废轮胎胶粉改性沥青在高速公路工程中的应用

□文/商耀祥 王 静

□王 静/天津高速公路管理处。

废轮胎胶粉改性沥青在高速公路工程中的应用

□文/商耀祥 王 静

文章对废轮胎胶粉改性沥青的机理、技术性能进行了研究并对其在津汕高速公路工程中的应用情况进行了介绍。该项技术成功应用于津汕高速公路的建设工程中，取得了巨大的经济、社会和环境效益，具有良好的推广应用价值。

废轮胎；胶粉改性沥青；高速公路

近年来，随着我国经济发展，国内汽车保有量急剧增加，随之而来的是废轮胎的处理问题。废旧轮胎通常被称为“黑色污染”，属于不熔或难熔的高分子弹性材料，具有很强的抗热、抗生物、抗机械性并且难以降解。利用废旧轮胎胶粉对普通沥青进行改性并生产路用混合料是一种减少“黑色污染”的有效办法。

胶粉改性沥青作用机理及性能优势

作用机理

胶粉改性沥青是通过物理剪切、研磨和化学活化、稳定等手段，将胶粉中分子链断开，降低胶粉颗粒粒径，使沥青、橡胶混合物形成稳定共溶体系。通过活化和机械降解胶粉分子链，使胶粉中各种成分（如橡胶、炭黑、抗氧剂等）能够分别发挥其作用，以大分子粒径的级别来改善沥青性能，同时通过化学稳定技术，使胶粉改性沥青形成高分子溶液相容体系，与常用的SBS改性沥青体系相近，性能近似，但更廉价、环保。

性能优势

对各种沥青及其混合料性能对比见表1。

表1 对各种沥青及其混合料性能对比

由表1看出，胶粉改性沥青的综合性能优越，尤其是高温抗变形性能突出，综合考虑其路用性能及环境保护方面的突出贡献，所以其应用更加广泛。

工程应用

胶粉改性沥青在津汕高速公路表面层施工中得到了应用。

原材料

（1）胶粉改性沥青。对津汕高速公路所采用的胶粉改性沥青进行了基于针入度分级体系、SHRP性能分级体系和粘度分级体系的研究，其技术性能结果见表2。

表2 胶粉改性沥青性能

由表2看出，津汕高速工程采用的胶粉的各项指标均符合技术要求并且通过SHRP分级试验的技术测定结果为PG76-28，高于其PG70-22的技术要求，说明其高温性能及低温性能均能超过技术要求。

（2）其他材料。经检测，津汕高速工程用的玄武岩集料、石灰岩矿粉的技术性能均符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

胶粉改性沥青混合料

（1）胶粉改性沥青混合料设计。采用了SUPERPAVE的混合料设计方法，其级配见图1，最佳油石比为5.3%。

图1 胶粉改性沥青混合料级配

（2）胶粉改性沥青混合料性能验证。对胶粉改性沥青的高稳性能、低温性能及水稳定性能等进行检验，见表3。

表3 胶粉改性沥青混合料性能

表3表明，胶粉改性沥青及混合料性能能够满足相关技术规范和设计标准要求。通过工程施工技术研究形成了胶粉改性沥青混凝土生产施工技术指南。同时研究表明，胶粉改性沥青混凝土路面与SBS改性沥青混凝土施工技术相比未增加施工难度，现有的施工技术水平完全可以做好。

胶粉改性沥青施工质量控制

运输

（1）运输车辆的车厢应该具有紧密、清洁、光滑的金属底板并打扫干净。

（2）将胶粉改性沥青混合料往摊铺现场运输时，必须用篷布覆盖，以保持混合料的温度。

（3）从拌和机向运料车上放料时，应该尽量缩小混合料下落的距离。

（4）运料车在运输过程中，应匀速、慢行，速度一般控制在30～40km/h，尽可能减少因扰动造成的混合料离析现象。

（5）运料车在停车卸料时，不可将帆布或棉被卷起。

摊铺

（1）在铺筑混合料之前，必须对下承层进行检查。

（2）为保证摊铺质量，必须提前30～60min对熨平板进行预热处理，使其温度不低于120℃。

（3）胶粉改性沥青混合料的松铺系数应该根据试验路段确定。

（4）摊铺过程一定要保持连续性，摊铺机应以均匀的速度行驶，以保证混合料均匀、不间断地摊铺，要经常保持3～6辆车等待。

碾压

（1）胶粉改性沥青混合料应该遵循“高温、紧跟、重碾、慢压”的原则进行碾压。

（2）取消初压，直接进入复压阶段，然后终压。

（3）尽可能地缩短碾压段落长度，以保证在较高的温度下完成碾压作业。

（4）碾压过程中，压路机起步、停车要缓慢，不得急停或掉头。

（5）胶粉改性沥青具有高粘性，为防止碾压过程中出现粘轮现象，必须在碾压前将压路机胶轮或钢轮清洗干净。

（6）压路机不得停留在温度高于70℃的已压实但尚未完全冷却的路面上。

结语

胶粉改性沥青大量使用废旧胶粉（每km高速公路工程约消耗75t），其应用规模化将极大缓解废轮胎存放占地，促进循环经济的发展。胶粉改性沥青节约了大量的SBS产品，每吨SBS产品需要大量的原油、化学产品进行加工提炼，降低其需求量可使得石油资源和化工污染的压力得到极大缓解。

TU535

C

1008-3197（2010）04-74-02

2010-06-05

商耀祥/男，1972年出生，高级工程师，天津高速公路集团有限公司，从事技术管理工作。

□王 静/天津高速公路管理处。