橡胶沥青简史及技术应用

曲青龙

【摘 要】橡胶沥青利用废旧轮胎原质所制造出来的，是对废物的一种利用。其有着诸多的有点，应用也较为广泛。在文中主要就橡胶沥青简史及技术应用进行介绍，以期可以加深对橡胶沥青的认识。

【关键词】橡胶沥青；技术应用；简史

一、什么是橡胶沥青

通俗的讲，橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细橡胶沥青级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下（180℃以上），与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。

再具体来说，橡胶沥青是采用18%～22%废胶粉、沥青和添加剂组成的混合物，在与集料混合之前先在高温下进行反应。橡胶沥青采用的胶粉多为80目，胶粉中需含有25±2%富含天然橡胶的成分，该成分可直接从废橡胶轮胎中得到。橡胶沥青采用的胶粉一般有两种，一种是只采用废弃轮胎橡胶，另一种是不仅采用废弃的轮胎橡胶，而且掺加了天然橡胶。橡胶沥青在生产时，为增强橡胶粉与基质沥青的相容性，一般可根据需要添加外加剂，常用的外加剂一般为填充油，用量一般为沥青用量的2.5～6.0%。

橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料，主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。

二、橡胶沥青简史

橡胶沥青的产生和发展经过了各国许多单位和人员的共同努力。最早橡胶沥青的文献见于1843年的英国专利，此时的橡胶沥青材料只是简单的在普通沥青中加入橡胶粉进行改性。19世纪50年代初期，美国公路局的刘易斯和伯恩在加州第一次较为系统地开展了“各种橡胶对石油沥青的性质影响”的研究工作。他们使用了14种橡胶粉和三种石油沥青做为研究对象，而橡胶粉的研究范围包括硫化和未硫化的橡胶材料，包括废輪胎的胎面、丁苯橡胶、天然橡胶、聚丁二烯和回收的橡胶，既用了干法也用了湿法。此后有关橡胶沥青的研究工作不断开展，成果也不断涌现。1960年三月，沥青协会在芝加哥举办了首届橡胶沥青研讨会。查尔斯麦克唐纳在60-70年代在橡胶沥青材料上做了大量工作，他开发了生产橡胶沥青的“湿法”（也称为麦克唐纳法）。加州在1975年开展了橡胶沥青碎石封层的研究工作，并逐渐推广使用，后来又逐渐推广使用了橡胶沥青混凝土。1978年建成了第一条干法施工的橡胶处理沥青混凝土路面。加州第一条湿法施工的橡胶沥青混凝土路面完成于1980年的斯托贝城和汤尼萨米城，它主要用于道路的紧急维修。1992年3月加州运输部在众多研究和项目实施的基础上发布了“橡胶沥青断级配混合料设计指南”。1993以后随着橡胶沥青技术专利的失效，橡胶沥青开始了更为全面高速的发展。

美国、瑞典、英国、比利时、法国、南非、日本、澳大利亚和印度等国先后开展了橡胶沥青和橡胶粉改性沥青混凝土的应用研究。1991年美国国会通过了陆上综合运输经济法案（又称冰茶法），要求从1994年，凡使用联邦经费购买热拌和沥青混合料都必须将5%的经费用于废橡胶沥青混合料。以后每年递增5%，直至1997年达20%。

南非自上世纪60年代研究橡胶沥青，至今已有几十年的研究与应用历史，并形成了一套理论及工艺，技术上已经趋于成熟。据统计，目前南非60%以上的道路沥青使用橡胶沥青，而且根据他们的经验，认为对于重载交通环境，橡胶沥青路面更加有利。

法国在1900年铺筑了第一条橡胶沥青路面。法国也是多孔性路面的发源地。瑞典、日本等国还将废旧轮胎橡胶颗粒用于防冻路面。

我国橡胶沥青的研究起步较晚。2001年交通部科教司、西部办在第一批交通部西部科技项目专门立项开展《废旧轮胎胶粉用于筑路的技术研究》。2003年北京交通委《废胎胶粉改性沥青应用研究》项目立项，2006年结题，该项目以湿拌工艺为主研究，取得了重要的研究成果，编制了我国第一部地方性的应用指南《北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》。2004年从美国引进了第一套橡胶沥青加工设备、第一台橡胶沥青热洒铺设备。交通部公路院和道路学会在北京联合召开第一次“橡胶粉改性沥青及混合料应用技术国际研讨会”。2006年交通部公路院和中国公路学会道路分会在海南召开了“橡胶沥青在路面工程中应用技术交流会”。国家发改委于2007年9月8日发文推广橡胶沥青。同时北京市路政局于2007年3月13日发布《北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工指南（试行）》确定，从该年起北京道路大修中将推广使用橡胶改性沥青铺筑道路，橡胶沥青混凝土在首都机场南线高速、奥运工程中全面使用，第一条交通部科技示范工程 实施。2008年，编制了交通部《废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》，出版了《橡胶沥青及混凝土成套技术》。由国际橡胶沥青路面协会和江苏省交通厅主办的第四届国际橡胶沥青大会在南京开幕。经过了20年的摸索，10年的发展，中国橡胶沥青技术逐渐形成。

三、橡胶沥青的基本技术应用

1.橡胶沥青用于裂缝的填充。

由于橡胶沥青具有粘度大，抗老化、抗氧化能力强，弹韧性好等优点，橡胶沥青最早的应用即作为裂缝的填充材料，至今也有广泛的应用。

2.橡胶沥青碎石封层。

碎石封层是一种在喷洒沥青类结合料后，立即撒铺一定粒径的粗集料，经碾压而形成的薄层 封层。撒铺的碎石即提供对沥青的保护，也给行驶车辆提供必要的粗糙度，以保证安全行驶 。碎石封层的主要作用是封闭表面细小裂缝，阻止水侵入路面，损坏基层与路基。该技术产 生于上个世纪20年代，起初主要作为小交通量道路的表面层，目前已被广泛用于各种交通量 道路的预防性养护。

3.橡胶沥青混合料。

橡胶沥青混凝土由于采用橡胶沥青作为胶结料，除具有普通沥青混凝土的优点外，还具有普通沥青混凝土无法比拟的优势：优越的高低温性能，抗车辙能力强，高抗老化、抗氧化性能，耐久性好以及低噪音等。在同等路面功能要求下，橡胶沥青厚度可比普通沥青混凝土厚度减少一半，该性能使得橡胶沥青混凝土尤其适用于桥面铺装。橡胶沥青混凝土作为磨耗层时，一般采用开级配或断级配的混合料设计方法。

断级配和开级配混合料主要用于旧沥青路面和旧水泥路面的养护或者改建的罩面。

橡胶沥青混合料也可直接用于新建工程的罩面。用于新建工程时，橡胶沥青断级配混合料应当直接取代上层普通沥青混凝土作为面层。橡胶沥青混合料也可用于居民区作为新建道路的表面（磨耗）层，并起到减轻噪音的作用。

以上是对橡胶沥青小史及基本应用技术的简单介绍，我国的科研单位、企业对橡胶沥青的研究和应用都投入了大量的精力。但目前，国内有关橡胶沥青的研究工作以及发展仍需要进行大量的努力。相信在不久的将来，橡胶沥青领域会不断涌现出更新的技术，更高的成果，拥有更广阔的前景。endprint