橡胶沥青在高等级路面上面层施工中的应用

原海龙

(山西长兴路桥工程有限公司，山西长治 046000)

橡胶沥青在高等级路面上面层施工中的应用

原海龙

(山西长兴路桥工程有限公司，山西长治 046000)

结合橡胶沥青的组成要素，介绍了橡胶沥青的生产工艺，并从原材料选择、橡胶粉改性沥青生产、混合料拌合、运输、摊铺、碾压等方面，阐述了橡胶沥青在高等级路面上面层施工中的应用，有效改善了沥青混合料的路用性能。

橡胶沥青，路面，原材料，混合料

0 引言

近年来，随着我国交通事业的发展，公路交通荷载不断增大，对路面的质量要求也越来越高。同时，我国汽车保有量大幅增长，与之相伴随的产生的废旧轮胎数量日渐增多，形成的黑色污染对环境造成了严重破坏，对废旧轮胎的处理成为全社会关注的重大环保课题。

国内外的先进经验表明，将废旧轮胎磨细胶粉配制成橡胶沥青，铺筑应力吸收层或铺筑橡胶沥青路面，对发挥其良好的路用性能，增强路面的使用性能和耐久性具有重要意义，是实现废旧轮胎绿色处理和循环利用的有效途径之一。

在公路工程中进行橡胶沥青的推广和应用，符合循环经济，节能减排的要求，是变废为宝的一种有效途径。随着我国废胶粉生产技术的不断改进和废胶粉改性沥青性能的提高，橡胶沥青路面迎来了难得的发展机遇，在节约资源、节省投资的同时，确保养护费用降低，提高公路工程综合效益。

1 橡胶沥青

橡胶粉由废旧轮胎加工而成，天然橡胶和合成橡胶是其最主要的成分，含有的硫、碳黑、氧化硅、氧化铁、氧化钙等对沥青具有良好的改性效果，使得油质橡胶聚合物的抗疲劳性和抗裂性有效提高，粘附性和水稳定性显著增大。橡胶沥青的生产流程见图1。

图1 橡胶沥青的生产

橡胶沥青是在热沥青中掺加18%～22%的废胶粉后，两者和添加剂在高温条件下发生溶胀反应，经过高速剪切后组成的混合物。

橡胶沥青的应用范围广泛，可用于密级配、断级配、开级配混合料。可代替普通沥青混合料使用，如采用橡胶沥青碎石封层(SAM)，能减少碎石散失、延缓反射裂缝。将橡胶沥青碎石封层与橡胶沥青罩面(SAMI-R)结合使用，成为橡胶沥青应力吸收层(SAMI)。

不适宜使用橡胶沥青的情况主要包括:严重开裂的路面，旧路面裂缝宽度超过12.5 mm的，从拌合站到摊铺点运距较远导致温度不能满足要求的情况时，另外需要手工作业较多的地方也不宜使用。

2 橡胶沥青的生产工艺

橡胶沥青的生产分为湿法和干法两种工艺(见图2)。

湿法工艺(Wet Process)，是在沥青中加入一定量的废轮胎橡胶粉，进行均匀拌合后形成具有改性沥青特性的橡胶沥青，可作为间断级配或开级配沥青混凝土的粘结料使用。

干法工艺(Dry Process)，是在集料中加入一定量的废轮胎橡胶粉，再将沥青喷入后拌合均匀形成的橡胶改性沥青混凝土。

图2 湿法和干法生产橡胶沥青

干法和湿法的区别在于:1)湿法采用的橡胶粉粒径都在1 mm以下。干法采用的橡胶粉加工工艺相对简单，颗粒尺寸一般为1 mm～6.3 mm，所用的橡胶粉成本较低。2)干法工艺消耗的废旧轮胎较湿法多。干法中的橡胶粉掺量约为湿法中的2倍～4倍。3)湿法中橡胶粉的主要作用是作为沥青改性剂使用。干法中橡胶颗粒主要是作为部分集料使用，对沥青的改性作用甚微。4)在拌合作业中，干法不需要特殊的设备或较大的设备改装。湿法工艺需要专门的混合容器、反应和拌和罐等。

国外开展的研究表明，使用废旧轮胎胎粉的沥青路面性能是令人满意的。橡胶沥青混合料使用热拌工艺铺摊中，存在着压实困难、粘轮、气味和污染问题。干法沥青混合料的稳定度最低，流值最大，短期内路面出现剥落、推挤和少量裂缝。湿法工艺对混合料要求较宽松，大多数工程推荐采用湿法工艺。

采用湿法工艺时，集料级配一般不采用密级配，多采用间断级配或开级配混合料。在沥青质量的5%～25%的范围内选择合适的橡胶粉掺量。大量的工程实例表明，采用湿法工艺铺筑的路面路用性能良好，可使得路面的高温抗车辙、低温抗裂能力和耐久性有效提高，显著延长路面寿命。

橡胶沥青应用范围广泛，可应用于道路结构上面层、稀浆封层和应力吸收层等，还可用于旧路面的罩面工程。

3 橡胶沥青上面层施工要点

在进行上面层施工前，应对基层或下卧层质量进行检测。对检测结果不符合质量要求的，不得进行上面层施工。对于下卧层被污染的，须进行清洗或铣刨处理后方可进行施工。

3.1 原材料选择

橡胶粉宜选择斜交胎胶粉或天然胶含量较高的废轮胎加工而成的橡胶粉，细度宜控制在40目～60目范围内。存储仓库应通风、干燥，防淋、防潮及防火措施可有效运行，储存时间不宜超过180 d。

胶粉的掺量应根据实际使用的技术要求确定，推荐为基质沥青质量的18%～20%(内掺)。

基质沥青应采用A级90号沥青，推荐选用饱和分、芳香分等轻质油分含量较高的基质沥青，性能指标应满足技术规范要求。

3.2 橡胶粉改性沥青生产

采用工厂化生产，橡胶粉改性沥青生产设备应能够精确控制基质沥青、橡胶粉、SBS改性剂添加质量。具备精确的温控装置，实现橡胶粉改性沥青加工和发育时的快速升温，并保证温度波动范围不超过10℃。应具有足够的沥青储存设备。

橡胶粉改性剂采用过磨式加工，加工温度须控制在200℃～210℃，过磨加工后需在发育罐内发育60 min～90 min，发育温度须控制在180℃±10℃。

橡胶粉改性沥青具有粘度高、易离析的材料特性，拌合站须具有一定的沥青储备能力，用于现场临时存储沥青。储存罐要有保温和升温能力及间歇式搅拌装置，以减轻性能的变化。还应配置循环泵，长时间存储后可自循环扰动，避免搅拌死角。存储时间应小于3 d，储存温度控制在160℃以下。存储时间须超过3 d时，储存温度宜在140℃以下。

3.3 混合料拌合

储存的橡胶粉改性沥青在应用前必须进行检测，各项指标不能满足相关规定时，须返厂或废弃，不得继续使用。

使用热拌橡胶粉改性沥青混合料生产的，拌合时间以实现集料被沥青均匀裹覆为准，时间应不少于50 s，可根据试拌合理确定。

应根据沥青泵的能力，采取由少到多的、渐进式的拌料方式，以确定最佳的拌合能力，沥青输送管道内不宜设置滤网，避免速度太快造成泵的损坏。

3.4 运输

采用大吨位自卸汽车进行混合料运输，运料车组织应结合摊铺能力、运输距离等合理确定，确保形成与铺摊能力适应的、不间断的供料车流。

非专用运料车应进行保暖改造，可使用石棉被在侧箱板及箱底间形成夹层，夹层中填充苯板，苯板外加罩厚棉被。车厢顶部的苫盖须采用石棉被，不得只用苫布。

3.5 摊铺

在进行摊铺作业前，提前半小时对铺摊机熨平板预热至100℃以上。调整熨平板振捣或夯锤压实装置的振动频率和振幅，确保实现路面初始压实度要求。

将混合料送入分料室中后，混合料经螺旋分料器分向两侧，当混合料高度超过分料器转轴且将淹埋上部分料器后，摊铺作业方可开始。

为提高成型后路面的平整度，铺摊机前进应缓慢、匀速，速度控制在1 m/min～2 m/min范围内，随意变速或停顿应予以禁止。

3.6 碾压

橡胶粉改性沥青路面压实中，每作业面至少应配置自重13 t以上的振动压路机3台(可以有1台11 t以上)和自重26 t以上的胶轮压路机2台，压实机械必须安装良好的能够控制的雾化设备。

橡胶粉改性沥青粘度直接影响着碾压温度的高低，沥青粘度越大，需要的碾压温度则越高，应根据试铺结果合理确定。某工程中，要求压路机紧跟摊铺机，初压温度在155℃以上，复压不低于145℃，终压结束时应在120℃以上。

橡胶沥青路面碾压方式和遍数应根据试验段铺筑情况合理确定。某工程中，要求使用双驱双振钢轮压路机初压2遍，前进时关闭振动，后退时打开振动。使用双驱双振钢轮压路机振动复压4遍。使用双钢轮压路机终压2遍。

路面上面层压实效果不好，存在离析、渗水等现象时，在调整级配效果不明显时，可考虑使用胶轮压路机，以改善碾压效果。

路面表面温度自然冷却至50℃后，即可开放交通。

4 结语

橡胶沥青的高低温性能、抗老化和抗疲劳性能显著，将其应用于路面上面层，可起到减薄路面、延长路面寿命、延缓反射裂缝、降低路面噪声等功能。

橡胶沥青可用于铺筑应力吸收层或铺筑橡胶沥青路面，还可用于防冻路面、路基材料、基层补强层等。橡胶沥青制备工艺简单，成本低，具有显著的环保效益、经济效益和社会效益，在我国进行推广和应用具有极大的前景。

［1］肖芳莉.橡胶沥青在城市道路沥青路面施工中的应用［J］.工程技术(全文版)，2016(5):81-83.

［2］鲁 斌.橡胶沥青在高速公路沥青路面施工中的应用［J］.工业B，2015(5):12-14.

［3］陶 薇.橡胶沥青技术在高速公路路面中的应用研究［J］.科技与企业，2016(10):130-131.

The application of rubber asphalt in top layer construction of high grade pavement

Yuan Hailong
(Shanxi Changxing Road and Bridge Engineering Limited Company，Changzhi 046000，China)

Combining with the elements of rubber asphalt，this paper introduced the production technology of rubber asphalt，and from the raw materials selection，rubber powder modified asphalt production，mixture mixing，transportation，paving，rolling and other aspects，elaborated the application of rubber asphalt in top layer construction of high grade pavement，effectively improve the road performance of asphalt mixture.

rubber asphalt，pavement，raw material，mixture

U416.2

:A

1009-6825(2016)36-0173-03

2016-10-17

原海龙(1966-)，男，工程师