废橡胶粉改性沥青在公路工程中的应用

钟锦辉

摘要:利用废旧轮胎制成橡胶粉并用于改性沥青修筑公路，不仅解决废旧轮胎带来的环境污染问题，还提高了路面的使用性能、降低了路面造价。本文结合工程实践经验，从原材料选用、生产、运输、摊铺以及碾压成型等方面总结了废橡胶粉改性沥青的施工工艺，取得了较佳的效果，为废橡胶粉改性沥青在公路的应用提供了有价值的施工经验和技术依据。

关键词:废橡胶粉；混合料；面层施工；碾压成型

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着我国经济的持续增长，居民拥有的汽车的数量也逐年增加，废旧轮胎的处理也成为了一大难题。将废旧轮胎加工成为橡胶粉并用于改性沥青修筑道路路面，不仅可以消除了废旧轮胎给环境带来的污染，同时还可以改善沥青的高低温性能，减缓路面裂缝的出现，提高路面的抗老化能力和路面使用寿命，利用废橡胶粉替代价格昂贵的SBS作沥青改性剂可以说是一种既经济实用又简单有效的方法。因此，废橡胶粉改性沥青在许多公路工程中得到越来越广泛的应用。

1橡胶粉改性沥青优点

1)高温稳定性；

2)低温性能；

3)抗老化性能和抗裂性能；

4)抗反射裂缝；

5)降低噪声；

6)提高行车安全；

7)延长使用寿命。

2沥青混凝土面层施工

2.1原材料要求和选用

(1)橡胶粉

橡胶粉改性沥青(GTRMAS)的主要原材料包括废旧轮胎和高天然橡胶含量的橡胶粉。GTRMAS是经常温磨碎或粒化方法制成的细颗粒的橡胶碎屑，废轮胎的来源应是轿车轮胎与卡车轮胎，尤以卡车轮胎较好。本项目采用40目胶粉，其质量应符合表1，表2要求。

表1 生产橡胶粉的原材料的技术要求 %

表2 橡胶粉级配表

(2)基质沥青

橡胶沥青所使用的基质沥青应符合GB/T15180的规定，其沥青标号的选择按JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范的规定执行，本项目采用中海原油四川泸州炼油厂生产的A级70号基质沥青。

(3)粗集料

本项目因地制宜就地使用闪光岩为主的卵石粉碎，水洗过筛分级后使用，规格按4.75mm～9.5mm，9.5mm～13.2mm类型筛分堆放。质量指标符合交通部JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范的规定。

(4)细集料

细集料采用0mm～4.75mm的石屑水洗后使用，石屑耐嵌挤、颗粒饱满、泥土、杂物、粉尘含量低，各项指标符合规范细集料质量技术要求。

(5)填料

为提高其粘附性及混凝土的水稳性，多采用1%～2%的普通水泥或消石灰外掺剂。水泥及石灰填料用量不宜超过矿粉总量的2%，本项目采用塔牌水泥和矿粉各占1/2，以增强沥青与石料的粘附性。

2.2橡胶粉沥青混合料的生产

(1)设计方法

热拌橡胶沥青混合料的设计采用马歇尔法，混合料的配合比设计应符合表3中的要求。

表3 混合料马歇尔设计标准

(2)橡胶粉沥青生产

本项目橡胶沥青采用深圳产橡胶沥青成套设备现场加工，生产能力为15t/h，设备主要由橡胶沥青反应罐，加温恒温系统，搅拌系统，泵送系统，控制系统组成，所有原材料均自动连续计算，输送速度自动，自带导热油系统，自带沥青输入输出泵。

(3)橡胶粉沥青混合料的拌合

本工程采用深圳产沥青混凝土拌合楼拌和，完好率90%，在AR-AC13橡胶粉沥青混凝土生产前，对拌合设备进行了全面检修和校验，使其处于良好状态。重点检修称量装置和温控系统，集料称量精度达到±1%，温控测量精度达到±2。集料和沥青严格按施工配合比进行准确计量拌合，当沥青加热温度达到165℃～170℃，矿料温度达到200℃～210℃时，开始进行生产，油石比7.9%，每盘净拌合时间为50s。正式生产前，一般先用热料干拌三锅后再加入沥青湿拌。混合料无花白，无团块，色泽一致，粗细料均匀，满足施工要求。温度控制为沥青加热平均温度为167℃，集料平均加热温度为206℃，混合料出厂平均温度为172℃(最高温度控制在195℃以下)，正式拌料后，按GTRMAS上面层各施工阶段温度控制表执行(见表4)。

表4 施工阶段温度控制表 ℃

2.3橡胶粉沥青混合料运输

为减少混合料颗粒离析，尽量缩短出料口至车厢的下料距离，且自卸车不停在一个位置上受料。每往车厢内装一次料，车就移动一次位置，为使装料均匀，分次装料以奇数为宜，一车料最少分三次装载，首先将料放于车厢前部，然后移动运料车，将料放于车厢后部，最后再移动运料车，将余下的料在车厢中部均匀分装。运输过程中，车厢要加盖帆布，以防雨和保温。开始摊铺时，现场待卸料车不少于5辆，以保证连续摊铺，往摊铺机卸料时，在机前10cm～30cm对直停靠，不能撞击摊铺机，卸料过程中应当挂空挡，靠摊铺机推动力前进。

2.4橡胶沥青混合料的摊铺

本项目采用12m的大型摊铺机单机摊铺。在摊铺前对摊铺机进行充分预热，预热温度不低于100℃，调好熨平板。开始摊铺后，摊铺机必须缓慢、均匀，连续不间断的摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度或停机，摊铺速度按2.5m/min进行。在铺筑过程中，摊铺机螺旋送料器不停的转动，两侧保持有不少于送料器速度2/3的混合料，保证在摊铺机全宽断面不发生离析。用机械摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏，包括测量温度、检查厚度的技术人员站在后托架上也不得下机。一般情况下不得采用人工整修。

2.5橡胶沥青混合料的碾压成型

碾压程序:初压→复压→终压。碾压原则:先低后重，先缝后边再中，先慢后快再慢，压路机的选用和组合要采用双钢轮振动压路机，也可采用三台钢轮，两台胶轮，一台平板振动夯板用于雨水井等边角部位的夯实。为保证压实度和平整度，在摊铺后应及时进行初压，不得产生推移、发裂，从外侧向中心碾压，相邻碾压带应重叠30cm，且每次停车轮迹距前一次停车轮迹1m以上，最后碾压路中心部分，启动、停止必须减速缓慢进行。不准刹车制动，压完全幅为1边。复压在初压后紧接进行。采用双轮振动压路机，高频率低振幅振或重型胶轮压路机碾压4遍～6遍。终压采用一台光轮压路机静压至消除轮迹。碾压速度光轮压路机一般初压2km/h，复压4km/h，光轮压路机终压3km/h(见表5)。根据实际情况采用一台双钢轮稳压，两台30t胶轮紧跟揉搓压实，再用一台双钢轮紧跟胶轮压平，最后一台双钢轮消除轮迹收光，效果较好。压实完成后，路面温度降到50℃以下，方能允许车辆通行，对交通量大的平交道口，待碾压完成后，采取局部洒水降温至50℃以下开放交通。

表5 压路机的推荐碾压速度表 km/h

3使用实际结果

橡胶粉沥青路面为典型的间断级配混合料，粗集料用量多、细集料用量较少，可采用标准马歇尔法求得最佳油石比。由于其骨架较好，橡胶粉沥青粘度大，因此，在施工中需控制橡胶粉沥青的加工工艺，严格加强各环节的温度控制、碾压速度控制并保证摊铺速度与拌合产量。

实践证明，GTRMAS路面具有良好的泌水性和抗滑、防噪效果，能够满足设计要求。橡胶粉沥青路面经过近两年的运行和回访表明，路面平整度等状况良好，无车辙、无坑洞，业主反映较好。同时也证明橡胶粉沥青路面的优越性能，完全能达到道路使用标准。开发和推广节约、替代、循环利用的先进技术发展清洁能源，是适应可持续发展，落实节能减排的要求。现在橡胶粉沥青的优越性已经开始被行业接受，正在迅速地发展，极有可能成为SBS改性沥青的替代产品，市场潜在空间大。

4 结束语

综上所述，利用废橡胶粉作为沥青的改性剂，具有其他改性沥青所无法比拟的优越性，能够提高沥青路面的路面性能，为交通使用者提供安全、舒适、耐久和环保优质的道路，还有效解决了废旧轮胎的处理难题，保护了环境。因此，可以预计，废橡胶粉改性沥青在今后相当长的时期内，将会在公路工程中得到更加广泛的重视和应用。

参考文献

[1] 纪奎江，我国胶粉改性沥青的应用及发展[J].中国橡胶,2009.13

[2] 肖川 凌天清, 废旧橡胶粉改性沥青材料在道路工程中的应用与研究[J].公路工程,2009.04

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。