橡胶沥青混凝土在市政道路改建工程中的应用

梁明学, 张国林

(西南交通大学峨眉校区, 四川峨眉山 614202)

橡胶沥青混凝土在市政道路改建工程中的应用

梁明学, 张国林

(西南交通大学峨眉校区, 四川峨眉山 614202)

结合峨眉山市市政道路名山路的改建，介绍了橡胶沥青混凝土的使用性能和橡胶沥青混合料的技术要求，以及橡胶沥青的质量控制要点。对于推广橡胶沥青混凝土在市政道路改建工程中的应用具有借鉴意义。

橡胶沥青； 市政道路； 使用性能； 质量控制

将废旧轮胎加工成一定细度的胶粉后与普通基质沥青在一定条件下熔合反应所生成的改性沥青称橡胶沥青(asphalt rubber，简称AR), 使用橡胶沥青拌和生产的混凝土就称为橡胶沥青混凝土。橡胶沥青技术从20世纪80年代以来，在我国逐渐开始研究和推广，到目前为止，已逐步进入到大范围推广的阶段。橡胶沥青混凝土具有优异的抗变形能力，高温抗车辙，低温抗裂，橡胶沥青混凝土因其橡胶屑的弹性变形能力，在抵抗车辙变形的同时，也起到了降低车辆轮胎噪音的作用，橡胶粉中所具有的高分子聚合物，使得橡胶沥青路面更耐老化，使用寿命也得到了延长。橡胶沥青混凝土技术具有很好的路用技术性能，同时也符合国家经济发展向节能、环保及可持续发展方向转变的发展方向。

下面以峨嵋山市名山路为例，说明橡胶沥青混凝土在市政道路改建工程中的应用。名山路全长2 280 m，路幅宽35 m(5 m人行道+4 m慢车道+1.5 m绿化带+2×7 m快车道+1.5 m绿化带+5 m人行道)，设计速度40 km/h。加铺路面：4cmAC-13细粒式橡胶沥青混凝土+6cmAC-20F中粒式沥青混凝土。

1 橡胶沥青混合料的技术要求

1.1 基质沥青

橡胶沥青所用的基质沥青采用70号道路石油沥青，其技术要求应符合《公路沥青路面设计规范》(JTJ D40-2011)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的相关规定。

1.2 橡胶粉

橡胶粉的原材料必须来源于汽车轮胎，可以是子午胎(小车等轻型车)或斜交胎(卡车等载重车)，不得使用或添加其它塑料制品。轮胎破碎成胶粉的工艺必须采用常温粉碎法，不得采用低温冷冻法，橡胶粉必须干燥、无污染，在与沥青和骨料的拌合中能自由流动而不产生泡沫。橡胶粉筛分应采用水筛法进行试验，橡胶粉密度应为1.05～1.25g/cm3，应无铁丝或其它杂质，纤维比例应不超过0.5 %，要求橡胶粉颗粒不能相互粘结成块。橡胶粉技术指标见表1，橡胶粉筛分规格见表2。

表1 橡胶粉技术指标

检测项目技术指标相对密度/(g·cm-3)1．05～1．25水分/%<1金属含量/%<0．05纤维含量/%<0．5灰分含量/%≤8丙酮抽出物/%≤22碳黑含量/%23～38橡胶烃含量/%≥42

表2 橡胶粉筛分规格

1.3 橡沥胶青

橡胶沥青应满足表3技术要求。

表3 橡胶沥青技术要求

1.4 集料

粗集料采用玄武岩材料，石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石。细集料采用坚硬、洁净、干燥、无杂质并有适当级配的人工轧制的石灰岩。填料采用干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出的石灰岩矿粉。集料技术要求应符合《公路沥青路面设计规范》(JTJ D40-

2011)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的相关规定。

橡胶沥青混凝土需要掺入必要的外掺剂以改善橡胶沥青与集料的粘附性及混凝土的水稳定性能，外掺剂采用普通水泥或消石灰，掺量为混合料重量的1%～2%。集料的级配范围见表4，橡胶沥青马歇尔试验技术标准见表5。

表4 集料的级配范围

表五 马歇尔试验技术标准

2 橡胶沥青质量控制

2.1 橡胶沥青生产

橡胶沥青的加工工艺是直接影响橡胶沥青质量的重要因素，所以首先必须选择有加工改性沥青经营资质的企业，其次必须选择有橡胶沥青专用生产设备，以及有专业队伍与丰富生产加工经验的企业做供应商。为保证橡胶沥青质量，建议橡胶沥青生产设备必须包含：自动化全程控制系统(电脑控制)、快速升温系统(20s内把基质沥青从160℃提升到190℃)、连续式自动配比上料系统(精确度0.5 %)、高速剪切预拌系统(3500 r/min)、熔胀搅拌反应储存系统(必须底部卧式搅拌)、管道泵送系统等。

2.2 橡胶沥青生产必须具备和注意的核心环节

首先是把基质沥青通过快速升温系统从160℃升温到190℃(必须在20s内完成，时间太久沥青会老化，如沥青温度低于190℃则无法与胶粉均匀熔胀)；其次橡胶粉与升温后的基质沥青必须经过准确的配比(最好有电脑控制)，再同时送入到高速剪切预拌系统进行均匀预拌(必须在3 500 r/min，否则不能充分熔胀而影响质量)；再次是把经过高速剪切预拌的橡胶沥青输送到熔胀反应系统(必须带卧式搅拌与快速升温系统，绝对不能用竖式搅拌方式，否则熔胀后的胶粉会大量沉淀)进行充分熔胀反应；最后是生产好的橡胶沥青必须直接供应上拌合楼，不得先打入拌合站的沥青储存罐后再供应上拌合楼(主要是防止橡胶沥青与其他沥青混合后降低橡胶沥青质量，以及影响橡胶沥青混凝土的生产级配)。

橡胶沥青反应温度应在190℃以上，混合反应时间不少于45 min，橡胶沥青中的橡胶粉的掺量应通过实验室试验确定，生产好的橡胶沥青使用前应进行搅拌并快速测定其旋转粘度符合要求后方可使用。

3 结束语

橡胶沥青混凝土优点在于：(1)抗低温开裂: 橡胶沥青低温回弹率高, 粘韧性好, 可抵抗低温开裂；(2)高温稳定性好: 可解决高温时路面产生车辙、搓板；(3)抗老化性能好: 对阳光中的红外线和紫外线不敏感；(4)抗疲劳、耐磨损: 轮胎的耐疲劳、耐磨损性能转移到橡胶沥青；(5)噪音降低：一方面是由于橡胶沥青普遍采用的断级配结构使得路面宏观构造深度加大,可有效降低轮胎的泵气噪声。另一方面是由于橡胶粉的高弹性, 具有吸收路面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复合材料, 它对轮胎的振动有较大的衰减功能, 因而大大降低了轮胎与路面的振动噪声。

改建后的名山路经过一年多的运营， 路面状况良好, 无明显的车辙, 坑槽、泛油等病害,提高了行车的舒适性和安全性，证明了橡胶沥青混凝土路面优越的性能, 完全能达到道路使用标准，尤其在降噪方面明显取得了效果，具有很高的实际应用价值。随着技术的成熟和施工工艺的提高，橡胶沥青混凝土会广泛应用于市政道路工程。

[1] 邓学钧.路面设计原理与方法[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 王哲人.沥青路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2006.

[3] JTJ F40—2004公路沥青路面施工技术规范[S]．

[4] JTG D50—2006公路沥青路面设计规范[S]．

[3] 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[M].北京： 人民交通出版社， 2009.

梁明学(1968～)，男，硕士,副教授，从事土木工程专业的教学研究工作。

U416.217

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[定稿日期]2015-01-14