橡膠粉瀝青混凝土在陜西關中環線的應用

楊建平

摘要：為了研究橡膠粉瀝青的路用性能，結合陜西關中環線公路中修工程，探討了橡膠粉瀝青的技術特點、生產工藝，研究了橡膠粉瀝青混合料性能的試驗方法和施工質量的控制等問題。結果表明：橡膠粉瀝青在改善瀝青路面裂縫、車轍病害以及降低噪聲等方面具有優異的性能，研究結果和施工經驗可為今后在公路建設中推廣應用橡膠粉瀝青提供有益參考。

關鍵詞：橡膠粉瀝青；生產工藝；混合料組成；質量控制

中圖分類號：U416.26文獻標志碼：B

Abstract： In order to study the pavement performance of rubberized asphalt concrete， the technical characteristics and manufacturing process of rubberized asphalt， as well as the performance test and quality control of the mixture were expounded. The results show that the rubberized asphalt concrete excels in reducing cracks and ruts and lowering the noise. The findings and construction experience help to popularize the rubberized asphalt concrete in highway industry.

Key words： rubberized asphalt； manufacturing process； mixture composition； quality control

0引言

橡膠的高子分聚合物具有分子量大、彈性好的特點，廢橡膠制成的橡膠粉用于瀝青改性，可以降低瀝青的溫度敏感性，增加瀝青的彈性[1]。改性瀝青用作鋪路材料可以減少路面的裂縫和老化，降低行車噪音，延長路面使用壽命[23]。

近年來，隨著國民經濟快速發展，汽車保有量不斷提高，輪胎工業進入了一個急速膨脹的增長時期。廢舊輪胎屬于工業有害固體廢棄物，如果采用燃燒的處理方式會產生大量的一氧化碳等有害氣體，帶來嚴重的二次污染；大量的廢舊輪胎垃圾堆積，不但占用土地資源，而且易發生火災。日益突出的廢舊輪胎環保處理問題，已經引起世界各國的高度重視。

本著節能環保、創新發展的理念，本文以陜西關中環線項目引進橡膠粉瀝青生產設備生產橡膠粉瀝青混合料為例，驗證其在路面養護中的作用，為今后橡膠粉瀝青混凝土的推廣應用積累經驗。

1施工路段路面情況

陜西關中環線K117+200～K119+200段于2004年建成通車，為一級旅游公路。路面結構為：3 cm AC13細粒式上面層+4 cm AC16中粒式下面層+20 cm二灰碎石基層+24 cm二灰土底基層+天然砂礫路基，路面寬度為16 m。

近幾年，由于交通軸載日益增加，路面出現了不同程度的坑槽、車轍、裂縫等病害。經檢測，此路段基層強度滿足要求。因此，決定在此鋪設2 km橡膠粉瀝青混合料路面試驗段。具體的修補方案如下。

（1）對裂縫路段用瀝青膠做灌封處理，然后灑黏層油，鋪4 cm AC16橡膠粉瀝青混凝土。

（2）對坑槽、沉陷路段挖除病害進行修補，然后灑黏層油，鋪4 cm AC16橡膠粉瀝青混凝土。

（3）對車轍路段進行銑刨，修補整平，然后灑黏層油，鋪4 cm AC16橡膠粉瀝青混凝土。

2橡膠粉瀝青的生產工藝

橡膠粉瀝青的生產工藝分為干拌法和濕拌法[4]。干拌法是指將廢胎膠粉與集料拌和后，再噴入瀝青拌制，混合料稱為橡膠改性瀝青混凝土；濕拌法是指先將廢胎膠粉和瀝青加工形成橡膠瀝青后，再與礦料拌和生產橡膠瀝青混合料[57]。

本工程采用濕拌法，具體工藝如下。

（1）配備專用設備（高速攪拌機和溶脹罐），以利于橡膠粉與瀝青的充分融合。每批橡膠粉瀝青生產量最小為10 t，最大為20 t。攪拌罐中設置有加熱系統和螺旋攪拌裝置。

（2）攪拌時間為90 min。橡膠粉瀝青混合物加熱到180 ℃～190 ℃并溶脹大約60 min，再生產橡膠粉瀝青混合料。

4.1級配合成比例

拌和機4#料倉（11～19 mm）、3#料倉（6～11 mm）、2#料倉（3～6 mm）、1#料倉（0～3 mm）和礦粉的合成比例為22∶30∶22∶20∶6。級配合成曲線如圖2所示，結果滿足要求。

4.2馬歇爾試驗

（1）分別采用4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、65%五種油石比成型Marshall試件。礦料加熱溫度為180 ℃～190 ℃，橡膠粉瀝青加熱溫度為185 ℃～195 ℃（比普通瀝青混合料加熱溫度高出15 ℃～20 ℃），混合料拌和溫度為170 ℃～175 ℃，試件擊實溫度為155 ℃～165 ℃，雙面各擊實75次[1011]。經室內試驗驗證，最終確定最佳油石比為59%。

（2）最佳級配、最佳油石比時，橡膠粉瀝青混合料的技術性能試驗結果見表8～11。

5混合料施工及注意事項

橡膠粉瀝青混合料施工過程如下。

（1）橡膠粉瀝青混合料采用與普通改性瀝青混合料相同的運輸、攤鋪和壓實工藝。

（2）攤鋪機攤鋪速度為3 m·min-1，攤鋪溫度為160 ℃，初壓溫度為155 ℃，終壓溫度不低于90 ℃。

（3）初壓用12 t振動雙鋼輪壓路機高頻低振碾壓2遍；復壓用30 t膠輪壓路機碾壓4遍；終壓用12 t鋼輪壓路機靜壓2遍，至無明顯輪跡為止。路面溫度低于50 ℃后方可開放交通。

橡膠粉瀝青混合料施工中應注意以下幾點。

（1）由于橡膠粉瀝青混合料黏度非常大，容易出現拖痕，因此攤鋪機熨平板的必須調整準確[1214]。

（2）橡膠粉瀝青混合料具有一定的彈性，不易壓實，所以必須使用大噸位輪胎壓路機和高頻振動壓路機組合碾壓。

（3）橡膠粉瀝青混合料運送到現場的溫度一般為160 ℃～170 ℃，攤鋪后溫度較高，很容易被壓路機帶起，被帶起的瀝青掉在路面上容易形成油斑。因此，應注意初壓粘輪溫度的控制，不易過高，并不時用拖把蘸隔離液擦拭輪胎，防止黏輪[1516]。

6結語

（1）橡膠粉瀝青混合料試驗段路用性能的測試結果表明，各指標均滿足規范的要求。

（2）經過4年的跟蹤、觀察及行車檢驗證明，鋪筑后的橡膠粉瀝青混合料路面平整、密實，沒有發現滲水、裂縫及車轍現象。

（3）橡膠粉瀝青具有獨特的性能優勢，不但可以全面提高道路的性能與使用壽命，還可節約大量的建設與維護資金。因此，加快研究、消化、吸收和推廣橡膠粉瀝青技術具有十分重要的現實意義。

參考文獻：

[1]楊冬亮，馮明林，閆思璐，等.橡膠粉對橡膠瀝青混合料性能的影響[J].交通科學與工程，2015，31（2）：1518.

[2]王笑風，曹榮吉.橡膠瀝青的改性機理[J].長安大學學報：自然科學版，2011，31（2）：611.

[3]黃文元，楊遺良.橡膠瀝青：提升路面質量的新材料——橡膠瀝青的生產工藝及特點[J].工程機械與維修，2006（8）：7879.

[4]孫見林，郝培文.廢橡膠粉改性瀝青在路面工程中的應用[J].工程機械與維修，2006（8）：7981.

[5]朱平.廢橡膠粉復合改性瀝青在透水瀝青混凝土中的應用[D].重慶：重慶交通大學，2015.

[6]尹以高，李美華.干法膠粉改性瀝青混合料的制備和性能[J].西部交通科技，2015（9）：1114.

[7]任寶蘭.淺談橡膠粉改性瀝青在路面養護中的應用及技術控制[J].科技創新導報，2015（6）：7374.

[8]劉亞敏，韓森，徐鷗明.摻外加劑的橡膠瀝青SMA混合料設計方法[J].長安大學學報：自然科學版，2011，31（3）：1316.

[9]董磊，劉勇，房曉東.橡膠粉改性瀝青混凝土配合比設計方法研究[J].山西建筑，2007，33（9）：177178.

[10]譚憶秋，郭猛，曹麗萍.常用改性劑對瀝青粘彈特性的影響[J].中國公路學報，2013，26（4）：715.

[11]韓穎，涂亮亮.復合型膠粉改性瀝青膠漿的流變性能研究[J].建材世界，2015（1）：1416.

[12]方向陽.某橡膠瀝青混凝土低溫性能評價研究[D].長春：吉林大學，2011.

[13]魏宏.廢膠粉改性瀝青抗老化性能的研究[J].城市道橋與防洪，2015（6）：215217.

[14]夏瑋.廢膠粉改性瀝青及瀝青混合料路用性能研究[D].重慶：重慶交通大學，2009.

[15]高小華.橡膠瀝青及其混合料技術特性和施工工藝研究[D].西安：長安大學，2011.

[16]秦勇.橡膠瀝青混凝土施工技術[J].中國新技術新產品，2016（1）：113.

[責任編輯：王玉玲]