废旧胶粉改性沥青路用性能与工程应用

尹和山

（安徽省港通建设工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

近年来，橡胶粉改性沥青作为一个新型的环保项目在国际上得到了广泛的推广使用，尤其是美国、南非、加拿大等国先后制定了废旧橡胶粉改性沥青的国家标准和大力推广使用的国家政策。目前，我国以交通部科研所、江苏交科院为代表的科研机构正在积极研究和推广使用橡胶粉改性沥青，废旧橡胶粉改性沥青已先后在我国沪蓉西高速湖北段、苏杭高速二期工程江苏段等路段得到大面积的推广使用。废旧橡胶粉改性沥青以其良好的特性越来越受到国内同行的认可。但是，目前，对胶粉改性沥青混合料路用性能和工程应用特性的研究还存在一定的差距、评价体系不够完善，这在很大程度上制约着橡胶粉沥青的推广应用和工厂化生产，离推广应用还存在一定的障碍。因此，研究橡胶粉沥青混合料的性能以及工程应用特性，并将该技术的研究成果应用于工程实践中，指导该项技术的普及，积极推行橡胶粉改性沥青技术在安徽公路更大的推广应用，其在公路建设及养护市场具有广阔的前景。

2 废旧胶粉改性沥青的特性

针对目前传统工艺的情况，结合国内外有关资料，使用配方生产的橡胶粉改性沥青在带有搅拌器的储存罐中可以储存达15d，并保证各项技术指标与刚生产的改性沥青技术指标不降低，远远高于国内相关厂家的储存指标，这就给工厂化生产橡胶粉改性沥青奠定了基础。利用橡胶粉作为改性剂，制备成橡胶粉改性沥青，可以提高沥青的黏度、改善沥青的高、低温性能、抗老化、抗疲劳性能。试验证明，通过对工艺的调整和选用部分外掺剂，控制好工艺条件，可以提高橡胶粉改性沥青的储存稳定性，解决工厂化生产的难题，为今后橡胶粉改性沥青大面积的推广应用提供了有利的依据。

3 胶粉改性沥青的路用性能

胶粉改性沥青路用性能的评价，主要是针对经胶粉改性后的沥青及其混合料所表现出的各种性能。我们应该通过综合优化改性沥青所表现出的各种性能，正确认识并利用改性后的沥青及其混合料。

3.1 沥青混合料浸水马歇尔试验

对设计的若干种沥青混合料进行浸水马歇尔试验分析比较，研究评价胶粉改性沥青混合料的抵抗水损坏能力（表1）。

表1 沥青混合料浸水马歇尔试验

对表1实验数据的分析可见，改性沥青可以提高混合料的强度和浸水残留强度。另外，通过对改性沥青混合料的渗水系数试验，SMA－13、AC－10、AC－13渗水系数均为零，可见经过胶粉改性的沥青不仅提高了混合料的稳定度，而且赋予改性沥青混合料具有良好的防水渗入和抗水损坏能力。

3.2 沥青混合料劈裂试验（表2）

表2 沥青混合料劈裂试验

3.3 谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验（表3）

表3 沥青混合料析漏及飞散试验

3.4 沥青混合料抗车辙性能

改性沥青混合料SMA－13，车辙试验动稳定度5831次／mm，AC－10混合料车辙试验动稳定度2900次／mm，AC－13混合料车辙试验动稳定度3709次／mm，而普通704沥青动稳定度一般介于1000～1600次／mm。可见改性沥青对提高沥青混合料的高温稳定性效果显著，可以显著改善混合料抵抗车辙的能力。

3.5 沥青混合料小梁弯曲试验

表4 －10℃小梁弯曲试验结果

通过上述改性沥青混合料路用性能指标的试验研究，可以看出，改性沥青混合料的水稳定性较普通沥青的水稳定性具有一定的优势，对于抵抗水损害的能力要比普通沥青强；抗车辙能力的提高证明改性沥青混合料高温稳定性强，这对提高路面抵抗车辙、避免早期破坏能力是个跃升；而冻融劈裂和低温弯曲试验表明，改性沥青的混合料抵抗破坏能力和破坏应变要远大于普通沥青，这说明改性沥青对路面抵抗低温裂缝能力的提高有突出贡献。由此可以总结出，改性沥青的应用显著提高了路面的高、低温性能和抗水损坏能力，提高了路面的服务性能，增强了路面行车舒适性，这为改性沥青的推广应用提供了不可或缺的前提。

4 胶粉改性沥青工程应用特性

橡胶粉改性沥青与普通沥青一样，可以广泛应用于公路工程中，所不同的是其应用范围更广、应用性能更好，改性沥青路面具有优良的应用性能。

4.1 减缓路面老化

沥青路面的老化与沥青、沥青与矿料的相互作用以及混合料的结构有密切的关系。大量的实践证明，在保证路面具有较高使用功能的前提下，使沥青混合料有足够的密实性、减小孔隙率是减轻老化的根本性措施，保证沥青对矿物一定的裹覆厚度和黏聚力。使用胶粉改性的沥青由于黏滞度增高，提高了沥青与集料的黏聚力，提高路面抵抗高温变形、水损坏能力。室内研究表明，改性沥青的抗老化能力明显强于普通沥青。

4.2 减少噪音，增大行车舒适性

通过室内混合料的研究表明，普通沥青混合料的抗压模量高于改性沥青混合料的抗压模量，这是由于胶粉改性沥青具有较高的弹性恢复特性或自愈性，因此其混合料应用于路面铺筑可以吸收、消耗一定的能量，从而降低汽车的行驶噪音。通过对安徽省合肥市二环路北段（B标）现场进行的噪音对比检测表明，交通量大，则降噪效果更为明显，能达到降噪接近5～8dB，由于二环路南段（H标）目前交通量还处在上升阶段其减噪效果不明显，但也能达到降噪近5dB。可见由于胶粉改性沥青的自身特性，黏弹性效果好，应用胶粉改性沥青的路面可以起到一定的降低噪音、增大行车舒适性的效果。

4.3 增加路面的耐磨性及抗水损坏能力

由于胶粉改性沥青较普通沥青相比，黏度增大、提高了沥青的内聚性和柔韧性，增强了沥青与矿料的黏附性，增加了沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性能，其稳定度、残留稳定度和冻融劈裂强度都有所提高，从而增强了混合料抵抗变形和抗冲击的能力，阻止了水分进入路面引起路面水损坏的可能，并且沥青与矿料间裹覆力和裹覆厚度的提高，降低了沥青膜脱落的概率、提高了矿料间的结合力，不至出现碎落、松散现象，更有效延缓了路面的老化，延长改性沥青路面使用寿命。

4.4 提高路面服务性能，降低施工维护费用

许多研究资料表明，相同的路面结构，通过使用胶粉改性沥青，可增大路面摩阻力，缩短刹车距离。由于胶粉在混合料中可以起部分填充作用，起到了增加弹性的作用，因此能使行车更加舒适、减少路面反光，增大行车安全性。由于废旧胶粉属再生资源，我国更是轮胎生产报废大国，依托资源丰富、价格低廉，这对降低施工养护成本起到了至关重要的作用，更由于是再生利用，属环保型项目，会得到政府的大力支持，而路面寿命的提高则极大地降低了路面的养护维修费用。

4.5 改善路面高低温性能

由于经过胶粉改性的沥青其黏度、低温延展性以及抗老化性能等都得到极大的提高，因此其混合料更表现出较好的抵抗高、低温性能及抗疲劳性能，这在室内研究中已经得到证明，而在路用性能上主要表现在：改性沥青在夏季大交通量、车辆重载情况下出现路面车辙的几率大大降低；冬季出现路面裂缝更少、抵抗低温、寒冷能力增强，提高了路面抗裂缝能力；使路面冬季不易结冰和打滑、改善了路面行驶条件，显著提高了车辆行驶的安全性和舒适性。

5 结论

利用橡胶粉作为改性剂，制备成橡胶粉改性沥青应用于道路上，可以使其路用性能技术指标明显提高，表现在抗水损坏能力、析漏、飞散性能、低温变形能力的提高；提高了路面工程应用性能，表现在减缓老化、降低噪音、减少裂缝、冬季不易结冰等方面；为废旧胶粉改性沥青的推广应用开拓了良好的条件和前景。

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