关于橡胶粉改性沥青应用于路面处理的分析

刘小鹏

(山西省交通建设工程监理总公司，山西太原 030006)

0 引言

近年来，橡胶粉改性沥青在我国很多的公路建设中受到了普遍重视。橡胶粉改性沥青20%左右的成分是由汽车废轮胎加工的橡胶粉。它克服了传统沥青路面夏天高温泛油鼓包，冬天寒冷开裂的缺陷，具有耐热耐寒，增强防滑性的特征，提高了道路行车安全系数，特别适用于高等级公路路面铺筑。

随着我国经济持续快速的发展，各类机动车保有量逐年大幅上升，废旧轮胎的数量也逐年增多，废旧轮胎已成为一种黑色垃圾。因此，重视废旧轮胎循环利用，将废旧轮胎橡胶粉应用于公路建设，实现变废为宝是解决黑色污染的有效途径之一。

橡胶粉改性沥青(Asphalt Rubber，简称AR)是一种新型的优质路用复合材料，它是重交沥青与废旧轮胎橡胶粉和外加剂在高温状态下，橡胶粉吸收沥青中的树脂，烃类等多种有机质，胶粉湿润，膨胀，粘度增大，软化点提高，并具有橡胶和沥青的粘性，韧性，弹性，达到路面铺筑性能，见图1。

图1 废旧橡胶沥青混凝土溶胀反应原理图

1 橡胶粉改性沥青在国内外的发展

废旧轮胎橡胶粉在公路行业的研究，加工成橡胶改性沥青应用于路面铺筑，在国际上至今已有30多年的历史。美国是在公路工程中应用废旧轮胎橡胶粉最多的国家之一，到1998年年底铺设的橡胶粉改性沥青路面已超过1．1万km。欧洲橡胶粉改性沥青占各种改性沥青的比例为9%左右。法国是一个广泛使用橡胶沥青的国家，截止到1995年，橡胶沥青多孔隙混凝土累计已经摊铺了超过100万m2路面。南非也是废旧轮胎橡胶粉在公路行业中的应用十分成功和广泛的国家，目前60%以上的道路沥青使用橡胶沥青。此外，澳大利亚、日本、俄罗斯、加拿大、瑞典、韩国、芬兰等国家已经成功的将橡胶粉改性沥青用于修建高等级公路。

我国自20世纪80年代开始对橡胶粉改性沥青进行研究。1998年，天津市铺筑的宁汉大桥橡胶粉改性沥青试验路段至今没有维修过。2001年，交通部组织在北京市顺义区、门头沟区铺设两条2．4 km的橡胶粉改性沥青路段。2003年，天津市公路局开始将胶粉改性沥青试用于城市道路建设。2009年，废胎橡胶粉改性沥青混合料用于北京长安街大修，为新中国60周年大阅兵铺筑了坚实的基础。2010年，忻阜高速(山西忻州至河北阜平)是国内废旧轮胎胶粉筑路技术第一次在实体建筑中最大规模的应用，全长124 km，其中80多千米路面使用了废胎胶粉筑路技术，循环利用废旧轮胎60多万条，2 000多吨。忻阜高速工程应用的良好效果，为我国今后大规模推广应用橡胶粉技术奠定了基础。

我国国内橡胶粉改性沥青技术，从最初借鉴国外成果，到如今实现自主研发，不仅生产技术领先，而且沥青性能也优于国外产品，并实现了成套设备的出口。

2 废旧轮胎胶粉筑路技术应用于路面铺筑技术优势

橡胶粉改性沥青对基质沥青的使用性能有很大的改善，且优于目前常用的SBS，SBR，EVA等改性沥青，增强路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性能和耐久性。将其应用于公路路面铺筑，具有优良的路用性能和环保价值，对于推动循环经济的发展具有重要意义。

橡胶粉改性沥青应用于路面铺筑，具有5大技术优势:

1)降噪声。橡胶粉改性沥青也称为“消音沥青”，在沥青中掺入胶粉后，颗粒间形成的许多小孔洞是向下凹的。根据声学原理，向上凸的小孔洞，会使噪声扩大，而向下凹的孔洞，则使声音在来回反射过程中趋于消失，车辆与路面摩擦产生的噪声就大大降低了。实验数据表明，当行车时速在50 km/h～100 km/h，使用橡胶粉改性沥青的路面噪声将降低3 dB～8 dB，噪声降低2 dB，相当于减少交通量1/3。

2)增强路面韧性。在沥青中掺加橡胶粉，会提高沥青粘度，加强沥青与碎石的粘结力，增强沥青抗变形能力，并具有更好的封水性能;能明显提高路面的抗车辙性能，普通沥青混合料筑成的路面被碾轧3 000次就能形成的凹槽，橡胶沥青混合料路面可以经受5 000次;还能增加路面的抗老化、防氧化和热稳定性能，能明显减少路面开裂，延长了路面的使用寿命1倍～3倍。

3)提高行车的舒适性和安全性。在沥青中掺加橡胶粉，可缓和路面局部不平引起车辆的振动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而改善行车的舒适性和安全性。

4)自融冰化雪能力强。自融冰化雪能力比普通路高3 h以上，这是由两个原因导致的:a．掺了胶粉的路面比较软，车辆压在软地上，冰碴子等东西很快就被碾碎，碎了的冰就容易融化了。b．橡胶具有易吸热的特点。

5)成本低。目前使用的进口SBS1 t需2万多元，而废轮胎生产的胶粉1 t才3 000元以内;与普通沥青相比，橡胶粉改性沥青可大幅延长路面使用寿命，从而减少后期维修费用。总体上说，胶粉改性沥青在成本上比SBS改性沥青要低20%左右，胶粉改性沥青所铺设的路面比SBS改性沥青要薄，后期维修费用低，路面寿命长，因此在成本上比SBS更具竞争力;同时，还为国家节约了橡胶资源，减少了环境污染。

废旧轮胎胶粉应用于路面铺筑具有极大的技术优势。在我国，将其应用于路面铺筑试验及工程的成功，为废旧轮胎的应用开辟了重要的渠道，实现了变废为宝，为解决黑色污染具有突出的环保意义。

3 橡胶粉改性沥青路面铺筑应用存在的问题

在我国，废旧轮胎循环利用率只有1%～2%用于改性沥青，全国利用量不超过2万t。主要原因是，在我国，橡胶粉改性沥青的大规模应用还存在着以下问题:

首先，是要尽快制定全国统一的有关的技术标准。橡胶粉作为基本原材料，其质量的稳定关系到在公路行业应用的前景。废胎胶粉的成分比较复杂，则其对沥青及混合料的性能影响也不尽相同。要从技术和经济两方面确定全国统一的适合于公路使用的橡胶粉的技术指标，包括加工方式、橡胶粉来源的推荐轮胎、橡胶粉中有效成分的规定、橡胶粉中纤维的含量等技术标准。

其次，是橡胶沥青及混合料的设计施工技术指南的制定。由于我国幅员广阔，气候和自然环境十分复杂，其指南的制定也应因地制宜。2006年2月，天津市颁布《天津市废轮胎胶粉改性沥青路面技术规程》;2006年12月，北京市发布了《废轮胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》，这是就胶粉改性沥青应用发布的首个地方指南，对该材料在北京地区的推广应用指明了方向，但在其他省份却没有相应的技术设计和施工标准。因此，应该在既有成果基础上，根据各地区的交通环境和特点，开展橡胶沥青及混合料的性能的研究，制定有关的技术指标、设计标准、设计施工指南是当前橡胶粉在道路工程中应用的当务之急。

第三，废旧轮胎循环利用法律法规的缺位。《废旧轮胎回收利用管理办法》自2002年筹备立法，迄今尚未出台。可喜的是，废旧轮胎资源综合利用已经成为全社会关注的热点话题，特别是国家针对废旧轮胎资源综合利用出台一系列扶持、鼓励政策，仅2011年、2012年上半年国家相关部委就出台了多项与废旧轮胎资源综合利用相关的政策。

在废旧轮胎综合利用中，加快废橡胶、废旧轮胎综合利用技术的研发与完善，推进该项技术成果转化落实，克服废旧轮胎循环利用存在的现实问题，推动废橡胶资源综合利用产业持续、快速、健康发展。

4 结语

由于我国气候和自然环境复杂，且重型载重技术发展迅速，对公路路面提出了较高要求，因此将废旧轮胎橡胶粉用于公路路面铺筑，实现变废为宝，是解决面临的黑色污染的有效途径之一。但受制于技术规范和国家政策的扶持，建议应尽快研究制定适合我国国情的橡胶沥青及混凝土设计施工验收技术标准，从而推动废旧轮胎资源的综合利用。

［1］杨旭旭，溯 彬，丁世宁．浅谈废旧橡胶轮胎在公路路面中的应用［J］．科技创新导报，2010(12):8-9．

［2］刘玉强．废旧轮胎的回收利用［J］．轮胎工业，2000(20):33-35．

［3］百度—橡胶改性沥青［J/OL］．http://baike．baidu．com/view/4671421．htm．