：3-6.
[2] 王翼，黄卫东.美国橡胶沥青使用现状介绍[J]. 中外公路，2009(6).
[3] 杨志峰，李美江，王旭东. 废旧橡胶粉在道路工程中应用的歷史和现状[J]. 公路交通科技，2005 (07)：125-127.
关键词：橡胶沥青混合料；配合比设计；路用性能
中图分类号：TU535文献标识码： A
1工程概况
L高速公路路面工程第一合同段起点于K0+000，终点于 K30+750，路线全长 30.75 公里 第二合同段，设计桩号范围为 K30+750~K57+040（YK30+751.012~YK57+028.765），路线全长 25.5 公里 两个标段都定为橡胶沥青试验路段。以L高速公路某段一二标橡胶沥青试验路段路面结构为例，上面层为3.5cm，材料为橡胶沥青玛蹄脂碎石（AR-SMA-13L）；中面层厚度为5 cm，使用材料为橡胶沥青混凝土（ARAC-20）；连接层为10cm，材料为密级配沥青碎石（ATB-25）；基层为17cm，材料为厂拌水泥稳定碎石；底基层为20cm，材料为厂拌水泥稳定碎石；垫层为20cm，材料为级配碎石。
2 沥青橡胶混合料的配合比设计
2.1橡胶沥青的作用机理
废胎胶粉掺入沥青后，沥青具有橡胶弹性和柔性的特点，从而提高沥青路面高温稳定性；同时，橡胶沥青在低温下时仍具有较好的变形能力，能显著提高沥青路面低温抗裂性能 此外，橡胶沥青粘度大，有利于提高沥青混合料的胶结料粘聚力 目前国内外研究已表明，在沥青中掺入适量的橡胶颗粒，可以提高沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性，可以改善沥青混合料受力状态，增加集料间的摩擦和嵌挤作用，提高沥青混合料性能
2.2沥青橡胶混合料的配合比设计
粗集料：采用机制石灰岩碎石，其规格为：4.75~9.5mm，9.5~13.2mm，13.2~16mm，16~19mm，19~26.5mm。细集料：采用由 9.5~19mm 的石灰岩碎石加工的机制砂，规格为：
0~1.18mm ，1.18~2.36mm，2.36~4.75mm。矿粉：采用石灰岩制成的矿粉。沥青：采用M有限公司生产的橡胶沥青和L有限分公司生产的 AH-90 号基质沥青。水泥：采用 P.O42.5 普通硅酸盐水泥。
1）目标配合比设计
对于 ARAC-20 橡胶沥青混凝土，采用不同的5个油石比进行马歇尔击实试验，6.0%油石比的沥青混合料进行性能试验检，最终确定的油石比为 6.0%，分析可知，其各指标满足设计要求，见表4。
表1 目标配合比的设计结果最佳油石比及各料比例
油石比（%） 集料规格（mm） 矿粉 水泥 0~
1.18 1.18~
2.36 2.36~
4.75 4.75~
9.5 9.5~
13.2 13.2~
16 16~
19 19~
26.5
6.0 比例（%） 2 2 12 6 8 25 17 15 11 2
2）生产配合比设计
拌和站热料仓筛分为五种规格：0～3mm，3～6mm，6～10mm，10～17mm，17～27mm 最终确定的热料仓掺配比例为：(17～27)：(10～17)：(6～10)：(3～6)：(0～3)：(矿粉)：(水泥)=3：36：30：8：19：2：2，最终确定的最佳油石比为 6.0%。
3）配合比验证
为保证沥青能均匀裹附集料，拌合站拌合时间，总干拌 15s，湿拌 45s 加工后的成品橡胶沥青温度控制在 180～190℃，注意防止离析，矿料加热温度 170～180℃，混合料出厂温度 175～185℃，现场摊铺温度不低于165℃，初压开始温度不低于 155℃，复压最低温度不低于 140℃，碾压终了温度不低于 110℃。
3橡胶沥青混合料路用性能分析
3.1高温性能
沥青混合料是粘弹性材料，其强度和模量都随温度的升高而下降 本文采用车辙试验可以评价沥青混合料的高温性能（抵抗塑性流动变形能力），试件在轮载重复作用下产生压密 剪切 推移和流动，进而产生车辙，该实验指标与实际车辙相关性良好。车辙试验的具体方法是将沥青混合料用轮碾成型机制成300mm×300mm×50mm 的板块试件，试验温度为 60 ℃，以一个轮压为.7MPa 的实心橡胶轮胎在其上行走。该试验所测得的动稳定度是指测量试件在变形稳定期内，每增加 1mm 变形需要行走的次数，动稳定度是评价沥青混合料高温稳定性的一个重要指标。
3.2低温性能
本论文中采用小梁弯曲试验来评价沥青混合料的低温性能 依据ǎ公路工程沥青及沥青混合料试验规程ǐ（JTJ052-2000，T0715-1993 沥青弯曲试验）中的方法，试验设备采用 MTS 试验机，试验温度-10℃，加载速率50mm/min。
图 1 低温弯曲应变对比
从混合料高低温试验结果得出，各种粒径混合料的高温稳定性均较好，车辙试验动稳定度指标总体相差不大，连续级配和断级配混合料基本处于同一水平，同时也与 SBS 改性沥青混合料相当。
3.3 水稳定性
沥青混合料的水稳性常用浸水马歇尔试验和真空饱水冻融劈裂残留强度试验来进行评价。从实验结果看，无论是连续级配还是断级配，由于混合料室内试验的设计空隙率采用 4％，空隙率较小，因此混合料的水稳定性较好，马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度指标均满足规范的要求，M公司橡胶沥青与L公司沥青相差不大，且与 SBS 改性沥青相当。
3.4疲劳性能
采用沥青混合料马歇尔试件的劈裂疲劳试验进行评价，以应力水平为纵坐标，疲劳破坏次数对数为横坐标，建立回归方程。沥青混合料的疲劳试验结果可以看出，ARAC-13 混合料当采用连续级配时，SBS 改性沥青混合料的疲劳性能优于普通沥青混合料和橡胶沥青混合料；当橡胶沥青混合料采用断级配时，由于油石比增大，矿料表面油膜厚度较大，其抗疲劳性能大幅度提高 因此，从混合料抗疲劳的角度来说，当采用橡胶沥青作为胶结料时，混合料应采用断级配结构。
4结语
在公路工程应用中，橡胶沥青用途广泛，可作为集料 矿粉拌合，生产橡胶沥青混凝土，也可用作填缝料 路面防水材料等 橡胶沥青不仅能消耗大量废旧轮胎，而且研究表明橡胶沥青具有良好的耐疲劳 抗老化能力，能变废为宝。
参考文献
[1] 李如林. 我国废旧轮胎回收利用行业的现状及发展对策[J]. 中国资源综合利用，2003(03)：3-6.
[2] 王翼，黄卫东.美国橡胶沥青使用现状介绍[J]. 中外公路，2009(6).
[3] 杨志峰，李美江，王旭东. 废旧橡胶粉在道路工程中应用的歷史和现状[J]. 公路交通科技，2005 (07)：125-127.