橡胶沥青项目的技术原理分析

摘要：作为新型环保节约材料，橡胶沥青在主要路用性能方面有突出表现。本文对橡胶沥青技术原理、路面摊铺碾压的施工技术做了详细分析。该技术实现低成本高性能改性沥青的目标，以白色污染（废泡沫）处理黑色污染（废胶粉），再填充改性沥青，体现了综合治理、变废为宝的绿色环保理念。

关键词：橡胶沥青；技术原理；施工技术

1、橡胶沥青的特点

橡胶沥青指废胎胶粉与沥青按一定比例拌和而得到的满足相关技术指标要求的产物，其中废胎胶粉的掺量不小于15%（内掺）。它不同于橡胶改性沥青。橡胶改性沥青则是指废胎胶粉、沥青和其它某种聚合物改性剂共同拌和得到的产物。尽管也掺加一定比例的废胎胶粉，但其掺量一般较少（10%左右），并掺加其他聚合物改性剂，与橡胶沥青的路用性能有较大差别。

橡胶沥青是利用废旧轮胎橡胶粉在高温条件下（180℃以上）与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。熔胀反应后，橡胶粉充分吸收基质沥青中的轻质组分，同时在表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。橡胶沥青在高温稳定性、低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能、抗水损坏性能等方面都有突出的表现，橡胶沥青是一种均衡的综合改性沥青。

（1）橡胶粉的加入，能够增加沥青的粘度，从而显著提高路面抗高温变形能力。

（2）橡胶轮胎中加入了大量的防老化剂，所以橡胶沥青具有较强的抗老化性能。橡胶沥青混合料胶结料膜相对较厚，也会显著地提高路面的抗老化性能。

（3）提高水稳定性：橡胶沥青混合料拥有较好的粘结力，同时具备更厚的胶结料膜，确保路面的水稳定性。

（4）减少废弃轮胎的环境污染。

（5）降低路面噪音。利用橡胶本身特有的弹性和吸音特性，将橡胶沥青应用于路面，可降低路面行车噪音3~6dB。对改善城市人居环境有重要意义。

2、普通沥青与橡胶沥青项目的技术原理

2.1 普通沥青

普通沥青组成为：沥青质胶质，芳香组合，饱和组合。沥青质是难溶难熔组分，呈微粒分散在沥青中，胶质分子量较大，与分子量较小的芳香及饱和组合互熔，成为连续相，决定了沥青高温下流动，低温下硬脆的特点。大剂量SBS或胶粉改性沥青的原理，是交联型聚合物溶胀吸纳了沥青中的小分子组合，改善其温敏性，从而改善其路用性能，但存在成本过高或发生离析等问题。

2.2 橡胶沥青的技术原理

（1）将沥青热熔，加入2%的SBS和5%的易溶废胶粉；充分溶解，和沥青中后三组份共同形成连续相，该连续相在混合加工温度下有良好的流动性并改善了其它组分的相容性，在冷凝后有良好的强度和弹性及低温柔顺性；

（2）在混合过程中可以加入硫磺、有机过氧化物等交联剂，在沥青冷凝后，连续相中大分子间形成一定程度的化学交联，同时SBS会形成微相分离带来的物理交联，两种交联网络同时形成，构成了该项目改性沥青特有的“互穿网络结构”，进一步优化了改性沥青的路用性能。

（3）另外5%难溶废胶粉先以废聚苯乙烯（白色泡沫）溶液改性，再以填料形成加入过程1中，明显改善相容性和粘结性，可确保改性沥青储运过程中不离析，冷凝后发挥弹性填料低温增韧作用，从而大幅改进沥青路用性能。

上述技术创新，确保该项目实现低成本高性能改性沥青的目标，以白色污染（废泡沫）处理黑色污染（废胶粉），再填充改性沥青，体现了综合治理、变废为宝的绿色环保理念。

（1）以2%SBS和5%易溶胶粉先加入沥青中加热溶解，成为改性沥青连续相；

（2）在加热混合中段加入自由基交联剂，促进连续相在冷凝阶段形成一定的化学交联，赋予沥青更好的强度和弹性。

（3）在加热混合后段，加入5%先经废聚苯乙烯（白色泡沫）溶液改性的难溶胶粉，在热熔状态下，胶粉分散很稳定，在冷凝后有极好的弹性填料补强增韧作用。

（4）在混合加工过程中，前段应用高速剪切分散技术，中段应用胶体磨力化学技术。混合连续相技术：选用线型SBS和低交联度的废胶粉，在高温及强力剪切分散机械力作用下，能与沥青中胶质，芳香份、饱和份形成接近均匀的连续相。

2.3混合连续相技术

选用线型SBS和低交联度的废胶粉，在高温及强力剪切分散机械力作用下，能与沥青中胶质，芳香份、饱和份形成接近均匀的连续相。网络结构调节技术：SBS是热塑性弹性体，高温下能溶于沥青，降至常温，会发生硬软段分离，硬段区成为了物理交联点，软段网格膨胀固着低分子组份，易溶废胶粉及胶质在高温及机械力作用下溶胀，溶解、断链、冷凝后，断链点会形成新的化学交联。两种交联同时发生，因此形成本技术特有的“物理-化学互穿网络结构”。弹性填料低温增韧技术：广泛应用橡胶与硬塑料共混，能有效改善塑料低温脆断性，让部分废橡胶粉不溶化而以颗粒状分散在沥青中，在低温下能改进其柔韧性，大量实验证明了这一点。废聚苯乙烯包覆废橡胶粉相容技术：沥青中沥青质，胶质，芳香份都含大量的芳香环结构，极性较大，废胶粉不含芳香环结构，因此相容性不好，经废聚苯乙烯改性后，废胶粉表面包含大量芳香环，相容性大为改观，有利于提高该复合材料综合性能。

3、施工技术要求

橡胶沥青路面不同一般普通沥青路面，其在拌和生产、运输、摊铺、碾压、交通开放及保护等方面具有其自身特殊要求，应根据橡胶沥青路面特点，结合国内外成功经验，对橡胶沥青路面生产和施工的各个环节提出详细的操作方法和质量控制措施。

3.1拌合与运输

（1）宜采用间歇式生产橡胶沥青。

（2）橡胶沥青的加工温度宜控制在180～190℃，加工搅拌的时间一般为45～60min。

（3）沥青混合料拌和时间根据试拌确定。通常比普通沥青混凝土拌合时间增加10～20s。

（4）橡胶沥青混合料宜随拌随用，储存时间不宜超过6h。

（5）在生产过程中，应及时检测每锅橡胶沥青的技术指标。

（6）应严格控制橡胶粉的添加剂量，达到准确、及时的要求。

（7）橡胶粉混合料拌和后应检查每盘料的色泽，判定橡胶粉是否按要求剂量添加，如发现问题应做废料处理并及时调整。

（8）运料车应用苫布或棉被覆盖保温、防雨、防污染，直到摊铺前将覆盖物打开。

3.2摊铺碾压

（1）橡胶沥青混合料高温粘度大，摊铺速度过快会造成平整度差且易出现“拉毛”现象，应严格控制速度在1.5~2m/min。

（2）橡胶粉混合料应在较高温度时进行重型碾压。初压应紧跟碾压，温度不宜低于170℃，终压温度不宜低于115℃。

（3）加强对碾压遍数的监督和管理。

（4）初压后应检查平整度和均匀性，有缺陷时进行修整。

4、 结束语

橡胶沥青混凝土的应用，证明了橡胶粉沥青混合料在公路使用中的可行性和优越性，并在该项目应用中总结出一套比较成熟的施工工艺。通过本项目的研究，为大规模推广使用橡胶粉沥青混凝土技术奠定了基础。