第２５卷第５期 ２００９年９月 昆明冶金高等专科学校学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖ０１．２５ Ｎｏ．５ Ｓｅｐ ２００９ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—０４７９．２００９．０５．０１４ 橡胶沥青ＯＧＦＣ配合比设计及路用性能研究 代若愚 ，徐浩 （１．昆明冶金高等专科学校校长办公室，云南昆明６５００３３；２．云南云桥建设股份有限公司，云南昆明６５０１０１） 摘要：对橡胶沥青ＯＧＦＣ配合比设计方法以及路用性能进行了研究。结果表明，橡胶沥青ＯＧＦＣ混合料具有良 好的路用性能，特别是橡胶沥青与集料之间粘附性很好，弥补了ＯＧＦＣ混合料易水损害、集料易松散的缺点。 关键词：橡胶沥青ＯＧＦＣ；配合比设计；路用性能 中图分类号：Ｕ４１６．２１７；Ｕ４１６．２１８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—０４７９一（２００９）０５—００６３—０３ Ｏｎ Ｍｉｘ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｏａｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ Ａｓｐｈａｌｔ ０ＧＦＣ ＤＡＩ Ｒｕｏ—ｙｕ ．ＸＵ Ｈａｏ （１．Ｈｅａｄｍａｓｔｅｒ＇ｓ Ｏｆｉｃｅ，Ｋｕｎｍｉｆｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００３３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｙｕｎｎａｎ Ｙｕｎｑｉａｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０１０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｏａｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ＯＧＦＣ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ＯＧＦＣ ｈａｄ ａ ｇｏｏｄ ｒｏａｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｅ－ ｔｗｅｅｎ ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ａｎｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ．Ｉｔ ｍａｋｅｓ ｕｐ ｆｏｒ ｔｈｅ ＯＧＦＣ’ｓ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｂｅ ｄａｍａｇｅｄ ｉｎ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｌｏｏｓｅ ｗｈｅｎ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ＯＧＦＣ；ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ；ｒｏａｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ０引言 橡胶沥青ＯＧＦＣ（Ｏｐｅｎ Ｇｒａｄｅｄ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｃｏｕｒｓｅ，开级配抗滑磨耗层）是将橡胶粉改性沥青技术与 ＯＧＦＣ相结合的一种开级配沥青混合料。其做法是在密实不透水的沥青路面上，将ＯＧＦＣ混合料摊铺碾 压后形成一种具有相互连通孑Ｌ隙的磨耗层，从而排除路面上的积水，孔隙率一般为１８％～２２％。ＯＧＦＣ 混料具有如下优异特性：（１）提高路面的抗滑性。开级配路面比密级配路面的潮湿抗滑系数和速度梯 度更低，从而使雨天的交通事故明显减少；（２）防水漂。由于雨水透过了磨耗层而使路面上没有连续 的水膜，即使长时间雨水后使得ＯＧＦＣ饱和，但由于轮胎问的水压通过相互连通的孔隙结构后消失，驾 驶过程中也不会出现水漂；（３）可减少水雾和眩光，有利于改善能见度，增加驾驶员的安全感，减少 驾驶疲劳；（４）增加路面标志的能见度，有利于安全；（５）降低噪音。国外的研究表明，与密级配路 面相比，ＯＧＦＣ有利于降低噪音。 ＯＧＦＣ作为一种特殊的复合颗粒材料，其性能既受沥青、集料和孔隙的体积含量影响，也受这些因 素空间分布的影响，具有结构各向异性及不连续性等特点。研究表明，由于孔隙大，导致稳定性和抗飞 散能力降低，提高沥青６０℃粘度对提高排水性沥青混合料强度及耐久性起着关键性作用。为此，本文 选用了橡胶沥青这种高粘度改性沥青作为胶结料。橡胶沥青ＯＧＦＣ虽然在很多国家已日趋成熟，但在我 国还处于探索阶段，规范中没有明确的要求，因此通过试验研究其配合比设计及路用性能具有现实的指 导意义 收稿日期：２００９—０８—３１ 作者简介：代若愚（１９７８一），男，云南会泽人，讲师，工学硕士，主要从事道路桥梁工程和工程力学专业的教学和研究。 昆明冶金高等专科学校学报 ２００９年９月 １原材料的选择与实验方法 １．１集料 ＯＧＦＣ沥青混合料的粗集料含量占到矿料 表１ 粗集料的技术要求及其试验方法 总量的７０％以上，因此在进行粗集料的选择 使用上应慎重考虑。ＯＧＦＣ沥青混合料对粗集 料的压碎值要求高，粗集料应均匀、洁净、干 燥、无风化、无杂质，并且有足够的强度、耐 磨耗、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光 性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性，且必 须严格粗集料的扁平颗粒含量。粗集料最 好采用玄武岩和花岗岩。本文选用玄武岩。细 集料在ＯＧＦＣ沥青混合料中只占很小比例，但对其性能影响较大，细集料一般采用质地坚硬的轧制砂代 替天然砂，因为天然砂与沥青的粘附性较差，而且砂的颗粒基本上是球形颗粒，对高温抗车辙能力不 利。根据有关研究可知，天然砂掺量每增加１％，沥青混合料的动稳定度降低４％；而轧制砂是破碎得 到的，表面特别粗糙，对提高马歇尔稳定度及动稳定度的效果明显。粗集料性能检测结果如表１所示。 １．２沥青 沥青混合料中胶结料的性能对混合料影响很大，ＯＧＦＣ路面由于混合料粗颗粒过多，细颗料很少， 颗粒间没有强有力的嵌锁作用，混合料的强度受胶结料影响很大，所以要求选用的沥青与集料有很高的 粘性，本文选择中海７０号沥青加胶粉的橡胶粉沥青以提高沥青与集料的粘结力。 １．２．１橡胶沥青中橡胶粉的选择 橡胶粉改性沥青中掺加不同目数的橡胶粉对沥青有一定影响，粒径大的胶粉对沥青的软化点有效果， 但效果不明显，而粒径小的胶粉可提高沥青的延度，对沥青针人度降低的影响也较小。因为胶粉越细，在 沥青中融胀越容易，对提高沥青的延度和针入度有利。胶粉也不是越细越好，过细的橡胶粉加工成本提高 但效果并不好。从国内应用上看，以细度为２０—６０目居多。本文综合各种因素采用３０目橡胶粉。 １．２．２橡胶粉沥青中橡胶粉参配比例的选择 胶粉的用量对橡胶改性沥青的性能影响较 表２ 橡胶沥青性能检测结果 明显。研究表明：胶粉用量＜２０％时，沥青软 化点与胶粉的用量呈线性增加，此后：ｔ￣／ｊｔｌ速度 减缓；延度随胶粉用量增加而下降，在胶粉用 量＜２０％时针入度呈线性降低，随后基本稳 定；弹性恢复在胶粉用量＜１０％时，其增加速 度很快，继续加大胶粉量则弹性恢复增加较 少，特别是在胶粉用量＞２０％时，弹性恢复增 加不明显。综合各种因素本文选用３０目橡胶粉， 掺量为１５％。橡胶沥青性能检测结果如表２所示。 ２配合比设计研究 ２．１级配设计 路面既要保证有良好的抗滑性能，又要保证其他各项路用性能。综合考虑各种因素，目标空隙率以 １９％为基准，在１８％～２５％范围内选定。其合成级配如表３所示。 ２．２最佳沥青用量的确定 按合成级配选取４种沥青用量进行试验，试验结果如表４所示。根据试验结果，油石比越大则空隙 率随之下降；而且油石比太大混合料的高温性能也会变差；在１８％～２５％空隙率范围内随着油石比的 增加，飞散损失率呈下降趋势。综合考虑目标空隙率确定油石比为４．２。 第５期 代若愚，徐浩：橡胶沥青ＯＧＦＣ配合比设计及路用性能研究 ６５ ３橡胶沥青ＯＧＦＣ混合料的路用性能检测 通过路用性能检测，橡胶沥青ＯＧＦＣ相比普通沥青ＯＧＦＣ，其性能有了很大的提高： 表３ 矿料合成级配 注：由于本文所用矿粉粒径均小于所有筛孔的尺寸，通过率均为１００％，故表中未给出尺寸。 （１）采用车辙实验来评价沥青路面的高温性 表４ 不同油石比下实验结果 能。当实验温度为６０℃，实验轮压０．７ ＭＰａ时， 从实验结果可知动稳定度可达到２ ２１４次／ｍｍ，说 明橡胶沥青ＯＧＦＣ具有良好的高温抗车辙性能。 （２）采用冻融劈裂残留强度比的水稳定性。 实验结果表明，残留稳定度可达到８９％，说明橡 胶沥青ＯＧＦＣ混合料具有很好的水稳定性。 （３）采用人工砂铺法测定构造深度的实验结果表明，构造深度为１．７ｃｍ，说明橡胶沥青ＯＧＦＣ混合 料有良好的抗滑性。 （４）低温抗裂性能、透水性能等均符合规范要求，说明橡胶沥青ＯＧＦＣ混合料有良好使用性。 以上性能的改善主要是因为橡胶粉改性沥青具有良好的粘性，使得沥青和集料间的粘结强度增大。与普 通的沥青ＯＧＦＣ相比具有良好的抗车辙、水稳定性、构造强度、低温抗裂性、透水性和抗分散性。同时，在 设计中应选择合适的孔隙率、材料品种、材料掺量，进行合理的配合比设计，以达到最佳的使用性能。 ４结语 通过原材料的试验表明，橡胶沥青与混合料有良好的粘附性，可以更好与集料粘结，提高混合料的 水稳定性，减轻水损害、集料松散等病害。橡胶沥青ＯＧＦＣ既有良好的路用性能，而且不用添加纤维也 能够较为有效地防止孔隙堵塞的问题，长期保持空隙的稳定和通畅，确保其排水、降噪和抗滑性能长久 发挥作用，具有很好的实用价值和发展前景。由于我国还没有在规范中提出明确的橡胶沥青ＯＧＦＣ配合 比设计指标，在实际使用时需要根据不同的地材情况、施工工艺、施工设备等，进行试拌、试铺来加以 验证。对橡胶沥青ＯＧＦＣ的低温稳定性和施工工艺的研究还有待进一步地深入。 参考文献： ［１］伍石生．低噪声沥青路面设计与施工养护［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００５． ［２］姜鹏，张锋，谢洪斌，等．橡胶沥青开级配排水沥青混凝土（ＲＡ—ＯＧＦＣ）的试验研究［Ｊ］．公路交通技术，２００８（４）：２２—２＾５ ［３］林云腾．浅谈ＯＧＦＣ混合料配合比设计［Ｊ］．福建建设科技，２００８（２）：３９—４０． ［４］胡曙光，黄绍龙，张厚记，等．开级配沥青磨耗层（ＯＧＦＣ）的研究［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００４（８）：２３—２５． ［责任编辑：潘萍］
