研究背景

随着现代社会进步与汽车工业快速发展，废旧轮胎数量与日俱增，不仅污染环境，也是对资源的严重浪费。将废旧轮胎处理制备成橡胶粉掺入沥青混合料中，一方面可以大大减轻废旧轮胎带来的环境压力，同时还可以显著改善沥青混合料的温度敏感性，延长沥青路面的使用寿命。在国家自然科学基金项目资助下，长安大学汪海年副教授开展废旧轮胎胶粉改性沥青混合料低温与疲劳性能研究，取得显著成效。

研究成果

基于断裂力学中的J积分理论，研究橡胶沥青混合料的低温性能，以断裂韧度作为评价橡胶沥青混合料低温抗裂韧性的评价指标，进行带切口的SCB试验，研究集料级配、沥青用量、温度、胶粉掺量和细度对橡胶沥青混合料低温抗裂性能的影响，结果表明：间断级配AR-16的低温抗裂性能优于连续级配AC-16；最佳沥青用量下，橡胶粉掺量为20%，试验温度0ºC时的橡胶沥青混合料低温抗裂性能最优，选用粒径较小的橡胶粉对橡胶沥青混合料的低温抗裂性能有利。

通过带切口的SCB试验研究橡胶沥青混合料的疲劳开裂性能，采用图像处理技术获得裂纹动态扩展中的长度，用二阶指数增长函数拟合疲劳次数与裂纹扩展长度的相关关系，研究了级配类型、沥青用量、温度、应力比、加载频率、胶粉掺量和细度对橡胶沥青混合料疲劳寿命和裂纹扩展规律的影响，结果表明：间断级配的橡胶沥青混合料的疲劳寿命大于连续级配，裂纹扩展速率较慢；在最佳沥青用量下，胶粉掺量为20%时，荷载越小，加载频率越高，温度越低，胶粉粒径越小，橡胶沥青混合料的疲劳寿命越长，且裂纹扩展速率越慢。

AR-16不同沥青用量N-a曲线AC-16不同沥青用量N-a曲线

研究成果优化了橡胶沥青混合料的材料组成与配比方案，提高了橡胶沥青混合料的低温性能与耐久性，从而为橡胶沥青路面的大规模推广应用提供重要支撑。