基于低温性能的橡胶颗粒环氧沥青混合料研究摘要：为了分析橡胶颗粒对环氧沥青混合料低温性能的改善作用，在选择形状特征及硬度合适的橡胶颗粒的前提下，基于抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、脆化点温度及应变能密度对不同橡胶颗粒体积掺量下的环氧沥青混合料的低温性能进行研究，并通过室内试验对不同橡胶颗粒体积掺量下的环氧沥青混合料的水稳定性及高温性能进行验证.结果表明：橡胶颗粒的细长扁平颗粒含量越小、邵尔A型硬度越大，橡胶颗粒环氧沥青混合料的压实效果及抗松散性越好；体积掺量合适的橡胶颗粒对环氧沥青混合料的抗弯拉强度、水稳定性及高温性能影响不大，但能显著提高其低温变形能力，降低其脆化点温度，改善其低温性能；在-15℃时，5%橡胶颗粒体积掺量下的环氧沥青混合料相对未掺加橡胶颗粒的环氧沥青混合料，应变能密度提高了108.0%.关键词：环氧沥青混合料；橡胶颗粒；抗弯拉强度；脆化点温度；应变能密度：U416.217文献标识码：A环氧沥青混合料是钢桥面铺装的典型材料之一，具有优异的高温性能、疲劳性能、水稳定性及密水性[1-2]，在我国有着很大的应用前景[3].但是环氧沥青混合料作为一种热固性材料，在发生固化反应的时候，不仅强度及硬度会大幅提高，柔韧性也会有所下降，导致抗裂性不足，尤其是低温变形能力，因此在较低的温度及较大的交通荷载下，低温开裂一直是环氧沥青混合料钢桥面铺装的主要病害形式[2，4].针对环氧沥青混合料低温性能的不足，目前的研究主要侧重于混合料开裂后的修复，或者利用改性添加剂改善环氧沥青结合料的低温性能，而从混合料的集料出发，通过提高混合料的整体变形能力进而改善混合料的低温性能的研究尚不多见.废旧轮胎作为一种固体废弃物，每年的产量庞大，若弃之不管，会给我国的环境带来极大的压力，同时也会造成资源的巨大浪费.目前，将废旧轮胎破碎成橡胶颗粒作为集料加入到沥青混合料或者水泥混凝土中，是废旧轮胎运用于道路工程的一种常用方式[5-7].橡胶颗粒化学稳定性好，在较宽的温度范围内具有良好的柔韧性、弹性及变形能力，可以显著改善沥青混合料的降噪能力[8]、除冰能力[9]及低温性能[10]，同时，工艺简单、经济性好，并且可以避免处理过程中对环境的二次污染[11-12].本文在总结现有研究成果的基础上，选择形状特征及硬度合适的橡胶颗粒，将其作为一种集料，替代热固性材料―环氧沥青混合料的部分玄武岩集料，组合设计出一种橡胶颗粒环氧沥青混合料，并通过室内试验研究橡胶颗粒环氧沥青混合料在不同橡胶颗粒体积掺量下的低温性能、水稳定性及高温性能，以期在不降低其他路用性能的前提下改善环氧沥青混合料的低温性能，减少或者避免环氧沥青混合料钢桥面铺装的裂缝病害.1橡胶颗粒环氧沥青混合料组合设计1.1原材料试验研究采用的橡胶颗粒环氧沥青混合料由环氧沥青结合料、玄武岩集料、矿质填料及橡胶颗粒以一定的比例混合而成.其中，环氧沥青结合料为钢桥面用2910型国产环氧沥青结合料，玄武岩集料的公称最大粒径为9.5mm，矿质填料为粘附性较好、材质较轻且加工方便的石灰石矿粉，各项原材料主要性能的技术要求及试验结果见表1；橡胶颗粒的密度为1.29g/cm3，粒径为1.18～2.36mm，有4种邵尔A型硬度：48°，54°，57°和64°，每种邵尔A型硬度的橡胶颗粒又有5类细长扁平颗粒含量：0%，5%，10%，15%和20%；橡胶颗粒环氧沥青混合料的矿料级配见表2.采用体积计算法（被替换的玄武岩集料的粒径及体积与掺加的橡胶颗粒相等）掺加橡胶颗粒：首先根据橡胶颗粒（粒径为1.18～2.36mm）的设计体积掺量百分比（与集料总体积的比值）与集料总体积得到需要掺加的橡胶颗粒与被替换的玄武岩集料的体积，结合橡胶颗粒的密度与粒径为1.18～2.36mm的玄武岩集料的密度（2.941g/cm3），分别计算出橡胶颗粒的掺加质量与粒径为1.18～2.36mm的玄武岩集料的替换质量；其次，根据玄武岩集料的替换质量取出粒径为1.18～2.36mm的部分玄武岩集料；最后根据橡胶颗粒的掺加质量掺加橡胶颗粒，得到掺加有橡胶颗粒的矿料，使用此矿料进行橡胶颗粒环氧沥青混合料的试验研究.1.2橡胶颗粒的参数选择橡胶颗粒作为混合料的一种集料，其形状特征及...