橡膠瀝青在高等級路面上面層施工中的應用

原海龍

(山西長興路橋工程有限公司，山西長治 046000)

橡膠瀝青在高等級路面上面層施工中的應用

原海龍

(山西長興路橋工程有限公司，山西長治 046000)

結合橡膠瀝青的組成要素，介紹了橡膠瀝青的生產工藝，并從原材料選擇、橡膠粉改性瀝青生產、混合料拌合、運輸、攤鋪、碾壓等方面，闡述了橡膠瀝青在高等級路面上面層施工中的應用，有效改善了瀝青混合料的路用性能。

橡膠瀝青，路面，原材料，混合料

0 引言

近年來，隨著我國交通事業的發展，公路交通荷載不斷增大，對路面的質量要求也越來越高。同時，我國汽車保有量大幅增長，與之相伴隨的產生的廢舊輪胎數量日漸增多，形成的黑色污染對環境造成了嚴重破壞，對廢舊輪胎的處理成為全社會關注的重大環保課題。

國內外的先進經驗表明，將廢舊輪胎磨細膠粉配制成橡膠瀝青，鋪筑應力吸收層或鋪筑橡膠瀝青路面，對發揮其良好的路用性能，增強路面的使用性能和耐久性具有重要意義，是實現廢舊輪胎綠色處理和循環利用的有效途徑之一。

在公路工程中進行橡膠瀝青的推廣和應用，符合循環經濟，節能減排的要求，是變廢為寶的一種有效途徑。隨著我國廢膠粉生產技術的不斷改進和廢膠粉改性瀝青性能的提高，橡膠瀝青路面迎來了難得的發展機遇，在節約資源、節省投資的同時，確保養護費用降低，提高公路工程綜合效益。

1 橡膠瀝青

橡膠粉由廢舊輪胎加工而成，天然橡膠和合成橡膠是其最主要的成分，含有的硫、碳黑、氧化硅、氧化鐵、氧化鈣等對瀝青具有良好的改性效果，使得油質橡膠聚合物的抗疲勞性和抗裂性有效提高，粘附性和水穩定性顯著增大。橡膠瀝青的生產流程見圖1。

圖1 橡膠瀝青的生產

橡膠瀝青是在熱瀝青中摻加18%～22%的廢膠粉后，兩者和添加劑在高溫條件下發生溶脹反應，經過高速剪切后組成的混合物。

橡膠瀝青的應用范圍廣泛，可用于密級配、斷級配、開級配混合料。可代替普通瀝青混合料使用，如采用橡膠瀝青碎石封層(SAM)，能減少碎石散失、延緩反射裂縫。將橡膠瀝青碎石封層與橡膠瀝青罩面(SAMI-R)結合使用，成為橡膠瀝青應力吸收層(SAMI)。

不適宜使用橡膠瀝青的情況主要包括:嚴重開裂的路面，舊路面裂縫寬度超過12.5 mm的，從拌合站到攤鋪點運距較遠導致溫度不能滿足要求的情況時，另外需要手工作業較多的地方也不宜使用。

2 橡膠瀝青的生產工藝

橡膠瀝青的生產分為濕法和干法兩種工藝(見圖2)。

濕法工藝(Wet Process)，是在瀝青中加入一定量的廢輪胎橡膠粉，進行均勻拌合后形成具有改性瀝青特性的橡膠瀝青，可作為間斷級配或開級配瀝青混凝土的粘結料使用。

干法工藝(Dry Process)，是在集料中加入一定量的廢輪胎橡膠粉，再將瀝青噴入后拌合均勻形成的橡膠改性瀝青混凝土。

圖2 濕法和干法生產橡膠瀝青

干法和濕法的區別在于:1)濕法采用的橡膠粉粒徑都在1 mm以下。干法采用的橡膠粉加工工藝相對簡單，顆粒尺寸一般為1 mm～6.3 mm，所用的橡膠粉成本較低。2)干法工藝消耗的廢舊輪胎較濕法多。干法中的橡膠粉摻量約為濕法中的2倍～4倍。3)濕法中橡膠粉的主要作用是作為瀝青改性劑使用。干法中橡膠顆粒主要是作為部分集料使用，對瀝青的改性作用甚微。4)在拌合作業中，干法不需要特殊的設備或較大的設備改裝。濕法工藝需要專門的混合容器、反應和拌和罐等。

國外開展的研究表明，使用廢舊輪胎胎粉的瀝青路面性能是令人滿意的。橡膠瀝青混合料使用熱拌工藝鋪攤中，存在著壓實困難、粘輪、氣味和污染問題。干法瀝青混合料的穩定度最低，流值最大，短期內路面出現剝落、推擠和少量裂縫。濕法工藝對混合料要求較寬松，大多數工程推薦采用濕法工藝。

采用濕法工藝時，集料級配一般不采用密級配，多采用間斷級配或開級配混合料。在瀝青質量的5%～25%的范圍內選擇合適的橡膠粉摻量。大量的工程實例表明，采用濕法工藝鋪筑的路面路用性能良好，可使得路面的高溫抗車轍、低溫抗裂能力和耐久性有效提高，顯著延長路面壽命。

橡膠瀝青應用范圍廣泛，可應用于道路結構上面層、稀漿封層和應力吸收層等，還可用于舊路面的罩面工程。

3 橡膠瀝青上面層施工要點

在進行上面層施工前，應對基層或下臥層質量進行檢測。對檢測結果不符合質量要求的，不得進行上面層施工。對于下臥層被污染的，須進行清洗或銑刨處理后方可進行施工。

3.1 原材料選擇

橡膠粉宜選擇斜交胎膠粉或天然膠含量較高的廢輪胎加工而成的橡膠粉，細度宜控制在40目～60目范圍內。存儲倉庫應通風、干燥，防淋、防潮及防火措施可有效運行，儲存時間不宜超過180 d。

膠粉的摻量應根據實際使用的技術要求確定，推薦為基質瀝青質量的18%～20%(內摻)。

基質瀝青應采用A級90號瀝青，推薦選用飽和分、芳香分等輕質油分含量較高的基質瀝青，性能指標應滿足技術規范要求。

3.2 橡膠粉改性瀝青生產

采用工廠化生產，橡膠粉改性瀝青生產設備應能夠精確控制基質瀝青、橡膠粉、SBS改性劑添加質量。具備精確的溫控裝置，實現橡膠粉改性瀝青加工和發育時的快速升溫，并保證溫度波動范圍不超過10℃。應具有足夠的瀝青儲存設備。

橡膠粉改性劑采用過磨式加工，加工溫度須控制在200℃～210℃，過磨加工后需在發育罐內發育60 min～90 min，發育溫度須控制在180℃±10℃。

橡膠粉改性瀝青具有粘度高、易離析的材料特性，拌合站須具有一定的瀝青儲備能力，用于現場臨時存儲瀝青。儲存罐要有保溫和升溫能力及間歇式攪拌裝置，以減輕性能的變化。還應配置循環泵，長時間存儲后可自循環擾動，避免攪拌死角。存儲時間應小于3 d，儲存溫度控制在160℃以下。存儲時間須超過3 d時，儲存溫度宜在140℃以下。

3.3 混合料拌合

儲存的橡膠粉改性瀝青在應用前必須進行檢測，各項指標不能滿足相關規定時，須返廠或廢棄，不得繼續使用。

使用熱拌橡膠粉改性瀝青混合料生產的，拌合時間以實現集料被瀝青均勻裹覆為準，時間應不少于50 s，可根據試拌合理確定。

應根據瀝青泵的能力，采取由少到多的、漸進式的拌料方式，以確定最佳的拌合能力，瀝青輸送管道內不宜設置濾網，避免速度太快造成泵的損壞。

3.4 運輸

采用大噸位自卸汽車進行混合料運輸，運料車組織應結合攤鋪能力、運輸距離等合理確定，確保形成與鋪攤能力適應的、不間斷的供料車流。

非專用運料車應進行保暖改造，可使用石棉被在側箱板及箱底間形成夾層，夾層中填充苯板，苯板外加罩厚棉被。車廂頂部的苫蓋須采用石棉被，不得只用苫布。

3.5 攤鋪

在進行攤鋪作業前，提前半小時對鋪攤機熨平板預熱至100℃以上。調整熨平板振搗或夯錘壓實裝置的振動頻率和振幅，確保實現路面初始壓實度要求。

將混合料送入分料室中后，混合料經螺旋分料器分向兩側，當混合料高度超過分料器轉軸且將淹埋上部分料器后，攤鋪作業方可開始。

為提高成型后路面的平整度，鋪攤機前進應緩慢、勻速，速度控制在1 m/min～2 m/min范圍內，隨意變速或停頓應予以禁止。

3.6 碾壓

橡膠粉改性瀝青路面壓實中，每作業面至少應配置自重13 t以上的振動壓路機3臺(可以有1臺11 t以上)和自重26 t以上的膠輪壓路機2臺，壓實機械必須安裝良好的能夠控制的霧化設備。

橡膠粉改性瀝青粘度直接影響著碾壓溫度的高低，瀝青粘度越大，需要的碾壓溫度則越高，應根據試鋪結果合理確定。某工程中，要求壓路機緊跟攤鋪機，初壓溫度在155℃以上，復壓不低于145℃，終壓結束時應在120℃以上。

橡膠瀝青路面碾壓方式和遍數應根據試驗段鋪筑情況合理確定。某工程中，要求使用雙驅雙振鋼輪壓路機初壓2遍，前進時關閉振動，后退時打開振動。使用雙驅雙振鋼輪壓路機振動復壓4遍。使用雙鋼輪壓路機終壓2遍。

路面上面層壓實效果不好，存在離析、滲水等現象時，在調整級配效果不明顯時，可考慮使用膠輪壓路機，以改善碾壓效果。

路面表面溫度自然冷卻至50℃后，即可開放交通。

4 結語

橡膠瀝青的高低溫性能、抗老化和抗疲勞性能顯著，將其應用于路面上面層，可起到減薄路面、延長路面壽命、延緩反射裂縫、降低路面噪聲等功能。

橡膠瀝青可用于鋪筑應力吸收層或鋪筑橡膠瀝青路面，還可用于防凍路面、路基材料、基層補強層等。橡膠瀝青制備工藝簡單，成本低，具有顯著的環保效益、經濟效益和社會效益，在我國進行推廣和應用具有極大的前景。

［1］肖芳莉.橡膠瀝青在城市道路瀝青路面施工中的應用［J］.工程技術(全文版)，2016(5):81-83.

［2］魯 斌.橡膠瀝青在高速公路瀝青路面施工中的應用［J］.工業B，2015(5):12-14.

［3］陶 薇.橡膠瀝青技術在高速公路路面中的應用研究［J］.科技與企業，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

原海龍(1966-)，男，工程師