橡胶沥青在道路中的应用

[摘 要]橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料，目前主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。本文就橡胶沥青在城市道路设计中的应用进行了探讨。

[关键词]橡胶沥青 应力吸收层 表面层

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0144-01

0 前言

橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下（180℃以上），与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料。

1 橡胶沥青的发展

橡胶沥青材料在19世纪30年代末期开始就用作接缝填缝料、补丁和薄膜。在19世纪50年代初期，美国进行了大规模的实验室研究评估了“各种橡胶对石油沥青的性质影响”。

1975年美国加州运输部开始进行橡胶沥青碎石封层试验，取得好的效果。到了2001年中期，加州运输部建成的橡胶沥青项目超过210个，遍布加州，各市县也在继续使用橡胶沥青混合料和表处，性能良好。加州运输部与工业界回顾做出的结论认为，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，推荐加州运输部继续使用和研究橡胶沥青，一个重要发现是橡胶沥青路面与结构等价的普通路面相比，损坏发展缓慢，在一些出现早期损坏（特别是开裂）的项目服务寿命期内需要的养护较少，因为后续的损坏发展缓慢。据报道斯托贝城的橡胶沥青路面在15年后仍然有三分之一还在作为表面使用。

在我国，橡胶沥青的应用和研究起步较晚，2001年交通部科教司、西部办在第一批交通部西部科技项目中专门立项开展“废旧轮胎胶粉用于筑路的技术研究”。2004年结题。该研究主要以干拌工艺为主研究。2003年北京市交通委员会“废胎胶粉改性沥青应用研究”项目立项，2006年结题，系统编制了我国第一部地方性的应用指南“北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南”。2006年，由交通部公路院和中国公路学会道路分会，在海南召开了“橡胶沥青在路面工程中应用技术交流会”。此后，以橡胶沥青及混合料为主的废胎胶粉在公路和城市道路建设、养护中的应用逐步展开。

2 橡胶沥青的特点和作用

橡胶沥青在高温下具有较大的弹性和弹性恢复能力，可以改善路面抗变形能力和抗疲劳开裂的性能；具有较好的高低温性能，降低了沥青对温度的敏感性；同时，橡胶沥青具有粘度高、抗老化、抗氧化能力强等特点；开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功能高、减少雨天行车溅水、改善视野、降低噪音，大大提高路面行车安全和舒适性；由于橡胶沥青降低了沥青加温的温度，不但可有效节约拌和成本，同时防止沥青的高温老化，防止接近闪点带来的不安全因素；由于施工的和易性改善，明显提高了压实度，这样更增加了抗车辙能力；橡胶沥青？的应用不仅有利于环境保护，节约自然资源，还有利于改善人类的生存环境。

因此，橡胶沥青具有优异的抗疲劳性提高路面的耐久性能；由于量高、弹性好，提高了路面对疲劳裂缝、反射裂缝的抵抗能力；较强的低温柔韧性减轻了路面的温度敏感性；因为胶结料含量高、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；优异的抗车辙永久变形能力；由于道路的耐久性得到提高，使得道路的养护费用显著降低；大量使用废旧轮胎，既节约了能源，也有利于环境保护；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，提高了道路的安全性；橡胶沥青用于沥青混合料时，由于施工厚度薄，施工迅速，缩短了施工时间。

3 橡胶沥青在道路中的应用

目前，橡胶沥青主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。

3.1 应力吸收层

道路基层一般采用刚性或半刚性材料，不可避免的产生裂缝。基层裂缝向上反射并贯穿沥青面层形成反射裂缝，是沥青路面主要的病害形式之一。在开裂基层与沥青面层间加铺薄的应力吸收层是广泛采用的防治反射裂缝措施，其中富沥青的沥青砂混合料应力吸收层是效果较好的一种。

橡胶沥青应力吸收层是将单一粒径的石料均匀的满铺在橡胶沥青层上，用胶轮压路机进行嵌挤碾压，橡胶沥青被挤压到石料高度的约3/4，石料嵌锁形成后将构成结构性支撑，这时所形成碎石封层模式的路面即为橡胶沥青应力吸收层。在橡胶沥青应力吸收层中，高用量的橡胶沥青与单一粒径的碎石强力粘结，形成约1cm厚的裂缝反射结构层，水稳层或旧水泥路面的各种裂缝将很难穿透该层，可以有效遏制裂缝的反射。

由于橡胶沥青用量较大（2.3kg/m2），在路面上会形成约3mm厚度的沥青膜，完全可以防止雨水的向下渗透，对路基起到保护作用。其次，在上面摊铺沥青混合料时，橡胶沥青应力吸收层顶部的橡胶沥青会二次熔化，经路面压实后会充分填充其面层混合料底部的缝隙，从而排除了层间存水的可能，起到防止水损坏的作用。

橡胶沥青拥有超强的粘性，它可以非常牢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。

采用的橡胶沥青应符技术标准。碎石最好采用玄武岩。

3.2 橡胶沥青混凝土面层

橡胶沥青经过50年的应用，形成了两个成熟的级配混合料产品系列。与常规沥青混合料相比，橡胶沥青混合料拥有较高的沥青用量（7.5%左右）。

⑴ 开级配混合料（AR-OFC）：

由高用量橡胶沥青（9～10%）与单一粒径碎石为主的集料拌合而成。开级配混合料具有良好的抗滑、防溅水、降噪音和持久稳定性，是高速公路和城市快速道路的理想表面层材料。同时开级配混合料突出的抗反射裂缝能力，被广泛用于水泥路面超薄罩面。

⑵间断级配混合料（AR-AP）：

由中间粒径间断级配与橡胶沥青拌合而成。动稳定度达到3000以上，冻融劈裂值达到80以上。由于具备较好的表面构造、密水性、抗剪切稳定性，间断级配和混合料被普遍用于交叉和变速较多的城市道路面层和补强结构

4 经济性比较

橡胶沥青混凝土具有路用性能好、耐久、环保、美观等优点，同时，橡胶沥青混凝土也具有良好的经济性。以岳西县莲云大道为例，初步设计提出两种方案：方案一是在原水泥混凝土路面上加铺4CM AC-13（SBS改性）+8CMAC-25C沥青混凝土，综合单价为154元/；方案二是是在原水泥混凝土路面上加铺5cmRAC-13橡胶沥青混凝土+1cm橡胶沥青应力吸收层，综合单价为126元/。方案二不但降低了工程造价，而且能够充分发挥橡胶沥青混凝土可减薄沥青混凝土面层厚度的特点，并满足重载交通的要求。因此从节约造价及充分发挥橡胶沥青混凝土可减薄沥青面层厚度的角度出发，施工图采用橡胶沥青方案。

5 结语

随着交通量的迅猛增加，对道路的要求越来越高。沥青路面的高温稳定性能和低温抗裂和耐久性能有是相互矛盾、相互制约的。橡胶沥青混凝土混合料的温感性小，具有较好的高温稳定性、低温抗裂及耐久性，可以提高道路的使用寿命，降低养护成本。同时，废旧轮胎的使用，对环境有横好的保护作用。

参考文献

[1] 郭兆立译《橡胶沥青应用与设计指南》.