CTOR干法橡胶沥青混凝土配比设计及应用

黎治春

中国交通建设股份有限公司

CTOR干法橡胶沥青混凝土配比设计及应用

黎治春

中国交通建设股份有限公司

文章首先对CTOR干法橡胶沥青进行了简述，然后通过试验室配比设计及四川省某主干道的施工应用，试验结果表明，CTOR橡胶沥青混合料在水稳定性、高温稳定性等方面均有所提高；现场施工采用干法工艺具有便于施工、节能、环保等优点，路用性能检测均满足设计及规范要求，可进行大范围推广应用。

CTOR橡胶沥青；干法；配合比；路用性能

1 引言

橡胶沥青主要是采用废旧轮胎胶粉替代改性剂，在高温作用下拌和成胶结材料。橡胶沥青在路面应用中，使得沥青混合料弹性增加，缓解汽车荷载对路面的作用，起到改善路面的受力状态，增强抗疲劳能力、抗温度裂缝和反射裂缝能力，达到延长使用寿命的目的，同时可以大大降低行车噪音，兼备具有较强的高温稳定性，提高路面抗老化性能。目前橡胶沥青路面技术主要有湿法和干法两大工艺。

湿法工艺技术较为成熟，国内应用范围较广。CTOR干法工艺是指添加一种CTOR橡胶反应剂，与橡胶粉进行干拌后加入集料中，然后喷入热沥青拌制成橡胶沥青混凝土，主要是通过化学方式对橡胶和沥青进行改性。本文首先对CTOR橡胶沥青混合料进行配比设计，然后通过对具体工程的应用验证，为CTOR橡胶沥青的推广提供例证。

2 CTOR橡胶沥青混合料配比设计

2.1 CTOR橡胶沥青配比试验

根据以往的试验研究结果，橡胶沥青性能与胶粉目数、用量密切相关，胶粉一般为沥青用量的15%-20%，CTOR反应剂为胶粉用量的4.5%-6.5%，胶粉目数30目，本次试验采用5组配比，见表1，试验结果见表2。

由试验结果表2可以看出，反应剂和胶粉掺量同时增大的情况下，橡胶沥青高温和低温性能均有增加，但到达极值时会有所降低；在胶粉掺量一定的情况下，反应剂掺量越大，低温性能和高温性能均略有增加。就拟施工路段未来通行状况及气候来看，车流量较大，夏季气温较高、雨量较大，对路面开裂有一定的要求，兼顾耐高温及经济性因素，方案4#较合适。

2.2 CTOR橡胶沥青混合料配比试验

2.2.1 油石比确定

拟实施路段路面上面层设计为AC-13C细粒式沥青混合料级配，通过试验，级配试验结果见表3。沥青采用重交A-70#沥青，橡胶粉采用30目废旧轮胎粉。

按设计的矿料比例配料，采用5种油石比，进行马歇尔试验，试验结果见表4，设计级配合成毛体积相对密度为2.697，合成表观相对密度为2.729。

根据马歇尔稳定度试验结果，得到最佳油石比为4.6%，且VMA（矿料间隙率）满足设计要求。

2.2.2 橡胶沥青混合料验证试验

在确定了最佳油石比后，制作橡胶沥青混合料成型试件进行各项试验验证。

制作流程：集料、橡胶粉（沥青质量的20%）和反应剂（橡胶粉的6%）干拌20s→掺入80%基质沥青最佳用量→拌和→保温至少1h（180℃）→成型（160℃-165℃）。

首先对橡胶沥青混合料成型试件进行马歇尔稳定度、浸水马歇尔残留稳定度验证试验，试验结果见表5；

表1 橡胶粉与CTOR反应剂配比表

表2 不同配比橡胶沥青试验结果

然后对路用性能进行了试验验证。试验结果表明：CTOR干法橡胶沥青混合料的高低温、水稳定性、渗水性指标均能满足改性沥青混合料相应的规范要求。

表4 AC-13C沥青混合料配合比马歇尔稳定度试验结果

表5 橡胶沥青设计配合比马歇尔稳定度试验结果

表6 CTOR干法橡胶沥青混凝土上面层现场试验检测结果

3 CTOR橡胶沥青混合料路面施工验证

3.1 试验路段工程概况

本次试验路段选取在四川省某主干道K10+00-K11+000段，道路红线宽度45m，主车道为双向六车道，路面上面层设计为5cm厚AC-13c细粒式改性沥青混凝土；在此段铺筑CTOR干法橡胶沥青主要为检验橡胶沥青上面层生产配合比，验证试验室合格数据的准确性，同时制订合理可行的施工工艺，以求得最佳的施工组织方式和必要的过程参数。

3.2 混合料的拌和生产

CTOR橡胶沥青在拌合过程中，先将集料、橡胶粉及CTOR干拌20s，然后加入沥青湿拌40s。胶粉和反应剂通过标定的容器进行计量，采用大功率鼓风装置将胶粉和反应剂经通风管道吹入拌合站的拌缸内。由于橡胶沥青在生产中的需要，在出厂后需要进行不小于1小时的焖料过程，使橡胶反应剂与胶粉、沥青充分化学反应，以提高混合料的路用性能，在满足焖料时间后，方可开始摊铺施工。

3.3 混合料的摊铺碾压

CTOR橡胶沥青混合料在施工过程中需严格按照试验控制沥青和集料的加热温度及沥青混合料的出厂温度，混合料的出料温度175℃～185℃，运输至现场的温度165℃～175℃，凡不符合温度要求的混合料坚决不用于施工。摊铺碾压过程与一般SBS改性沥青混合料的摊铺基本一致。

3.4 应用验证

路段施工完成后，按照验收评定相关要求，对实施段进行了现场检测，检测项目包括压实度、弯沉、平整度及渗水系数等，检测结果见表6。

通过上表数值反应，本试验段路面相关性能满足规范要求。

在试验路段完成开放交通近23个月，对现场进行了跟踪观测，未发现裂缝、松散、车辙等质量病害，表面功能状况良好。

4 结语

CTOR干法橡胶沥青混凝土在四川省某主干道的试验应用表明，对沥青添加CTOR反应剂及胶粉进行改性，提高了混合料的路用性能，体现出了橡胶沥青路面具有较好的高温稳定性、低温抗裂性、降噪、抗老化等性能，各方面性能均能满足规范对改性沥青混合料的要求，同时CTOR显著的降粘效果，使混合料在施工和易性上有所提高，有利于现场施工，且能减少污染、降低能耗，验证了橡胶沥青路面的优越性，能够在今后的沥青混凝土路面工程中推广应用。

[1]城镇道路工程施工与质量验收规范(CJJ-2008)[S].中国建筑工业出版社,北京,2008.

[2]许光宇,李志刚.小浪底专线改造工程CTOR干法橡胶沥青混合料性能研究[J].交通科技,2013(6):90～92.

黎治春:大学本科,工程师,中国交通建设股份有限公司总承包经营分公司,福建省福州市福清市万安路1号凯宴大酒店13楼中交公司