摘要：为能够正确认识胶浆对橡胶沥青混合料路用性能的影响，便于在工程实施过过程中准确确定橡胶沥青胶浆体系组成即粉胶比，分别对不同粉胶比下沥青混合料的高温、低温、水稳定性三项路用性能进行了室内试验研究，并对所得数据进行详细的数理统计分析。分析结果表明粉胶比变化对橡胶沥青混合料路用性能有显著影响，并通过试验确定了工程用适宜的粉胶比范围。
关键词：道路工程，橡胶沥青，胶浆，路用性能
1引言
沥青胶浆是沥青混合料中重要的组成部分。因为沥青混合料是由粗集料、细集料、矿粉和沥青形成的多级空间网状结构的分散系[1-4]，而沥青胶浆又是以填料(矿粉)为分散相分散在高稠度沥青介质中的一种微分散系；同时，沥青只有吸附在矿粉表面形成胶浆才能与其他粗、细集料产生吸附和粘结作用，形成具有一定强度和变形能力的沥青混合料[4-6]。因此，虽然矿粉的用量在沥青混合料中所占的比重并不大，但由于其表面积大（占集料表面积的95％以上，沥青混合料最主要的化学反应是矿粉与沥青的化学反应）、沥青胶浆均匀分散于混合料中，导致矿粉与沥青发生物理作用、化学反应后形成的沥青胶浆的性能成为影响沥青混合料路用性能的重要因素[5-7]。
2试验设计
试验所用橡胶改性沥青主要成分为石油沥青、橡胶改性剂、高聚物、天然沥青、辅助剂等，橡胶改性沥青的微观结构形貌如图1所示。
图1复合改性沥青微观结构
为分析沥青胶浆组成即粉胶比变化对混合料性能的影响，以级配B为基础设计了四组不同的级配，级配组成见表1、如图2。试验中固定油石比为4.3%。
表1变化细集料级配的AC-20型混合料级配设计
筛孔
级配B-1
级配B
级配B-2
级配B-3
mm
（%）
（%）
（%）
（%）
26.5
.0
.0
.0
.0
19
96.5
96.5
96.5
96.5
16
87.5
87.5
87.5
87.5
13.2
74.1
74.1
74.1
74.1
9.5
64.6
64.6
64.6
64.6
4.75
41.0
41.0
41.0
41.0
2.36
27.8
28.8
29.8
30.8
1.18
18.0
20.3
21.5
23.0
0.6
12.0
14.5
16.0
18.0
0.3
8.0
10.2
12.0
14.0
0.15
5.5
7.1
8.5
11.0
0.
4.0
5.0
7.0
9.0
图2试验用混合料级配曲线
3路用性能分析
3.1高温性能
高温性能采用车辙试验进行评价。车辙试验环境温度60℃，轮压0.7MPa条件下的车辙试验结果、方差分析结果分别列于表2、表3。
表2橡胶改性沥青混合料高温车辙试验结果
混合料编号
项目
单位
试验温度（℃）
60
B-1
（粉胶比0.93）
45min车辙深度
mm
1.
60min车辙深度
mm
1.
动稳定度
次/mm
变异系数
%
12.6
B
（粉胶比1.16）
45min车辙深度
mm
1.
60min车辙深度
mm
1.
动稳定度
次/mm
变异系数
%
6.7
B-2
（粉胶比1.63）
45min车辙深度
mm
1.
60min车辙深度
mm
1.
动稳定度
次/mm
变异系数
%
11.2
B-3
（粉胶比2.09）
45min车辙深度
mm
1.
60min车辙深度
mm
1.
动稳定度
次/mm
变异系数
%
14.2
表3橡胶改性沥青混合料动稳定度方差分析
项目
混合料编号
B-1
B
B-2
B-3
统计数据
样本量n
3
3
3
3
样本和
样本平方和
样本平均值
方差分析
组间离差平方和
组内离差平方和
总离差平方和
组间自由度υ1
3
组内自由度υ2
9
总自由度υ
12
组间方差
组内方差
F值
20.06
判断
F0.95(υ1,υ2)
3.86
结论
FF0.95，动稳定度有显著差异
试验结果及方差分析表明，粉胶比变化对混合料高温性能有显著影响。粉胶比与动稳定度呈抛物线关系。动稳定度先随粉胶比的增大提高，后随粉胶比的继续增大而降低，粉胶比1.63时为分界点。4组级配中以粉胶比为1.63时的级配B-2高温抗车辙性能最优；级配B及级配B-3大致相当；级配B-1高温性能较之其他三个级配略差。因此，为使混合料高温稳定性达到最优状态时的粉胶比范围应处于1.16~1.63之间。
3.2低温性能
低温性能采用弯曲试验进行评价。试验条件为：试验温度-10℃（控制精度±0.1℃），加载速率为50mm/min。试验结果、方差分析结果分别列于表4、表5。
表4橡胶改性沥青混合料低温弯曲试验结果
混合料编号
项目
单位
试验结果
B-1
（粉胶比0.93）
抗弯拉强度
MPa
10.8
弯曲试验破坏应变（με）
---
.7
劲度模量
MPa
.2
B
（粉胶比1.16）
抗弯拉强度
MPa
11.7
弯曲试验破坏应变（με）
---
.6
劲度模量
MPa
.0
B-2
（粉胶比1.63）
抗弯拉强度
MPa
14.1
弯曲试验破坏应变（με）
---
.2
劲度模量
MPa
.8
B-3
（粉胶比2.09）
抗弯拉强度
MPa
10.2
弯曲试验破坏应变（με）
---
.1
劲度模量
MPa
.5
表5橡胶改性沥青混合料低温弯曲试验结果方差分析
项目
混合料编号
B-1
B
B
B-2
B-2
B-3
统计数据
样本量n
5
6
6
5
5
6
样本和
.3
11.5
11.5
.1
.1
.4
样本平方和
.8
.3
.3
.7
.7
.1
样本平均值
.7
.6
.6
.2
.2
.2
方差分析
组间离差平方和
.
.
.
组内离差平方和
.
.
.
总离差平方和
.
.
.
组间自由度υ1
1
1
1
组内自由度υ2
9
9
9
总自由度υ
10
10
10
组间方差
.
.
.
组内方差
.
.
.
F值
14.27
12.02
0.01
判断
F0.95(υ1,υ2)
5.12
5.12
5.12
结论
FF0.95，弯曲破坏应变有显著差异
FF0.95，弯曲破坏应变有显著差异
FF0.95，弯曲破坏应变无显著差异
项目
混合料编号
B-1
B
B
B-2
B-2
B-3
统计数据
样本量n
5
6
6
5
5
6
样本和
53.8
70.3
70.3
70.4
70.4
61.2
样本平方和
.2
.2
.2
.7
.7
.7
样本平均值
10.8
11.7
11.7
14.1
14.1
10.2
方差分析
组间离差平方和
2.
15.
40.
组内离差平方和
22.
24.
21.
总离差平方和
25.
39.
62.
组间自由度υ1
1
1
1
组内自由度υ2
9
9
9
总自由度υ
10
10
10
组间方差
2.
15.
40.
组内方差
2.
2.
2.
F值
0.96
5.59
17.29
判断
F0.95(υ1,υ2)
5.12
5.12
5.12
结论
FF0.95，抗弯拉强度无显著差异
FF0.95，抗弯拉强度有显著差异
FF0.95，抗弯拉强度有显著差异
试验结果表明：以抗弯拉强度为评价指标，混合料具有最佳粉胶比。对于试验所用材料而言，最佳粉胶比为1.63；以弯曲试验破坏应变为评价指标，混合料具有最佳粉胶比。对于试验所用材料而言，最佳粉胶比为1.16；以劲度模量为评价指标，混合料具有最佳粉胶比。对于试验所用材料而言，最佳粉胶比为1.16。上述结果说明粉胶比的取值对混合料低温抗裂性能有显著影响。就试验结果而言，适宜的粉胶比范围为1.16~1.63。
3.3水稳定性
水稳定性采用冻融劈裂试验进行评价。试验结果、方差分析结果分别列于表6、表7。
表6冻融劈裂试验结果
混合料编号
B-1
B
B-2
B-3
油石比（％）
4.3
4.3
4.3
4.3
劈裂强度（MPa，25℃）
1.
1.
1.
1.
冻融后劈裂强度（MPa，25℃）
1.
1.
1.
1.
残留强度比（％）
84.6
86.2
87.8
96.6
表7冻融劈裂试验结果方差分析
项目
混合料编号
B
B-1
B
B-2
B
B-3
统计数据
样本量n
4
4
4
3
4
4
样本和
6.
4.
6.
4.
6.
6.
样本平方和
10.
6.
10.
6.
10.
9.
样本平均值
1.
1.
1.
1.
1.
1.
方差分析
组间离差平方和
0.
0.
0.
组内离差平方和
0.
0.
0.
总离差平方和
0.
0.
0.
组间自由度υ1
1
1
1
组内自由度υ2
6
5
6
总自由度υ
7
6
7
组间方差
0.
0.
0.
组内方差
0.
0.
0.
F值
15.48
2.07
0.01
判断
F0.95(υ1,υ2)
5.99
6.61
5.99
结论
FF0.95，冻融前劈裂强度有显著差异
FF0.95，冻融前劈裂强度无显著差异
FF0.95，冻融前劈裂强度无显著差异
项目
混合料编号
B
B-1
B
B-2
B
B-3
统计数据
样本量n
4
4
4
4
4
4
样本和
5.
4.
5.
5.
5.
6.
样本平方和
7.
4.
7.
6.
7.
9.
样本平均值
1.
1.
1.
1.
1.
1.
方差分析
组间离差平方和
0.
0.
0.
组内离差平方和
0.
0.
0.
总离差平方和
0.
0.
0.
组间自由度υ1
1
1
1
组内自由度υ2
6
6
6
总自由度υ
7
7
7
组间方差
0.
0.
0.
组内方差
0.
0.
0.
F值
.08
16.46
.98
判断
F0.95(υ1,υ2)
5.99
5.99
5.99
结论
FF0.95，冻融后劈裂强度有显著差异
FF0.95，冻融后劈裂强度有显著差异
FF0.95，冻融后劈裂强度有显著差异
试验结果和方差分析结果表明，粉胶比的变化会对混合料冻融前后（尤其是冻融后）的劈裂强度产生显著影响。随着粉胶比的增大，冻融前后混合料的劈裂强度绝对值均显著增加，且冻融后下降少。因此，从水稳定性角度考虑，粉胶比宜在1.16以上。
4结论
综合试验结果，可得出以下结论：
（1）为使混合料高温稳定性达到最优状态时的橡胶沥青胶浆适宜粉胶比范围为1.16~1.63之间。
（2）粉胶比的取值对混合料低温抗裂性能有显著影响，就试验结果而言，为使混合料低温稳定性达到最优状态时橡胶沥青胶浆适宜的粉胶比范围为1.16~1.63。
（3）粉胶比的变化会对混合料冻融前后（尤其是冻融后）的劈裂强度产生显著影响，随着粉胶比的增大，冻融前后混合料的劈裂强度绝对值均显著增加，为使混合料水稳定性达到最优状态时橡胶沥青胶浆适宜的粉胶比应大于1.16。
ASET（建科新辉）彩色路面及道路
桥梁防水;水泥混凝土路面特殊铺装；沥青路面养护技术；秉承“技术领先、专业服务、可持续发展”的经营理念，致力于为各类客户提供高附加值技术、集成化产品，从方案设计、设计优化、技术服务、标准化施工及后期维护等各方面提供集成服务，旨在为客户获得更专业、更省心的用户体验。本白癜风的医疗北京哪家医院看白癜风最好
