（道路与铁道工程专业论文）橡胶粉沥青混凝土使用性能试验研究.pdf

摘要 废旧轮胎橡胶粉应用于道路工程中有两种形式：湿法和干法。湿法是指先将 废旧橡胶粉与沥青结合料混合形成沥青橡胶结合料，后与集料拌和形成改性橡胶 沥青混凝土( m r u a c ) ；干法是指先将废旧橡胶粉与集料混合，后与沥青结合料 拌和形成橡胶粉沥青混凝土( r u m a c ) 。本文在综合分析国内外各种有关湿法和干 法的研究基础上，结合我国目前的实际情况，主要研究了干法橡胶粉沥青混凝土 的使用性能，包括压实特性、高温稳定性和低温抗裂性等，并分析了试验路实体 工程的使用效果和橡胶粉沥青路面的经济性。 沥青混合料的压实特性对施工具有重要的指导意义。通过传统的马歇尔击实 试验和s h r p 推荐的旋转压实试验成型试件，测试不同类型、不同目数、不同掺 量的橡胶粉沥青混凝土的各项体积指标，分析比较其压实特性。 沥青混合料的高温稳定性是沥青路面使用性能好坏的一个重要衡量指标。通 过车辙试验和沥青路面分析仪( a p a ) 试验，分析比较了不同类型、不同目数、不 同掺量的橡胶粉沥青混凝土的高温稳定性能。 沥青混合料的低温抗裂性反映了沥青混合料主要抵抗温度收缩裂缝的能力。 通过s h r p 研究成果的约束试件温度应力试验( t s r s t ) 分析比较不同掺量、不同 目数的橡胶粉沥青混凝土的低温性能。 试验路实体工程使用效果的分析一方面证实了橡胶粉沥青混凝土的使用性能 优于传统的普通沥青混凝土；另一方面说明了橡胶粉沥青混凝土路面的施工工艺 与普通沥青混凝土路面没有多大差别。同时，橡胶粉沥青混凝土的经济性也是需 要考虑的一个重要因素。 关键词：废i n 轮胎橡胶粉橡胶粉沥青混凝土使用性能压实特性 高温稳定性低温抗裂性试验路经济性 a b s t r a c t t h e r ea r et w os t y l e st h a ts c a r pt i r ec r u m br u b b e ri sa p p l i e dt or o a de n g i n e e r i n g ： w e tp r o c e s sa n dd r yp r o c e s s w e tp r o c e s si st ob l e n ds c a r pc r u m br u b b e rw i t ha s p h a l t b i n d e ra n df o r ma s p h a l t r u b b e rb i n d e r ，t h e nm i xa s p h a l t - r u b b e rb i n d e rw i t ha g g r e g a t e t op r o d u c em o d i f i e d r u b b e ra s p h a l tc o n c r e t e ( m r u a c ) d r yp r o c e s si st ob l e n ds c a r p c r u m br u b b e rw i t h a g g r e g a t e ，t h e n m i xw i t h a s p h a l t b i n d e rt o p r o d u c e r u b b e r m o d i f i e da s p h a l tc o n c r e t e ( r u m a c ) o nt h eb a s eo fs y n t h e t i c a l l ya n a l y z i n g s o m ei n s i d ea n do u t s i d er e s e a r c h e sa b o u tw e tp r o c e s sa n dd r yp r o c e s s ，a n d c o n s i d e r i n ga c t u a lp r a c t i c a l l yc o n d i t i o n si no u rc o u n t r y ，t h i sp a p e rm o s t l ys t u d i e st h e i n s e r v i c ep e r f o r m a n c eo fd r yp r o c e s sr u b b e r m o d i f i e da s p h a l tc o n c r e t e ，i n c l u d i n g c o m p a c t i b i l i t y ，h i g h t e m p e r a t u r es t a b i l i t y ，l o w t e m p e r a t u r ec r a c kr e s i s t a n c ea n ds oo n ， a l s oa n a l y s e st h es e r v i c ee f f e c to ft h et e s tr o a de n t i t a t i v ee n g i n e e r i n ga n dt h ee c o n o m i c c h a r a c t e ro fr u b b e r m o d i f i e da s p h a l tp a v e m e n t t h ec o m p a c t i b i l i t yo fa s p h a l tm i x t u r eh a v ei m p o r t a n ts u p e r v i s es i g n i f i c a n c et o c o n s t r u c t i o n b yc o n v e n t i o n a lm a r s h a l lt e s ta n dg y r a t o r yc o m p a c t o rt e s tp r o p o s e db y s h r pm o l d i n gs p e c i m e n ，t e s t i n ge v e r yv o l u m ei n d e xo fr u b b e r m o d i f i e d a s p h a l t c o n c r e t ef o rd i f f e r e n ts t y l e ，d i f f e r e n tf i n e n e s sa n dd i f f e r e n tb l e n d i n ga m o u n t ，a n d a n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gt h e i rc o m p a c t i b i l i t y t h eh i g h t e m p e r a t u r es t a b i l i t yo fa s p h a l tmi x t u r ei sav i t a li n d e xt om e a s u r e i n s e r v i c ep e r f o r m a n c eo fr u b b e r m o d i f i e da s p h a l tc o n c r e t e b yw h e e lt r a c k i n gt e s t a n da s p h a l tp a v e m e n ta n a l y z e r ( a p a ) t e s t ，t oa n a l y z ea n dt oc o m p a r eh i g h t e m p e r a t u r e s t a b i l i t yo fr u b b e r m o d i f i e da s p h a l tc o n c r e t ef o rd i f f e r e n ts t y l e ，d i f f e r e n tf i n e n e s sa n d d i f f e r e n tb l e n d i n ga m o u n t t h el o w t e m p e r a t u r ec r a c kr e s i s t a n c eo f a s p h a l t m i x t u r er e f l e c t st h e m a i n l y a b i l i t yo fr e s i s t i n gt h e r m a ls h r i n k a g ec r a c ko fa s p h a l tm i x t u r e b yt h et h e r m a ls t r e s s r e s t r a i n e ds p e c i m e nt e s t ( t s r s t ) ，w h i c hi sar e s e a r c h i n gp r o d u c t i o no fs h r p , t o a n a l y z ea n d t o c o m p a r el o w - t e m p e r a t u r ep e r f o r m a n c eo fr u b b e r - - m o d i f i e da s p h a l t c o n c r e t ef o rd i f f e r e n tf i n e n e s sa n dd i f f e r e n tb l e n d i n ga m o u n t t h ea n a l y s i so ft h es e r v i c ee f f e c ta b o u tt h et e s tr o a de n t i t a t i v e e n g i n e e r i n g a p p r o v e st h ei n s e r v i c ep e r f o r m a n c eo fr u b b e r - m o d i f i e da s p h a l tc o n c r e t ep r i o rt ot h a t u o f c o n v e n t i o n a lg e n e r a la s p h a l tc o n c r e t eo nt h eo n eh a n d ，a l s oo nt h eo t h e rh a n ds h o w s t h a tt h ec o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo fr u b b e r m o d i f i e dp a v e m e n th a sn od i f f e r e n tw i t h g e n e r a la s p h a l t c o n c r e t e p a v e m e n t m o r e o v e r , t h e e c o n o m i cc h a r a c t e ro f r u b b e r m o d i f i e dp a v e m e n ti sa l s oas i g n i f i c a n tf a c t o rt h a tm u s tb ec o n s i d e r e d k e yw o r d s ：s c a r pt i r e c r u m br u b b e r ；r u b b e r m o d i f i e d a s p h a l tc o n c r e t e ； i n - s e r v i c e p e r f o r m a n c e ；c o m p a c t i b i l i t y ；h i g h - t e m p e r a t u r es t a b i l i t y ； l o w - t e m p e r a t u r ec r a c kr e s i s t a n c e ；t e s tr o a d ； e c o n o m i cc h a r a c t e r 1 1 1 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名：量、泓 日期：加。严年j 月“日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密醯在芝年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名： 多玉 日期：节 月2 z 日 刷程必日期：7 年朋“日 第一章绪论 1 1 课题研究背景及意义 汽车给人们带来了交通便利，公路运输促进了国民经济的发展。但在享受便 利和品尝经济发展的成果时，不得不面对日益增多的废旧轮胎。据统计，目前全 世界每年有l5 亿条轮胎报废，其中北美大约4 亿条，西欧近2 亿条，日本l 亿条。 合理处置废旧轮胎，长期以来一直是环境保护的难题。在上世纪9 0 年代，世界各 国最普遍的做法是对废旧轮胎进行掩埋或堆放。以美国为例，1 9 9 2 年废旧轮胎掩 埋堆放率达到6 3 。但随着地价上涨，征用土地用作掩埋堆放场所越来越困 难。另一方面，废旧轮胎大量堆积，极易引起火灾，造成第二次公害。所以，橡 胶轮胎的废弃已成为一种公害，为了保护环境，变废为宝，废旧橡胶轮胎的利用 早已经被世界各主要发达国家提上议事日程心1 。随着科学技术进步，世界各国纷纷 积极开辟废旧轮胎综合利用新途径。尤其是近些年来，公众的环境保护意识日益 增强，利用废旧资源培育新型产业，实现经济可持续性发展成了世界各国的共识。 目前废旧轮胎的综合利用途径有翻新、原形改制、热能利用、热分解、再生胶、 橡胶粉等。但再生轮胎、再生橡胶和热利用只能处理一部分废轮胎( 每年大约占 2 5 ) ，因此，将其应用于道路沥青路面的建设之中，是大批量处理废旧轮胎的较 佳选择。 与此同时n 1 ，近几年来，随着我国公路运输行业的迅猛发展，高速公路上重载、 超载的现象越来越严重，许多公路在路面竣工后不久就出现了车辙、拥包、剥落、 裂缝及抗滑性能不足等病害。这说明普通沥青混凝土路面已经无法满足现代公路 运输行业对路面的高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性和耐久性的要求，而国产沥 青作为沥青混凝土路面的重要组成材料，存在着含蜡量过多，低温延度小、高温 稳定性能差、粘附力弱等缺陷，严重降低了沥青混凝土路面的使用性能和使用年 限，影响了沥青混凝土路面的广泛应用。为了解决这些问题，公路建设者们认为 采用外掺剂的方法来改善沥青路面的路用性能势在必行。 我国是一个橡胶消费大国，2 0 0 0 年汽车轮胎产量就达到7 8 2 8 万条，废旧轮胎 日益增多，已成为亟待解决的问题。如不未雨绸缪，及早治理，必将给城乡环境 带来不良影响。近年来h 1 ，我国每年修建公路需消耗多达2 0 0 一 - 3 0 0 万吨的沥青， 公路养护维修所消耗的沥青还不包括在内。若在沥青中掺入15 的橡胶粉，则每 年可消耗橡胶粉3 0 4 0 万吨。其结果必然是既不用进口昂贵的国外沥青，又改善 了国产沥青的使用性能，疏通了橡胶粉的消费渠道，使国内自有资源得到充分的 利用；同时，橡胶粉生产企业的发展，也促进了废旧轮胎的回收利用。勿庸置疑n 1 ， 努力开发各种处理废旧轮胎的新技术、新工艺，对充分利用再生资源，减少环境 污染，改善人类的生存环境具有积极意义。 1 2 国内外研究概况 废旧橡胶粉是以工业上的废旧橡胶制品为原料，经过粉碎、分离、除金属、 筛选、活化等一系列工序处理制成的黑色粉末。从2 0 世纪7 0 年代开始啼1 ，美国、 英国、法国、澳大利亚、加拿大及日本等国，就采用液氮对废旧橡胶进行低温脆 冷研磨获得了较细的橡胶粉。但当时由于加工技术及加工设备的限制，并考虑到 加工成本，所生产的橡胶粉的细度一般为2 0 目4 0 目( 0 7 2 m m 0 3 6 m m ) 。近几 年来，随着加工工艺的发展，我国的一些企业生产的橡胶粉越来越细，细度可达 到2 0 0 目( 0 0 7 5 m m ) 。 将由废旧轮胎生产的橡胶粉运用到沥青材料中可以追溯到上个世纪6 0 年代中 期1 ，在美国亚利桑那州，一个材料工程师为了寻求一种能够改善沥青路面性质和 性能的途径而将废旧橡胶粉应用于沥青材料中。“橡胶粉改性沥青 ( r u b b e r - m o d i f i e da s p h a l t ) ”是一个专业术语，用来描述废旧轮胎橡胶粉以任 何一种方式混合形成沥青路面。联邦公路管理局( f h w a ) 采用术语“橡胶粉改性 剂( c r u m br u b b e rm o d if ie r ) ”作为一个普遍术语来确定将废旧轮胎橡胶粉加入 沥青筑路材料中这一概念，因而工业上的一种产品就是指将橡胶粉与沥青结合形 成的“沥青橡胶( a s p h a l t r u b b e r ) ”。 多年来，国内外的研究工作者对于将废旧轮胎橡胶粉改性剂( s c r a pt ir e c r u m br u b b e rm o d i f i e r ，简称c r m ) 运用于沥青路面中进行了大量的试验研究工作， 这些工作概括起来主要有以下几个方面： 其一：湿法和干法的作用机理与生产工艺； 其二：国内外湿法和干法的沥青路面试验路实体工程情况； 其三：试验路实体工程的相关结论。 1 2 1 湿法和干法的作用机理与生产工艺 一般来说，将废旧轮胎橡胶粉改性剂c r m 运用于沥青路面中有两种不同的类 型，就是通常所说的湿法( w e tp r o c e s s ) 和干法( d r yp r o c e s s ) 。不同的使用方 2 式，其生产过程、技术及最终产品也会各不相同，如下图1 1 所示。 匝卜凰一( 三互e 丑悃 湿法一咖1 d 法改件结合料 湿法、改件结合料 1 、连续拌和渤徽燃鲋) 笈r 澍强喙f 胶粉c r m p 1 u s 融d e 法 1 5 0 1 5 0t 0 6 0 5 软化点( 环球法) 4 9 4 4t 0 6 0 6 密度( 2 5 c ) g c m 3 1 0 3 4 2 1 2 2 改性沥青 采用青岛埃尔夫s b s 改性沥青，各项性能指标试验结果见表2 4 。 表2 4 青岛埃尔夫s b s 改性沥青试验结果 试验项目 试验结果 技术要求 试验方法 延度( 5 ，5 c m m i n ) c m 6 9 2 0 t 0 6 0 5 针入度 2 5 0 1 m m 6 5 4 4 0 t 0 6 0 4 软化点( 环球法) 7 4 5 6 0 t 0 6 0 6 针入度指数 0 2 3 9 o 2| 弹性恢复( 2 5 ) 9 6 7 0t 0 6 0 5 密度( 2 5 。c ) g c m 3 1 o ll 1 8 2 1 2 3 沥青与矿料粘附性 采用水煮法测定重交沥青a h 一7 0 和改性沥青与矿料的粘附性，试验结果见表 2 5 。 表2 5 沥青与矿料粘附性试验结果 沥青类别粘附性等级 规范要求 重交沥青a h - - 7 044 青岛e l f 改性沥青54 2 1 3 橡胶粉 橡胶粉采用南京伟业环保实业有限公司生产的4 0 目、8 0 目和1 2 0 目橡胶粉。 橡胶粉密度采用沥青浸渍法测定，试验结果见表2 6 ；为了更好的反映出橡胶粉 的粗细程度，采用干筛法对三种橡胶粉进行筛分，筛分结果见表2 7 。 表2 6 橡胶粉密度试验结果 橡胶粉相对密度 橡胶粉规格 重交沥青a h 一7 0 青岛e l f 改性沥青 1 8 目1 1l o 4 0 目1 2 0 01 1 5 4 8 0 目 1 1 7 41 11 5 1 2 0 目 1 3 5 61 3 0 6 表2 7 橡胶粉筛分结果 筛孔尺寸( i l l 1 1 ) o 3 0 1 50 0 7 5 4 0 目 9 8 9 3 1 3 9 8 0 目1 0 05 3 61 1 5 1 2 0 目1 0 09 4 52 3 5 2 2 马歇尔击实试验 2 2 1u t a c 一10 ( 完断级配) 马歇尔击实试验( 双面击实7 5 次) 2 2 1 1u t a c 一10 ( 完断级配) 型沥青混合料级配范围 1 9 表2 8u t a c 一1 0 ( 完断级配) 型沥青混合料级配范围 筛孔尺 1 3 29 54 7 52 3 61 1 80 6o 30 1 50 0 7 5 寸( m m ) 上限 1 0 0l o o4 04 03 02 3 1 7 1 31 0 下限 1 0 09 03 03 02 21 61 186 中值1 0 09 5 3 5 3 52 61 9 5 1 41 0 58 2 2 1 2u t a c 一10 ( 完断级配) 马歇尔试件体积指标及马歇尔击实试验结果 2 2 1 2 1u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 1 8 目橡胶粉 表2 9u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 1 8 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 5 o 5 5 矿料全体的相对密度r - 2 5 8 82 5 8 8 试件的理论最大相对密度r 。 2 4 5 02 4 3 3 试件的毛体积密度r ，g c m 3 2 3 1 92 3 5 8 矿料间隙率( v m a ) ( ) 1 4 61 3 6 试件的空隙率v 。( ) 5 43 1 沥青体积率v - ( ) 9 2 l o 5 沥青和度v f a ( ) 6 3 o 7 7 2 根据马歇尔击实试验结果确定u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 1 8 目橡胶粉： 最佳油石比5 3 ，p = 2 3 4 2 9 c m 3 ，v a = 4 0 ，v f a = 7 1 5 。 2 2 1 2 2u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 4 0 目橡胶粉 表2 1 0u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 4 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 5 05 5 矿料全体的相对密度r - 2 7 3 32 7 3 3 试件的理论最大相对密度r 。 2 5 3 72 5 2 0 试件的毛体积密度r 。g c m 3 2 4 0 82 4 2 8 矿料间隙率( v m a ) ( ) 1 6 o1 5 7 试件的空隙率v 。( ) 5 13 7 沥青体积率v “( ) 1 0 91 2 沥青饱和度v f a ( ) 6 8 17 6 4 根据马歇尔击实试验结果确定u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 4 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 5 ，p = 2 4 2 8 9 c m 3 ，v a = 3 7 ，v f a = 7 6 4 。 2 2 1 2 3u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 8 0 目橡胶粉 表2 一l lu t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 8 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 5 o 5 5 矿料全体的相对密度r - 2 7 4 02 7 4 0 试件的理论最大相对密度r 。 2 5 4 32 5 2 5 试件的毛体积密度r 。，g c m 3 2 4 0 42 4 2 5 矿料间隙率( v m a ) ( ) 1 6 41 6 o 试件的空隙率v 。( ) 5 54 0 沥青体积率v 。( ) 1 0 91 2 沥青饱和度v f a ( ) 6 6 57 5 根据马歇尔击实试验结果确定u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 8 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 5 ，p = 2 4 2 5 9 c m 3 ，v a = 4 0 ，v f a = 7 5 。 2 2 1 2 4u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 1 2 0 目橡胶粉 2 l 表2 一1 2u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 1 2 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 5 o5 5 矿料全体的相对密度r 2 7 4 82 7 4 8 试件的理论最大相对密度r 。 2 5 4 9 2 5 3 2 试件的毛体积密度r ，g c m 3 2 4 2 7 2 4 5 9 矿料间隙率( v m a ) ( )1 5 81 5 1 试件的空隙率v ( )4 82 9 沥青体积率v - ( )1 1 o1 2 2 沥青饱和度v f a ( )6 9 6 。8 0 8 根据马歇尔击实试验结果确定u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 1 5 1 2 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 2 ，p = 2 4 4 1 9 c m 3 ，v a = 4 o ，v f a = 7 4 1 。 2 2 1 2 5u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 改性沥青 表2 1 3u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 改性沥青马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 5 o5 5 矿料全体的相对密度r 2 8 6 32 8 6 3 试件的理论最大相对密度r 。 2 6 3 42 6 1 4 试件的毛体积密度r ，g c m 3 2 4 6 62 4 8 4 矿料间隙率( v m a ) ( ) 1 8 01 7 8 试件的空隙率v 。( ) 6 45 0 沥青体积率v - ( ) 11 61 2 8 沥青饱和度v f a ( ) 6 4 47 1 9 根据马歇尔击实试验结果确定u t a c 一1 0 ( 完断级配) + 改性沥青： 最佳油石比5 5 ，p = 2 4 8 4 9 c m 3 ，v a = 5 0 ，v f a = 7 1 9 。 将以上四种情况的主要指标汇总后的结果见表2 1 3 。 表2 1 4u t a c 一1 0 ( 完断级配) 主要指标汇总表 沥青混合料类型最佳油石比( ) 毛体积密度( g c m 3 )空隙率( )饱和度( ) + 1 5 1 8 目橡胶粉5 32 3 4 24 o7 1 5 + 1 5 4 0 目橡胶粉 5 5 2 4 2 83 77 6 4 + 1 5 8 0 目橡胶粉 5 5 2 4 2 54 o7 5 + 1 5 1 2 0 目橡胶粉 5 2 2 4 4 14 07 4 1 + 改性沥青 5 5 2 4 8 45 o7 1 9 由表2 1 4u t a c 一1 0 ( 完断级配) 的主要指标汇总结果可分析得出： 与不掺入橡胶粉的改性沥青混合料相比，掺入一定数量和细度的橡胶粉有 利于填充混合料的空隙，混合料的空隙率明显下降，饱和度增大，说明橡胶粉沥 青混凝土比普通改性沥青混凝土更密实； 掺入橡胶粉后，与不掺橡胶粉的改性沥青混合料相比，橡胶粉沥青混合料 的最佳油石比变化不大： 在橡胶粉的掺量相同的情况下，橡胶粉的细度对混合料的空隙率有一定的 影响，细度过粗或过细时，混合料的饱和度有下降的趋势，说明橡胶粉可能不仅 能够填充混合料的空隙，而且也能撑开混合料的骨架，其作用是两面性的。 2 2 2a k 一13 马歇尔击实试验( 双面击实7 5 次) 2 2 2 1a k 一1 3 型沥青混合料级配范围 表2 1 5a k 1 3 型沥青混合料级配范围 筛孔尺寸 1 61 3 29 54 7 52 3 6 1 1 8o 6o 30 1 50 0 7 5 ( r a m ) 上限1 0 01 0 08 05 33 72 51 91 51 2 8 下限 1 0 09 06 03 02 01 5l o7 54 中值 1 0 09 57 04 1 52 8 52 0 1 4 5l 18 56 2 2 2 2a k 一1 3 马歇尔试件体积指标及马歇尔击实试验结果 2 2 2 2 1a k 一1 3 + 重交沥青a h 一7 0 表2 1 6a k 一1 3 + 重交沥青a h 一7 0 马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 4 o4 55 05 5 矿料全体的相对密度r - 2 7 8 02 7 8 02 1 8 02 7 8 0 试件的理论最大相对密度，f2 6 l o2 5 9 12 5 7 22 5 5 4 试件的毛体积密度，g c m s 2 3 8 72 3 7 62 4 2 02 4 4 2 矿料间隙率( v m a ) ( )1 7 4 41 8 2 l1 7 0 81 6 7 3 试件的空隙率儿( )8 5 68 3 05 9 24 4 0 沥青体积率v b ( )8 8 89 9 l1 1 1 61 3 3 3 沥青饱和度v f a ( ) 5 0 9 5 4 46 7 97 9 7 根据马歇尔击实试验结果确定a k - - 1 3 + 重交沥青a h 一7 0 ： 最佳油石比5 3 ，p = 2 4 3 2 9 c m 3 ，v a = 5 0 ，v f a = 7 5 。 2 2 2 2 2a k 一1 3 + 2 4 0 目橡胶粉 表2 1 7a k 一1 3 + 2 4 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 4 55 05 56 o 矿料全体的相对密度r 2 6 8 12 6 8 l2 6 8 12 6 8 1 试件的理论最大相对密度，f2 4 9 42 4 7 72 4 6 12 4 4 6 试件的毛体积密度n ，g c m 2 3 7 02 3 7 12 3 8 22 3 7 l 矿料间隙率( v m a ) ( ) 1 5 41 5 8 1 5 8 1 6 5 试件的空隙率v o ( ) 5 o4 33 23 1 沥青体积率虼( ) 1 0 41 1 51 2 61 3 4 沥青饱和度v f 4 ( )6 7 77 2 97 9 78 1 6 根据马歇尔击实试验结果确定a k 一1 3 + 2 4 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 0 ，1 9 = 2 3 7 1 9 c m 3 ，v a = 4 3 ，v f a = 7 2 9 。 2 2 2 2 3a k 一1 3 + 2 8 0 目橡胶粉 表2 1 8a k - - 1 3 + 2 8 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 4 55 o5 5 6 o 矿料全体的相对密度，i 2 6 6 02 6 6 02 6 6 0 2 6 6 0 试件的理论最大相对密度t t2 4 9 42 4 7 72 4 6 12 4 4 6 试件的毛体积密度，g c r n s 2 3 3 l2 3 4 82 3 6 92 3 6 8 矿料间隙率( g i , 4 ) ( )1 6 11 5 91 5 61 6 o 试件的空隙率圪( ) 6 55 2 3 83 2 沥青体积率l b ( )9 61 0 7l1 81 2 8 沥青饱和度v f a ( )5 9 66 7 27 5 98 0 o 根据马歇尔击实试验结果确定a k 一1 3 + 2 8 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 5 ，p = 2 3 6 9 9 c m 3 ，v a = 3 8 ，v f a = 7 5 9 。 2 2 2 2 4a k 一1 3 + 2 1 2 0 目橡胶粉 表2 1 9a k 一1 3 + 2 1 2 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 4 55 o5 56 0 矿料全体的相对密度， 2 6 7 2 2 6 7 22 6 7 22 6 7 2 试件的理论最大相对密度，f 2 5 0 42 4 8 72 4 7 12 4 5 5 试件的毛体积密度 ，g j c f l 2 3 2 42 3 6 22 3 7 12 3 7 9 矿料间隙率( i m 1 ) ( )1 6 81 5 81 5 91 6 o 试件的空隙率g o ( ) 7 25 o 4 1 3 1 沥青体积率虼( )9 61 0 8 11 8 1 2 9 沥青饱和度i f a ( ) 5 7 16 8 27 4 4 8 0 6 根据马歇尔击实试验结果确定a k - - 1 3 + 2 1 2 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 5 ，p = 2 3 6 9 9 c m 3 ，v a = 3 8o o ，v f a = 7 4 4 。 2 2 2 2 5a k 一1 3 + 4 4 0 目橡胶粉 表2 2 0a k - - 1 3 + 4 4 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 4 55 o5 56 o 矿料全体的相对密度，- 2 6 2 22 6 2 22 6 2 22 6 2 2 试件的理论最大相对密度n 2 4 4 92 4 3 42 4 1 9 2 4 0 5 试件的毛体积密度，g c m 。 2 3 2 52 3 3 32 3 3 5 2 3 3 3 矿料间隙率( v h i ) ( ) 1 5 5 1 5 71 5 9 1 6 5 试件的空隙率v o ( ) 5 14 13 53 o 沥青体积率圪( ) 1 0 4l1 61 2 41 3 5 沥青饱和度v f a ( ) 6 7 57 3 67 8 38 1 9 根据马歇尔击实试验结果确定a k 一1 3 + 4 4 0 目橡胶粉： 最佳油石比5 5 ，p = 2 3 3 3 9 c m 3 ，v a = 4 1 ，v f a = 7 3 6 。 2 2 2 2 6a k 一1 3 + 4 8 0 目橡胶粉 表2 2 1a k - - 1 3 + 4 8 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积指标 5 05 56 o6 5 矿料全体的相对密度，- 2 6 4 62 6 4 62 6 4 62 6 4 6 试件的理论最大相对密度 2 4 3 82 4 2 3 2 4 0 9 2 3 9 4 试件的毛体积密度凡，g c r a 2 2 8 52 2 9 8 2 3 0 2 2 3 0 7 矿料间隙率( 删) ( ) 1 7 71 7 7 1 7 9 1 8 2 试件的空隙率圪( 9 6 ) 6 3 5 24 43 7 沥青体积率v b ( ) 11 41 2 5 1 3 51 4 5 沥青饱和度v f , 4 ( ) 6 4 77 0 8 7 5 27 9 9 根据马歇尔击实试验结果确定a k - - 1 3 + 4 8 0 目橡胶粉： 最佳油石比6 o ，p = 2 3 0 2 9 c m 3 ，v a = 4 4 ，v f a = 7 5 2 。 2 2 2 2 7a k 一1 3 + 4 1 2 0 目橡胶粉 表2 2 2a k 一1 3 + 4 1 2 0 目橡胶粉马歇尔试件体积指标测试汇总表 油石比( ) 体积 指 标 5 o5 56 o 6 5 矿料全体的相对密度，- 2 6 6 02 6 6 0 2 6 6 02 6 6 0 试件的理论最大相对密度，r 2 4 8 02 4 6 5 2 4 4 92 4 3 4 试件的毛体积密度_ r s p ，g c m 2 3 0 52 3 4 2 2 3 3 52 3 3 6 矿料间隙率( 绷) ( ) 1 7 41 6 5 1 7 21 7 5 试件的空隙率匕( ) 7 15 0 4 74 0 沥青体积率虼( ) 1 0 31 1 5 1 2 51 3 5 沥青饱和度v i a ( ) 5 9 66 9 9 7 2 97 7 0 根据马歇尔击实试验结果确定a k 一1 3 + 4 1 2 0 目橡胶粉： 最佳油石比6 5 ，p = 2 3 3 6 9 c m 3 ，v a = 4 0 ，v f a = 7 7 0 。 将以上七种情况的主要指标汇总后的结果见表2 2 3 。 表2 2 3a k 一1 3 主要指标汇总表 不掺橡2 4 0 目2 踟目2 1 2 04 4 0 目 4 8 0 目4 1 2 0 目 主要指标 胶粉橡胶粉橡胶粉目橡胶粉橡胶粉橡胶粉橡胶粉 最佳油右比( )5 35 o5 55 55 56 o6 5 对应的毛体积密度g c m 3 2 4 3 2 2 3 7 12 3 6 92 3 6 92 3 3 32 3 0 22 3 3 6 对应的空隙率( )5 o4 33 8 3 8 4 14 4 4 0 对应的饱和度( ) 7 5 7 2 97 5 97 4 47 3 67 5 27 7 0 根据表2 2 3 的a k 一1 3 类型沥青混合料的主要指标汇总结果可以分析得出： 掺入橡胶粉后，橡胶粉沥青混凝土的最佳油石比普遍大于不掺入橡胶粉时 的情况，而空隙率有明显的下降。例如：掺入4 12 0 目橡胶粉后，混合料空隙率 由5 0 下降到4 0 ，降低了2 0 ，加入2 8 0 目橡胶粉后空隙率下降了2 4 ，下降 幅度在12 2 4 之间。这说明掺入一定数量的橡胶粉后，混合料的空隙率会下降， 橡胶粉沥青混凝土比普通沥青混凝土更密实； 对于相同目数的橡胶粉，随着掺量的增加，最佳油石比会增大；同时，随 着橡胶粉细度的增加，在相同掺量的情况下，最佳油石比也有所增大，增大幅度 为l0 左右。说明掺入橡胶粉的细度越细，掺量越大，橡胶粉沥青混凝土的最佳油 石比就会越高； 在最佳油石比的情况下，掺入橡胶粉后沥青混和料的饱和度增大，说明所 掺入的橡胶粉能够较好地填充混和料中的空隙，使得混和料更加密实，从而饱和 度增加，空隙率下降，这与第一个结论是一致的； 从空隙率的计算结果可以看出，橡胶粉的掺量较大时，混合料的空隙率有 所下降，这说明了橡胶粉仅部分填充了沥青混凝土原来的空隙，另一