浅议橡胶沥青的应用

【摘要】：结合宁常高速公路NC22标段施工的橡胶沥青应力吸收层和ARAC13橡胶沥青上面层的施工，简要介绍橡胶沥青的应用及应用中的注意点。

【关键词】：橡胶沥青

中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A 文章编号：

前言

废胶粉改性沥青（又称为橡胶沥青Asphalt Rubber）从19世纪30年代在国外就开始用作接缝填缝料、补丁和薄膜，在上世纪60年代，亚利桑那州查尔斯·麦克唐纳在橡胶和沥青材料上做了大量的工作，开发了胶粉沥青的“湿法”生产(也称为麦克唐纳法)，开始将胶粉改性沥青用于填补坑洞和表面处冶等，并作为常用养护方法。在国外早已普及应用，2004年国内成功引进橡胶沥青生产设备，橡胶沥青产业化项目全面启动。

在设计和施工良好的情况下橡胶沥青材料能够表现出良好的性能，橡胶沥青路面与结构等价的普通路面相比，后续的损坏发展缓慢，所以在一些出现早期病害的路面中需要的养护费用大大降低。

橡胶沥青改性原理

橡胶沥青是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下（180℃以上）与基质沥青（宁常高速采用70#重交沥青）充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。橡胶粉不发生裂解，吸收基质沥青中轻质组分，一方面直接改善基质沥青，另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。橡胶沥青中橡胶粉的含量在18%以上，熔胀反应后，橡胶颗粒的体积比重在30~40%左右，胶结料和混合料都能显著表现出橡胶的物理、力学、化学性能。

橡胶沥青道路的优点

橡胶沥青拥有较强的高温稳定性、低温抗裂性、以及抗老化、抗疲劳、抗水损坏的特性。所以把橡胶沥青设计应用于道路方案中，可以充分体现以下特性与优点：

环保和节约资源

随着中国经济高速发展，同时也带来了大量的废旧轮胎，对社会环境造成了严重的污染，橡胶沥青技术以其环保和节约资源的特点推广应用可以为这些黑色污染提供一条永续性的环保解决方案。

3.2 抗低温脆裂

由于橡胶本身的可塑性和延展性，使得橡胶沥青低温延度增大，橡胶沥青路面抗低温脆裂能力大大增强。

3.3抗高温车辙

橡胶沥青本身拥有较强的高温稳定性和粘性，所以用于路面结构中的橡胶沥青胶结料具有高粘性与不易流动性。另外碎石外层所裹附的橡胶沥青胶结料中含有大颗粒的橡胶粉，可产生较大的磨阻力，也使碎石不易滑动，可减少车辙形成，同时保证结构能力。国内外的研究均一致表明，橡胶粉对于沥青的高温性能的改性效果是非常明显的。在采用的掺量（18%）下，橡胶沥青的高温分级比基质沥青提高两级到三级，其提高幅度完全不输于当前最常用的SBS改性沥青。

3.4 降低噪音

橡胶沥青是城市道路降低噪音的新材料，与普通沥青相比，可降低行车噪音3-6分贝。 提高人居舒适环境，橡胶沥青道路是国际公认的噪音最小的道路。因为橡胶沥青掺有18%以上的轮胎橡胶粉，由于通过掺加柔性材料－－橡胶粉，这些胶粉均匀的分布在橡胶沥青中，当行驶中的汽车轮胎与路面接触时，同时也接触到大量的橡胶粉，橡胶粉具有高弹性，并与轮胎属同种材料，使得路面具有吸收轮胎振动和冲击的效果，同时橡胶沥青混合料是一种内阻尼较大的高分子复合材料,它对轮胎的振动具有较大的衰减功能,因而大大降低了轮胎与路面的振动噪声，所以与轮胎接触时相对不会产生较大噪音，也就降低了行车噪音。

3.5超强粘结作用

因为橡胶沥青拥有超强的粘性，所以它可以非常劳固的吸附粘结在水稳层或旧水泥路面上，从而起到与路面的粘结作用。

3.6 提高行车安全

橡胶中的炭黑能够使路面黑色长期保存，与标线的对比度高，路面摩擦力增大，刹车阻力增大，提高了行车安全，尤其是在雪水路面上效果更加显著。

3.7减薄路面厚度、降低建造成本

无论是承载能力标准还是减少反射裂缝标准，使用橡胶沥青混凝土面层的厚度大约可减薄30%,当沥青结构层中使用橡胶沥青的应力吸收层时,厚度还可以进一步减薄。橡胶沥青砼罩面设计正常为5 cm厚，因此一般情况下不用处理路沿石，橡胶沥青用于沥青混合料时，由于施工厚度薄，施工迅速，减少了施工时间，这就降低了建设成本，缩短了建设工期。

3.8延长使用寿命、节省养护成本

优异的抗疲劳性提高路面的耐久性能，胶结料含量高、油膜厚以及轮胎中含有抗氧化剂，故提高了道路抗老化、抗氧化能力，由于道路的耐久性和性能得到提高，使得道路的养护费用显著降低

原材料注意点

4.1胶粉粒径的要求

一般来说，胶粉越细弹性恢复越好。在试验过程中也发现随着胶粉目数的增加，粒径减小，颗粒间的成团现象越来越突出，这将直接影响到废轮胎胶粉在沥青中的分散程度以及废轮胎胶粉目数作用的发挥。对于我国主要以常温粉碎法生产的精细胶粉，从微观电镜中发现，越细废轮胎胶粉越容易呈结团的现象，不利于精细胶粉在沥青中的分散。在使用中综合经济效益和使用效果，不宜采用太细的废轮胎胶粉。推荐路用废轮胎胶粉颗粒宜选用 30-80目范围内粒径。

胶粉在运输过程中的注意点

胶粉在运输过程中一定要保证干燥，防止胶粉受潮结团，产生离析；防止运输过程中颠簸，产生离析。

重交沥青和石料

应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的技术指标要求。

橡胶沥青生产要点

橡胶沥青的生产过程中有两个关键的参数：一是温度，二是时间。其中温度主要是指：废轮胎胶粉沥青的加工温度、存储温度；时间主要指：废轮胎胶粉改性沥青的加工时间、存储时间。

橡胶沥青混合料施工要点

6.1橡胶沥青的储存

原则上生产出来的橡胶沥青24d以内必须使用，但由于不可抗力，如需要临时储存时，应将橡胶沥青的温度降到145-155℃范围内储存，存储时间一般不超过3d。

当经过较长时间储存，再次使用前，应检测橡胶沥青的指标，是否满足技术要求。

6.2橡胶沥青填料的选择

当混合料骨料为玄武岩等中性或酸性食疗时，宜采用水泥代替全部矿粉或采用消石灰代替部分矿粉，消石灰掺量一般为矿料总量的1%-2%。。

6.3保证施工温度

橡胶沥青制作温度应该满足胶粉充分融化及分散均匀的需要。制作好的橡胶沥青的温度应该满足沥青泵输送及喷嘴均匀喷出的需要。在满足施工的前提下，沥青的加热温度尽可能不要太高。通常情况下，橡胶沥青的加工温度需控制在 170℃-180℃以下，才不用过分担心沥青的老化影响，但实际施工中发现，加工橡胶沥青时，基质沥青温度要加到185℃左右，才能更好的满足橡胶粉充分融化及分散均匀的需要。

6.4摊铺

在摊铺机操作过程中避免开开停停，对于提高路面质量很重要。运输与摊铺之间协调的重要性再强调也不过分，稳定的摊铺速度，甚至较低的速度，有助于保持均匀的外表，控制路面厚度。料斗角部的混合料冷却结块之前，要注意收斗(折起两翼)，但是决不能等到料斗空了再收斗。输送板不应该空转。

6.5碾压

橡胶沥青混凝土摊铺碾压时，不能采用胶轮压路机，会粘轮，必须采用钢轮压路机。而且应安装刮板和喷水装置，有时需要在喷水中加一些皂液，以防止混合料粘起，初压建议采用振动压路机，且需紧跟碾压。

橡胶沥青应用中的缺点

加温时间长：与普通沥青相比，橡胶沥青加温温度高于普通沥青；

增加生产设备：需要配备独立的橡胶沥青生产设备；

沥青泵损伤大：由于橡胶沥青比一般立交粘稠，沥青泵在泵送橡胶沥青时，负荷增加，沥青泵易损坏；

胶粉中含有杂质：由于胶粉是用废旧轮胎粉碎而成，轮胎中有钢丝、纤维，在生产过程中不能完全分离，生产橡胶沥青时，会黏糊在沥青泵上，增加沥青泵的负荷。

结语

橡胶沥青用于道路建设中充分体现了环保、降噪、节能等性能要求，对于目前我国推广节能减排的新型材料，同时大力倡导循环型经济建设，将废旧轮胎磨细成橡胶粉应用于道路工程建设，不失为推广节能减排和循环经济在基础建设行业中的较佳举措。

参考文献

断级配橡胶沥青混合料（AR-AC13）施工指导意见（初稿），江苏交通科学研究院，2007，7。

黄文元,孙立军,王旭东.橡胶粉改性沥青混凝土的性能评价和施工工艺措施研究.上海公路,No. 2 2004