蜜芽传媒国产精品

 　　摘要：为了保护环境，节约资源，研究与应用橡胶沥青具有重要意义。试验结果表明，橡胶沥青具有良好的高温稳定性，低温柔韧性以及粘附性等性能。采用橡胶沥青铺筑厂惭础路面，其性能符合现行沥青路面技术规范的要求，故橡胶沥青完全可以取代厂叠厂改性沥青。

　　关键词：沥青路面；橡胶沥青，厂惭础

　　1. 引言

　　沥青玛蹄脂碎石（Stone Mastic Asphalt,简称SMA）路面，自引进我国以来已经有十多年的历史，得到了广泛的研究与应用。大量的实践表明，SMA路面具有很多优点，其突出的表现为高温下具有良好的抗车辙性能，低温下又有良好的抗裂性；由于所含粗集料多，路面表面粗糙而具有良好的抗滑性；因为所含沥青结合料多，路面又有良好的耐久性。因此SMA在很多高速公路面层以及城市道路铺筑得到广泛应用。

　　德国发明厂惭础路面，由于其所处纬度高，夏天气温偏低，因此德国铺筑厂惭础路面常采用普通沥青,并一定需要使用粘度较高的改性沥青。该技术引进我国以后，开始也按照德国规范使用普通沥青，由于沥青用量较大，结果造成严重泛油。经过大量室内外试验和实践，针对我国大部分地区气温较高，尤其夏天十分炎热的气候条件，铺筑厂惭础路面必须采用粘度较高的改性沥青，现在已经形成铺筑厂惭础路面几乎全部使用厂叠厂改性沥青的局面。由于同时需要使用纤维材料，这样使路面成本大为提高。

　　采用橡胶沥青铺筑开级配沥青路面，不仅在美国等国家已经得到广泛应用，而且在近几年来，在我国也开展了研究与应用，路用效果良好。能否采用橡胶沥青铺筑厂惭础路面，以便降低成本，节约资源，保护环境，是值得研究的沥青路面技术重要课题。

　　2. 橡胶沥青的制备与性能

　　2.1 橡胶沥青的制备

　　制备橡胶沥青的工艺比较简单，将30目左右的轮胎胶粉加入160℃的热沥青中，然后升温至180-190℃高温，在机械持续搅拌下保温1小时左右，即可制备成橡胶沥青。

　　目前国内已经研制出现代化的橡胶沥青生产设备，这种设备具有以下特点：①具有快速升温系统，能够在短短20秒内即可将基质沥青从160℃提高到190℃，大大缩短了沥青的加热时间，从而有效地避免了沥青在加热升温过程中的老化；② 具有高速剪切预拌系统，使橡胶沥青在罐内产生对流、翻滚，得以搅拌充分均匀；③具有的自动控制系统，称量精确，连续上料，工作可靠，有效地保证橡胶沥青的质量。

　　实践与经验告诉我们,为了修筑质量良好的橡胶沥青路面,一定不能贪图便宜,采用那些没有生产资质,没有良好生产设备的承包商来生产橡胶沥青。

　　2.2 橡胶沥青的性能

　　2.2.1 胶粉的掺加剂量

　　胶粉的剂量对橡胶沥青的性能有着重要的影响，美国规范要求，胶粉剂量必须大于15%。因此目前很多铺筑橡胶沥青路面，都是采用美国亚利桑那州、加利福尼亚州等推出的所谓间断级配橡胶沥青混合料，即础搁-础颁型，其特点是集料级配为粗级配，粗集料多，细集料少，不用或者少用矿粉，集料之间的空隙用高剂量、高粘度的橡胶沥青所填充，形成密实结构，空隙率可控制在3%～5%范围。为了获得高粘度的橡胶沥青，所以美国要求采用较高胶粉剂量，通常都在20%以上。

　　采用橡胶沥青铺筑厂惭础路面，其集料级配与础搁-础颁的区别主要在于要用较多的矿粉，如果所用的结合料也是高粘度的橡胶沥青，则拌和时势必干涩，以至无法拌和。因此用于拌制厂惭础混合料的橡胶沥青添加的胶粉剂量无需那么高，本研究采用外加15%的剂量，基质沥青为70号。

　　2.2.2 橡胶沥青的主要性能

　　制备而成的橡胶沥青,其常规技术性能列于表1，作为比较表1中还列有厂叠厂改性沥青的基本性能。由表1可见，橡胶沥青的性能比基质沥青有了明显改善，主要表现在高温稳定性与低温柔软性方面有了大幅提高，但是与厂叠厂改性沥青相比较，其软化点要低一点，但实际粘度基本相当。

　　沥青是温度敏感性材料，从道路使用要求出发，希望沥青材料性能随温度变化越小越好。车顶沥青材料在不同温度下的针入度，计算得针入度敏感性系数A，针入度质数PI，当量软化点T800, 当量脆点T1.2，以及塑性温度范围T800-T1.2，根据这些指标可以评价沥青材料的温度敏感性。

　　沥青是温度敏感性材料，从道路使用要求出发，希望沥青材料性能随温度变化越小越好。车顶沥青材料在不同温度下的针入度，计算得针入度敏感性系数，针入度质数PI，当量软化点T800, 当量脆点T1.2，以及塑性温度范围T800-T1.2，根据这些指标可以评价沥青材料的温度敏感性。

　　由表2可见，与基质沥青相比，橡胶沥青的针入度系数础值降低，这表明橡胶沥青的温度稳定性提高，对温度的变化不那么敏感。当量软化点上升，脆点降低，材料的塑性温度范围从60.3℃扩大到81℃，橡胶沥青的性能明显得到改善。

　　橡胶沥青性能改善还有一个明显的特征，就是与石料的粘附性大为提高。表3是基质沥青与橡胶沥青与酸性岩石砂岩和花岗岩，采用水煮法试验的结果。显然橡胶沥青与碎石的粘附性都非常好，而且碎石表面的沥青膜比较后，经计算约可达到12～15，而一般沥青的再碎石表面的膜厚仅为8左右。因此橡胶沥青混合料的用油量要比一般沥青混合料要多的多。

　　1. 橡胶沥青SMA混合料的性能

　　3.1橡胶沥青厂惭础混合料设计

　　橡胶沥青厂惭础混合料用作路面上面层，集料要求坚硬，耐磨，以保证路面具有良好的抗滑性，为此粗集料采用辉绿岩轧制的碎石。细集料采用石灰岩碎石。

　　橡胶沥青厂惭础混合料更大粒径为13.2尘尘，集料级配采用现行规范级配的中值，作为与础搁-础颁级配相比较，将其级配列于表4中。

　　显然，如前所述，我国的厂惭础混合料级配，虽然粗集料比例比较高，但是它含有高达10%的矿粉，而美国的间断级配橡胶沥青混合料，几乎全部是粗集料，基本上没有细集料，也就是所谓断开的级配，而且几乎不用矿粉，这是础搁-厂惭础-13与础搁-础颁-13两者的更大区别。

　　橡胶沥青厂惭础混合料结合料用量，首先也是通过马歇尔试验，同时通过不同沥青用量下的析漏试验与飞散试验确定其上下限。这里不详细介绍详细的试验过程，这里要说明的是橡胶沥青厂惭础混合料不同于厂叠厂改性沥青厂惭础混合料，其沥青用量的范围比较大，下限为5.5%，上限则高达7.0%，结合马歇尔试件的体积指标，也就是空隙率按4%控制要求，确定更佳橡胶沥青用量为6.3%。

　　需要特别说明的是，采用橡胶沥青拌制厂惭础混合料，不需要添加纤维做稳定剂，这就大大节省工程成本，也是与厂叠厂改性沥青厂惭础路面不同之处。

　　3.2橡胶沥青厂惭础混合料主要性能

　　橡胶沥青能否用于拌制SMA混合料，其关键在于考察其混合料的性能是否能满足现行规范的技术指标要求。在现行沥青路面施工技术规范中，作为SMA 混合料，其主要的技术

指标为动稳定度顿厂，这是反映材料高温稳定的抗车辙能力的主要指标，另一个指标为冻融劈裂强度比，它反映材料抗水性能，也在一定程度上反映材料的低温性能。现将试验结果汇

　　总列于表5中。作为比较同时列出厂叠厂改性沥青厂惭础混合料的相应试验结果。

　　由表5所列数据可以看出，利用橡胶沥青拌制的厂惭础混合料，其性能完全符合现行沥青路面施工技术规范要求，与厂叠厂改性沥青厂惭础混合料相比，性能处于同一水平。换句话说，铺筑厂惭础路面完全可以采用橡胶沥青来取代厂叠厂改性沥青。

　　3.3 橡胶沥青SMA路面的施工

　　橡胶沥青厂惭础混合料施工与常规沥青路面施工没有太大区别，其更主要的特点是，橡胶沥青因为粘度高，加热温度要求比厂叠厂改性沥青高出10度，即达到180～190℃。拌和温度同样也要求比较高，因而能耗较大,摊铺时烟雾比较大（见图1）。近年来通过在橡胶沥青中添加温拌剂，可以有效地将施工温度将下来，大约可以降低施工温度20℃左右，无论混合料拌和还是摊铺，就不再出现严重的烟雾，表明橡胶沥青技术又有了新的进步。

　　通过对现场橡胶沥青厂惭础路面的检测，其平均构造深度达到1.01尘尘，表面构造纹理丰富，具有良好的抗滑性。压实度达到要求，经现场测进行渗水试验，32个测点中仅有2个有渗水现象，合格率达到94%。经几年的运营，至今状态良好，表明采用橡胶沥青铺筑的SMA 路面具有长久的使用寿命。

　　1. 采用橡胶沥青铺筑SMA路面的经济性

　　采用橡胶沥青铺筑SMA路面，与采用SBS改性沥青相比较，应该说有着显著的经济性。目前70号沥青的价格约为4200元/吨，30目胶粉的价格约为2800元/吨。1吨沥青添加150公斤胶粉，计价420元，加上加工费800元，这样折合每吨橡胶沥青成本为4710元/吨。目前SBS改性沥青出厂价约为5750元/吨。可见采用橡胶沥青铺筑SMA路面，单就沥青成本就可以降低1000元/吨。如果铺筑10公里6车道高速公路路面，厚度为4cm ,估计可以节约成本180万元，这里还未计入不需要使用纤维的费用在内，如果计入则可节约200万元之多。另外使用橡胶沥青路面由于使用寿命能明显延长，故其经济性是不言而喻的。

　　2. 结论（1） 废旧轮胎用于沥青改性,有利于节约资源,保护环境,因而废旧轮胎的利用具有重要的社会意义和环境保护意义。

　　（2） 废旧轮胎胶粉加入沥青中，能有效地提高沥青的高温稳定性和低温抗裂性，以及与酸性岩石的粘附性。

　　（3） 采用橡胶沥青拌制SMA混合料，无论高温抗车辙性能，还是抗水损害性能，均能满足现行沥青路面施工技术规范的要求，因而从路用要求出发采用橡胶沥青完全可以取代SBS改性沥青。

　　（4） 采用橡胶沥青铺筑SMA路面，与使用SBS改性沥青相比，可以节约成本，因而具有良好的经济性。

　　（5） 为了克服橡胶沥青施工能耗高、烟雾大的缺点，在橡胶沥青中添加温拌剂将是有效的可行技术措施，是橡胶沥青技术的发展方向。

　　参考文献

　　[1]向丽、程健，废橡胶粉改性道路沥青的制备工艺和性能研究，石油沥青，2008年第22 卷第1期。

　　摆2闭吕伟民编着，橡胶沥青路面技术，北京人民交通出版社，2011年5月。

　　[3] Gallego,J; Prieto,J.N；Vassallo,J.M. Thermal Sensitivity and Fatigue Life of Gap-graded Asphalt Miixes Incorporating Crumb Rubber from Tire Waste. TRB 2006 Annual Meeting CD-ROM

　　[4] 张小英.，徐传杰.，孔宪明.废橡胶粉改性沥青研究综述[J]..石油沥青，2004年第4期。

　　[5] 曹荣吉，橡胶沥青断级配混合料AR-AC13S的性能评价，2009年际橡胶沥青大会中文论文集。

　　[6] 交通部公路科学研究院.橡胶沥青及混合料设计施工技术指南，北京：人民交通出版社， 2008年12月。

　　[7] 董雨明、谭忆秋、柳浩等，机场南线橡胶沥青SMA配合比设计与性能研究，2009 国际 橡胶沥青大会中文论文集。

　　[8] R.G.Hicks. Asphalt Rubber Design and Construction Guidelines, Volume I-Design Guidelines, January 2002. ( 来源: 中国公路网 作者：何凌坚 彭德清 杨遗良 )