郑牡丹
摘要：高速公路和一般等级公路通车多年后，路面磨损增加，其抗滑能力就会大幅度下降，安全性也有所降低，而现在普遍的维护方式就是采取最有效的微型表面处理（即微表处），增加路面表面粗糙度，以便增大路面的抗滑性能。近年来，微表处作为一种经济、快速、有效的路面处治方法被公路人广泛应用于高速路、一般等级公路的预防性养护和公路病害维修工程中。微表处施工就是采用专业机械设备将几种符合技术规范指标要求的粗集料、细集料、改性乳化沥青、填料、水和添加剂等材料按照设计配比拌合成稀浆混合料摊铺在原路面上，形成具有高抗滑性能、低噪音、和耐久性能好的薄层路面。通过室内试验对废胎胶粉改善微表处混合料性能进行研究，认为废胎胶粉的掺加有利于提高混合料的油石比，降低行车噪音，提高微表处的耐久性。
关键词：微表处;废胎胶粉
中图分类号：U418.6文献标志码：A
0引言
微型表面处理以下称微表处。微表处作为一种预防性养护技术被广泛应用，由于国内交通车辆超载严重，且夏季气温较高，故国内微表处施工时油石比控制一般比国外微表处油石比低1%-2%，以保证微表处路面不泛油，抗滑性能满足要求，从而使微表处维修的路面在使用过程中，使用耐久性一般为3-5a，很难达到国外资料讲的5—8a，另外经过微表处的路面行车车内噪音较大，严重影响了行车舒适性，因此，如何提高微表处的耐久性，提高行车舒适性的研究就很有必要。
一般情况下，优化微表处石料级配，提高改性乳化沥青性能，提高混合料油石比，可提高微表处路面的耐久性，其中提高混合料油石比对耐久性的提高尤为重要，通常增加石料级配粉细集料含量，或者在混合料里加入短纤维材料都可以提高油石比，在实践工程中已经被使用，那么有没有更好的材料加入混合料来提高油石比，从而提高混合料的性能呢？
我国每年产生的上千万吨废旧轮胎日益成为环境的公害，把废旧轮胎加工成胶粉是常用的处理方法，废胎胶粉作为一种沥青改性材料，可提高热沥青混合料的性能，降低行车噪音，现已在公路工程中被广泛利用，实现了废胎胶粉无害化处理和利用的环保问题，而且还有助于改善沥青路面质量，延长路面的使用寿命，从而节约建设投资。如果将适量的废胎胶粉常温下直接加到微表处混合料中，不但可以提高废物再生利用率，还可以提高微表处混合料的柔度，降低微表处路面的噪音，提高行车舒适性，而且由于废胎胶粉比表面积较大，将吸附较多的沥青，形成高油石比的微表处路面，有较强防水损害的能力，可以提高路面的耐久性，所以把废胎胶粉加入到微表处混合料，故研究混合料性能是否满足要求就显得十分必要，现将室内试验研究总结如下。
1原材料的选择
1.1集料
微表处所用集料要求坚固、抗滑、洁净，可采用不同规格的粗细集料、矿粉等掺配而成。本试验采用5一10mm、3—5mm、0—3mm三种规格的玄武岩，合成级配砂当量67%，符合≥65%的技术要求。
1.2改性乳化沥青
试验采用中海油90#基质沥青，国产品牌慢裂快凝乳化剂，通过胶体磨制备乳化沥青。外掺法加入SBR胶乳改性剂，其改性乳化沥青主要技术指标及检测结果如下：蒸发残留物含量测试值为63%，标准要求为≥60%;针入度（100g，25℃，5s）测试值为73，标准要求为40—100;软化点测试值为58℃，标准要求为≥53℃;延度在5℃水里测试值为31cm，标准要求为>t20cm。
1.3填料
试验选用的是强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥，掺量为2%。
1.4废胎胶粉
本次试验采用细度为40目的废胎胶粉，直接将胶粉掺人级配集料内，掺量分别选取2%、3%、4%。
1.5水
试验中的用水均采用自来水。
2微表处混合料试验
本次试验级配采用MS-3型級配，考虑到外加水泥量2%，废胶粉的加入都会对矿料级配产生影响，所以试验级配没有按标准级配设计，试验级配结果如下：9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075各筛孔合成级配数据分别为100、77、52、35、24、16、11、8，符合MS-3型混合料级配上下限要求，具体如图1所示。
2.1废胎胶粉对矿料堆积密度的影响
每一种集料级配曲线都对应一个堆积密度，集料的干湿变化，外掺胶粉的变化都会对堆积密度产生影响，堆积密度变化会影响施工的油石比，微表处机械施工时是以石料质量为基础计算油石比的，施工过程如果堆积密度发生变化，石料质量就随之变化，油石比就会变化。因此，需测定矿料自然堆积状态下的密度完成由质量到体积的换算，进一步为施工提供依据。不同废胎胶粉掺量的矿料堆积密度不同，具体试验检测数据为：胶粉掺量为0%时的堆积密度为1.76g/cm3，胶粉掺量为2%时的堆积密度为1.72g/cm3，胶粉掺量为3%时的堆积密度为1.68g/cm3，胶粉掺量为4%时的堆积密度为1.67g/cm3。由此试验数据可以看出：随着废胎胶粉掺量的增加堆积密度呈现出递减的趋势，也就是说微表处施工厚度相同时混合料密度小，密度小混合料弹性就大，降噪的作用就会大。
2.2废胎胶粉对矿料级配的影响
将不同掺量的废胎胶粉分别掺入集料拌匀，进行矿料级配筛分试验。分析废胎胶粉的加入对矿料级配的影响，如图1所示。
由图1直观看出，废胎胶粉的加入对矿料级配的影响并不大。对1.18mm粒径以上的级配没有造成影响，仅对0.3mm、0.6mm两档集料的通过率约有1—2%的提高，这是因废胎胶粉的粒度所导致，这种影响均在规范范围之内。
2.3废胎胶粉对拌和时间的影响
拌和时间试验是微表处施工中非常重要的一个试验，拌和时间决定了施工的成败，从拌和时间试验可以确定混合料的外加水量、可拌和时间、成浆状态、破乳时间，废胎胶粉的加入对拌和时间影响见表1所列。
由拌和情况来看，随着废胎胶粉掺入量的增加拌和时间减少;要想获得足够的拌和时间必须增加用水量;在试验过程中观察到适量废胎胶粉的掺入对稀浆混合料的浆状有所改善，对外加水量、拌和时间、破乳时间影响不大;提高废胎胶粉掺量适当提高用水量可以满足拌和时间要求。
2.4废胎胶粉对混合料性能的影响
分别制备不同废胎胶粉掺量的湿轮磨耗和负荷轮试件，从而检验加入废胎胶粉后稀浆混合料的抗水损害能力、抗车辙变形能力，以确定沥青用量，具体见表2所列。
通过表2试验数据可以看出：普通微表处混合料油石比在6.0%时各项指标能满足要求;当掺加废胎胶粉时可以提高微表处混合料的油石比，每提高1%胶粉掺量可以提高油石比1%;同样的油石比胶粉掺量增加负荷轮试验变形变小，说明混合料高温稳定性好;当废胎胶粉掺量为4%混合料油石比增加到9.9%時，磨耗值仍不能满足要求，结合实际应用过程中工程造价的因素掺量不宜超过4%，实际应用2%-3.5%较为适宜。
2.5废胎胶粉对粘聚力的影响
粘聚力试验用于确定稀浆混合料的初凝时间和开放交通时间，粘聚力大说明混合料初期强度好，初期强度影响混合料的耐久性，不同废胎胶粉掺量的粘聚力如下列试验数据所示：胶粉掺量为0%，2%，3%，4%时30min粘聚力分别为0.9N.m，1.3N.m，2.0N.m，1.7N.m;而相应胶粉掺量下60min粘聚力分别为2.3N.m（中度成型），2.6N.m（完全成型），2.4N.m（中度成型），2.3N.m（中度成型）。规范技术要求为：30min粘聚力>1.2N.m，60min粘聚力>2.0N.m且至少为初级成型。
从以上试验数据得出，废胎胶粉的加入对稀浆混合料30min的初期成型效果有一定的影响，随废胎胶粉的掺量增大30min的粘聚力值有所增大;60min的粘聚力值显示：2%废胎胶粉掺量的粘聚力值最大且试样为完全成型，没有任何破损和裂纹;3%、4%废胎胶粉掺量对60min的粘聚力值影响并不大，这是因做试件时水量和油石比不同引起的，总体可认为掺加废胎胶粉后的粘聚力值稍大于普通微表处混合料，可以满足快开放交通的要求。
3结论
（1）通过掺加废胎胶粉对微表处混合料性能试验研究认为，掺加废胎胶粉可以改善混合料的性能，提高混合料油石比，可提高混合料的高温性能。
（2）废胎胶粉的掺入改善了混合料的堆积密度，掺量在2%-3.5%时对石料级配影响不大，通过废胎胶粉的加入提高了混合料的弹性，可有效降低行车噪音。
（3）与普通微表处混合料相比，每增加1%的废胎胶粉油石比需提高1%，但废胎胶粉掺量不宜大于3.5%，加入废胎胶粉不会影响混合料的成型时间和强度。
（4）废胎胶粉掺入后保留了普通微表处防水、抗滑等优点，而且还改善了成浆状态、初期成型效果，降低了行车噪音，同时废旧轮胎也得到了再生利用，利于环境保护，值得推广应用。
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