浅谈橡胶沥青技术的运用与发展前景

(武汉市公路勘察设计院， 湖北 武汉 430000）

橡胶沥青（AR）是轮胎橡胶粉在充分拌合的高温条件下（180℃以上）与沥青熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。

橡胶沥青起源于上世纪60年代初期，经过近50年的发展应用证明，把橡胶沥青应用于道路工程中，可以在提高道路各种使用性能的同时，大大降低建造成本与养护费用，并同时还可降低行车噪音提高居民生活质量。而且，橡胶沥青生产可环保利用废旧轮胎，符合我国提倡的“建立节约型社会”、“发展循环经济”、“节能减排”等政策。

经统计，2003年我国废旧轮胎年总量已超过一亿条,以后以每年12%的速度增加,预计到2010年将达到2.21亿条。无害化、资源化充分利用这些废轮胎，对我国经济的可持续发展、缓解环境和橡胶资源匮乏带来的压力，将起到积极的作用。同时将它应用于沥青路面工程中，更是有着巨大的环保意义。

1 橡胶沥青间断级配混合料性能

间断级配沥青混合料：指矿料级配中缺少 1个或几个档次而形成的级配的沥青混合料。相比于基质沥青，橡胶沥青间断级配路面有以下性能特点：

（1）足够的高温稳定性

在橡胶沥青中，由于橡胶粉的加入，能够明显地增加沥青的粘度，从而显著地提高抗高温变形能力。经过橡胶沥青和普通沥青常规性能的比较，橡胶沥青177℃旋转粘度提高10多倍，针入度降低约16，软化点提高20℃，提高幅度是相当显著的，胶结料本身的高温性决定混合料的高温性能。

（2）优异的低温柔韧性能

橡胶粉和基质沥青共炼时，主要变化是橡胶粉和基质沥青之间的物质交换，基质沥青的轻质成分被吸收，基质沥青本身的低温柔韧性得到改善。橡胶粉来源于轮胎橡胶，其高低温设计性能都大于基质沥青，甚至优于其它改性沥青。橡胶粉含量的增加，橡胶粉颗粒接触并进一步粘连的可能性增加，从而遏制低温受拉微裂纹的发生和发展。橡胶沥青的断裂变形比 SBS 改性沥青高 50～300%，低温模量只有基质沥青的1/2，SBS改性沥青的2/3。

（3）突出的抗老化和耐疲劳性能

在橡胶制作轮胎的配方中，曾加入了大量的防老化剂，包括抗氧剂、热稳定剂、变价金属抑制剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂等。而橡胶沥青中含有大量的轮胎橡胶粉，所以其相应的抗老化能力也得到了很大的提高，这是一般改性沥青做不到的。加上对光屏蔽非常有效的碳黑填充剂，以及橡胶沥青混合料较厚的胶结料膜，都会显著地提高路面的抗老化性能。轮胎橡胶宽广的弹性温度工作区间和橡胶沥青的高橡胶粉体积含量，决定了橡胶沥青混合料是一种在很宽的温度范围能保持柔性特征的路面材料，进而决定了橡胶沥青路面拥有较好的耐疲劳、抗反射裂缝能力。

（4）优异的抗滑性能

橡胶沥青间断级配混合料表面构造可以达到SMA的水平，同时，由于橡胶颗粒的存在（交通作用下将露出路表）以及橡胶所含炭黑的作用，橡胶沥青间断级配路面的摩擦系数优于SBS改性沥青SMA。

（5）提高行车安全

橡胶中的炭黑能够使路面黑色长期保存，与标线的对比度高，路面摩擦力增大，刹车阻力增大，提高了行车安全，尤其是在雪水路面上效果更加显著。

2 AR混合料施工技术要点

橡胶沥青混合料施工与质量控制可参照常规沥青混合料，橡胶沥青混合料的施工无需增加特殊设备，主要的不同在于，由于橡胶沥青混合料粘度较大，不宜使用轮胎压路机，路面质量的关键为各施工环节的温度控制，以下为施工质量温度控制标准：

表1 橡胶沥青混合料的施工温度（℃）

拌和时间由试拌确定。必须使所有集料颗粒全部裹复沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度，总拌和时间控制在60～65s（其中干拌10s,湿拌38s）。

3 成本－效益

橡胶沥青单位产品的成本通常会比普通的沥青和改性沥青为高，造成费用增高的主要因素有以下3个方面：

（1）橡胶沥青黏结剂的用量通常要比普通沥青和改性沥青高50%～60%，因而每吨混合料的材料成本会增加；

（2）橡胶沥青黏结剂生产设备的购置、安装、拆迁、运输等初期成本要分摊到每吨混合料的材料成本会增大；

（3）橡胶沥青在生产过程中的能源消耗、辅助材料的消耗、人工费用以及生产和管理费用都将进入到每吨混合料的生产成本中去。

就目前我国沥青和橡胶粉的市场价格而言，每吨橡胶沥青的费用要比普通沥青高50%～60%，比常规的改性沥青高25%～35%.如果与改性沥青的SMA相比，则由于SMA的黏结剂用量大体在6%左右，并且还要添加木质纤维，两者的成本基本上相当的。

需要指出的是，在分析使用橡胶沥青成本的成本－效益时，必须考虑到橡胶沥青在减薄铺层厚度、延长使用寿命和降低养护维修成本方面的因素。因此如果采用寿命周期成本分析的方法来评估橡胶沥青的成本－效益时，橡胶沥青肯定是一种较为优良的产品。

4 橡胶沥青的应用与发展前景

由于橡胶沥青本身的特点，使橡胶沥青在三个领域大有可为：

（1）要求行驶舒适性、低噪声低振动的城市快速道路工程；

（2）各种结构状况复杂、对面层材料适应不均匀变形和应力要求高的老、病路面的罩面改造工程；

（3）对厚度有严格限制的罩面工程。

经过国内外专家的不断研究，近几年来，我国部分地区在高速公路上也在进行推广和运用橡胶沥青。现在，橡胶沥青已经开始被公路行业所接受，其发展速度很快，极有可能作为替代SBS改性沥青的潜在产品。当前，国家提倡建设“两型社会”，作为公路建设者，将橡胶沥青应用于道路工程建设中，不仅能够解决废旧轮胎带来的社会问题，也为当前沥青路面存在的一些问题找到了较为合理的技术途径，还可以节约大量建设投资，更可为道路使用者提供一条耐久、平整、舒适、安静的环保优质路面。橡胶沥青是一个社会效益明显的环保产品，具有良好的应用前景。

[1]倪晓云，建设资源节约型社会的重要途径-废旧轮胎资源的循环利用，北京观察2006年第04期。

[2]钱国超，《高速公路创新设计》，人民交通出版社.2008。

[3]黄文元，《轮胎橡胶粉改性沥青路用性能及应用研究》同济大学博士论文,2004。