關于橡膠瀝青在路面應用的典型結構分析

張 帆

(山西太長高速公路有限責任公司，山西晉中 030600)

近年來，隨著我國交通事業的快速發展，2011年年底，我國的公路總里程達到410.6萬km，其中高速公路里程8.5萬km。但隨著國民經濟的快速發展，公路運輸的負荷加重，公路養護任務日趨繁重。2011年，全年公路養護里程達到398.04 km，占總里程的96.9%;在“十一五”期間，全國累計完成公路大修16.7萬km、公路中修36.4萬km。2011年，交通運輸部《“十二五”公路養護管理發展綱要》中提出了“強化環保意識，推行綠色養護，發展預防性養護、再生利用、安全監測等技術，提高養護管理的信息化、智能化水平，促進人、車、路、自然和諧發展”的目標。這為橡膠瀝青在我國的快速發展及應用指明了方向。

橡膠瀝青，也稱為“環保瀝青”，是先將廢舊輪胎原質加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細級配比例進行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下(180℃以上)，與基質瀝青熔脹反應后形成的改性瀝青膠結材料(見圖1)，具有高溫穩定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是一種新型的路用環保材料。

圖1 橡膠瀝青熔脹反應示意圖

1 橡膠瀝青在路面結構中的主要功能

在路面結構中，橡膠瀝青主要應用于應力吸收層(見圖2)和表面層中，橡膠瀝青作為粘結層和應力吸收層材料是國際上橡膠瀝青應用的一個重要方向。

圖2 橡膠瀝青作為應力吸收層示意圖

將單一粒徑的石料均勻的滿鋪在橡膠瀝青層上，用膠輪壓路機碾壓，橡膠瀝青被擠壓到石料高度的約3/4，所形成碎石封層模式的路面即為橡膠瀝青應力吸收層。

其主要功能為:

1)加強層間粘結。橡膠瀝青擁有超強的粘性，它可以非常牢固的吸附粘結在水穩層或舊水泥路面上，從而加強新舊道路的粘結、瀝青混凝土與橋面的粘結、上下面層的粘結;

2)加強路面防水。橡膠瀝青在路面上會形成瀝青膜，可以防止雨水的向下滲透，對路基起到保護作用。其次，在上面攤鋪瀝青混合料時，橡膠瀝青應力吸收層頂部的橡膠瀝青會二次熔化，經路面壓實后會充分填充其面層混合料底部的縫隙，從而排除了層間存水的可能，有效防止水滲入到中面層及以下結構層;

3)應力吸收。在橡膠瀝青應力吸收層中，橡膠瀝青與單一粒徑的碎石強力粘結，形成裂縫反射結構層，水穩層或舊路面的各種裂縫很難穿透該層，可有效防止或大大延緩反射裂縫的產生，提高加鋪瀝青路面的抗疲勞能力。

2 橡膠瀝青在路面中應用的結構分析

橡膠瀝青在我國的成熟試驗中，主要應用于舊路面升級改造及新路面鋪筑，都取得了良好的效果。

2.1 橡膠瀝青應用于路面改造中的結構設計

橡膠瀝青應用于路面改造工程，主要包括城市降噪、抗滑路面、景區道路、高速公路路面的改造項目，包括舊水泥混凝土路面的“白改黑”工程和老瀝青路面的改造工程等項目。

2.1.1 方案說明

1)原路面需預先處理。若原路面是水泥混凝土路面，參照《公路水泥混凝土路面養護技術規范》，處理合格后，再涂刷二階反應型路面粘結劑;若原路面是瀝青混合料路面，參照《公路瀝青路面養護技術規范》，根據破壞的程度對瀝青路面進行銑刨、修補、再生等處理，處理合格后，再實施二階反應型路面粘結劑。

2)面層建議使用橡膠瀝青斷級配混合料。

3)根據原路面的破壞情況可以合理選擇如圖3所示三種不同方案。

當原路面狀況為新建水泥混凝土路面或者無明顯裂紋時，為節約造價可選擇方案一;

當原路面破壞較嚴重，為緩解反射裂縫的產生應設置應力吸收層，如果原路面平整度較差，建議選擇方案三;

除此之外，方案二的性價比更高。

2.1.2 方案特點

1)方案一施工簡單、造價低。橡膠瀝青混合料斷級配類型具有良好的抗滑、降噪效果，行車舒適，柔韌性好，具有較好的抗疲勞開裂和抗車轍能力。適用于原路面狀況良好的路面加鋪工程， 是一種節約造價的可行方案。

圖3 橡膠瀝青在路面改造中的三種結構設計

2)方案二與方案三都采用了橡膠瀝青應力吸收層與橡膠瀝青混合料的組合形式，一方面增強整個結構抗反射裂縫的效果，另一方面提高了路面的抗疲勞開裂性能及抗車轍能力，提高了路面的耐久性。

3)在造價允許的情況下，盡量選擇方案三，路面平整度與耐久性更好。

2.2 橡膠瀝青應用于新路面鋪筑中的結構設計

2.2.1 方案說明

1)半剛性基層上先噴灑乳化瀝青或改性乳化瀝青透層油。

2)實施下封層，可以選擇稀漿封層或應力吸收層。

3)瀝青層之間應設粘層，可以使用改性乳化瀝青。在造價允許的條件下，推薦在瀝青層之間設置橡膠瀝青應力吸收層，在起到防水粘結作用的同時，可增強結構的抗裂性，大大提高路面的抗疲勞能力及耐久性。

4)高速公路、一級公路等高等級路面，建議采用方案二，使用效果將更為顯著。

2.2.2 方案特點

1)方案二較方案一造價高，耐久性更好，防水抗裂性能更好。當使用橡膠瀝青應力吸收層時，面層厚度可以適當地減薄(如圖4所示)。

圖4 橡膠瀝青在新路面鋪筑中的兩種結構設計

2)都具有優異的抗車轍、抗疲勞開裂性能，具有良好的降噪、抗滑效果，能有效延緩反射裂縫的產生，顯著提高路面壽命。

3)橡膠瀝青具有良好的高低溫性能，故方案一、二既適合于高溫氣候也適用于寒冷地區。

4)在施工中，可以減薄厚度，且比常用路面結構減少一層瀝青混合料的攤鋪，方案一、二都可縮短施工工期，提高施工效率。

故:在高速公路以及環境比較嚴酷的地區的路面鋪筑中，盡量選擇方案二;對荷載、環境等沒有嚴格要求的一般性路面的鋪裝中，可選擇方案一。

3 橡膠瀝青在我國應用存在的主要問題

橡膠瀝青最大的技術亮點是實現了廢舊輪胎循環利用。在我國，橡膠瀝青正在經歷研究探索與開拓前行的過程。目前，關于橡膠瀝青在我國推廣應用存在的最主要的問題是缺乏全國統一的橡膠粉粒規范標準。

橡膠粉粒的質量直接決定著橡膠瀝青的性能。目前橡膠瀝青產業在中國仍處于發展的初期，雖然一些地方制定了相關標準，但是國家標準仍處于空白狀態，造成了在中國市場目前出現了很多橡膠瀝青技術流派，在產品質量上存在巨大差異。因此，設置統一的規范標準，規范市場秩序，讓橡膠瀝青產業健康持續地發展。

4 結語

橡膠瀝青混凝土路面具有抗老化、抗反射裂縫、低噪聲、平整舒適、抗滑等優點，利用廢舊輪胎，符合國家“節能減排、資源再生利用”的環保要求。在工程應用中，根據施工特點，選擇合理的施工方案，做好層級搭配，對于提高資源使用效率，重視環境保護具有重要意義。同時，國家相關部門應該盡快制定橡膠輪胎材料的全國統一的規范標準，以促進橡膠瀝青相關產業的可持續發展。可以說，橡膠瀝青在我國具有廣闊的發展前景。

[1] 百度——橡膠瀝青.http://baike.baidu.com/view/1969380.htm.

[2] 陸小平，涂圣武，李雪峰.橡膠粉瀝青混凝土罩面在干線公路病害處治中的應用[J].現代交通技術，2007(6):42-44.

[3] 劉 學.橡膠粉改性瀝青技術探討[J].科學之友，2011(14):50-51.