淺談廢舊輪胎橡膠瀝青混凝土瀝青路面的應用

楊偉

摘要：本文通過吸收國外研究與應用成果、規范，吸取國內橡膠瀝青工程建設的成敗經驗教訓，通過改良級配設計、優化橡膠瀝青配方等，成功配制出性能優良的廢舊橡膠粉改性瀝青混合料；通過工程成功實施，總結出橡膠瀝青混凝土路面施工過程中質量控制關鍵環節，如溫度控制、碾壓方式等；通過試驗段總結出一條適合橡膠瀝青混凝土路面的碾壓工藝，

為廢舊橡膠粉改性瀝青混凝土路面的廣泛應用積累了經驗基礎。

關鍵詞：廢輪胎橡膠；顆粒；干法改性；瀝青混凝土；施工工藝

中圖分類號：TU37 文獻標識碼： A

前 言

橡膠改性瀝青是以廢舊輪胎粉為原材料在高溫下通過與基質瀝青融脹反應制得的瀝青膠結料，橡膠粉的加入提高了混合料的高溫穩定性、低溫抗變形能力、抗水損害性能及耐老化性能，大大延長了路面使用壽命口“1；同時，以橡膠瀝青作為結合料的橡膠瀝青混合料路面(Asphalt Rubber Concrete，簡稱ARC)還具有降低行車噪音、減低環境污染、回收利用廢舊輪胎等諸多環保功能，因而在國外得到廣泛應用。預計到2012年，我國廢輪胎將達兩億多條。將廢橡膠顆粒應用在道路建設中，是一種非常有效的回收利用方式，且對環境保護具有十分重要的作用。

1 在瀝青路面中的應用

1.1應用概述

廢橡膠顆粒應用于瀝青路面的技術主要分為濕法（WetProcess）和干法（DryProcess）兩大類，濕法是指廢橡膠顆粒（CrumbRubberModifier，簡稱CRM）先行與瀝青拌和，制成一種稱為橡膠瀝青（AsphaltRubber）的改性瀝青膠結料，然后再與集料拌和；干法是指將CRM作為一部分細集料先與集料干拌，然后噴入瀝青拌制成廢橡膠顆粒改性瀝青混合料。目前常用的廢輪胎橡膠顆粒改性瀝青混合料的技術與產品。

在美國，第一個有實用價值的干法處理實例是所謂的“改善行駛系統”項目。采用較粗的橡膠顆粒代替一部分集料加入到斷級配的礦料中，橡膠顆粒占集料總重量的3%～5%，其最大粒徑為1.6～6.4mm。當路面處在積雪結冰的惡劣環境下，由于所加的橡膠顆粒具有很高的回彈能力，廢橡膠顆粒改性的瀝青路面在車輪的碾壓下可以很容易地將凍結在路表面上的薄冰破除，從而達到改善行駛的作用。此后“改善行駛系統”發展為“類集料干法處理”、“橡膠塊瀝青混凝土”等技術。

1.2工程特性

橡膠顆粒的某些工程特性對瀝青混凝土有著顯著的影響，其中包括顆粒的級配與形狀等。

（1）級配。橡膠顆粒改性瀝青混凝土路面的混合料所采用的橡膠顆粒需要滿足一定的級配要求。

（2）顆粒形狀采用粒化機、錘磨機或者細磨機生產的立方體橡膠顆粒，具有相對較低的表面積。而采用破碎機生產的不規則形狀顆粒具有相對較高的表面積。由破碎機生產的具有不規則形狀和較高表面積的橡膠顆粒，可以改性高溫條件下的瀝青結合料，因此這種橡膠顆粒更適合于用在濕法工藝中。通過有限時間，瀝青結合料與立方體形狀的橡膠顆粒，在低溫條件和相對較低的比表面積上發生一定的作用，橡膠顆粒仍能保持干法工藝所需要的外形與硬度。因此，立方體形狀并具有較低表面積，既是常規集料的特征，也是干法斷級配混合料對橡膠顆粒的理想要求。

2 干法改性瀝青混凝土設計

2.1混合料級配組成

PlusRide是一種改性斷級配瀝青混合料，其設計并不遵循傳統的維姆設計法與馬歇爾設計法。經過少許更改，常規的試件制作設備與程序仍可使用，但并不測量試件的穩定度。確定混合料設計中瀝青含量的唯一標準是空隙率。目標空隙率控制在2%～4%之間，根據設計需要，橡膠顆粒占集料總重量的3%～5%，瀝青結合料含量占7.5%～9.0%。分反應后擊實，然后使試件始終在模子環形的限制性壓力下冷卻，脫模后測定空隙率，確定最佳瀝青用量。

2.2混合料結構厚度

橡膠顆粒改性瀝青混凝土結構層厚度的設計方法，基本上與普通熱拌瀝青混合料瀝青路面一致，一般情況下不做修正。

3 干法改性瀝青混凝土施工

3.1材料的傳輸與倉儲

間歇式拌和設備與連續式拌和設備，都可用來拌和橡膠顆粒干法改性瀝青混凝土。回收的橡膠顆粒通常裝在110kg塑料袋中，不管采用哪種拌和設備，都可以采用人工通過專門的傳輸設備添加橡膠顆粒。間歇式拌和設備在橡膠顆粒的質量控制方面優于連續式拌和設備，如果使用了低熔點的塑料袋，還可以將橡膠顆粒投放到攪拌器中。

采用干法工藝時必須嚴格控制橡膠顆粒的輸送，因為橡膠顆粒的用量是否精確直接關系混合料的路用性能。由于傳輸設備自身的特點，一些連續式拌和設備進行橡膠顆粒的用量控制時比較困難。

3.2混合料拌和

因需增加橡膠顆粒，不管采用間歇式拌和設備，還是連續式拌和設備，都要增加拌和時間與拌和溫度。間歇式拌和設備中必須保證足夠的干拌時間，目的是使瀝青結合料添加之前熱集料能與橡膠顆粒充分攪拌。基于改善行駛技術的熱拌瀝青混合料，拌和后應保持溫度在150～175℃的范圍內。

3.3攤鋪與碾壓

干法改性瀝青混凝土的壓實與橡膠瀝青混合料的壓實相似。要在結合料冷卻硬化以前，使混合料達到規定的壓實度。要避免采用橡膠類的壓實設備，尤其是輪胎壓路機，可以選擇鋼輪壓路機進行壓實。采用起隔離作用的專業防粘劑對料車車斗進行處理。另外，在較高的溫度下瀝青會與橡膠顆粒發生持續的溶脹反應，為了防止被壓縮的橡膠顆粒發生膨脹，路面要持續壓實到混合料溫度降低到60℃以下。

4結語

廢輪胎橡膠顆粒干法改性混合料中，起橡膠集料作用較大的橡膠顆粒可改善混合料的性能。暴露在路表的橡膠顆粒可以間接地改善抗滑性。在特殊的氣候條件下，暴露在路表的較大橡膠顆粒使汽車荷載作用下的路面產生彎曲，從而有效地抑制路面結冰。在熱拌瀝青混合料內部，橡膠集料可以作為應力吸收層在中途阻止裂縫的擴展，從而延緩反射裂縫的出現。同時，混合料的斷級配結構可以產生較粗糙的表面紋理，從而降低車轍發生的概率并改善路面抗滑性。

濕法改性瀝青混合料在國內已經有了一定的研究基礎，并鋪筑了部分試驗路。但干法的研究卻剛剛起步，與濕法工藝相比，干法改性瀝青混合料具有很好的路用性能。因此，廢輪胎橡膠顆粒干法改性瀝青混凝土更值得深入研究。

參考文獻：

[1]曹衛東，王超，韓恒春．廢舊輪胎在道路工程中的應用綜述[J]．交通標準化，2005，(6)．

[2]楊志峰，李美江，王旭東．廢舊橡膠粉在道路工程中應用的歷史與現狀[J]．公路交通科技，2005，(7)．