城市道路白改黑工程中橡胶沥青的应用分析

郭 婷

(山西平阳路桥有限公司，山西 临汾 041000)

·道路·铁路·

城市道路白改黑工程中橡胶沥青的应用分析

郭 婷

(山西平阳路桥有限公司，山西 临汾 041000)

以城市市政道路白改黑工程为背景，对橡胶沥青在工程中的应用价值进行了介绍，针对城市道路白改黑工程中存在的问题，分析了橡胶沥青应用于道路白改黑工程中所占有的优势，指出其能够提高道路的高温稳定性、低温抗裂性、持久性等。

橡胶沥青，道路白改黑工程，应用

在本文中笔者对橡胶沥青的应用价值做出了具体的介绍，并分析了城市道路白改黑工程的材料、技术以及存在的问题，继而做出了城市道路白改黑工程中橡胶沥青的应用分析。

1 橡胶沥青的应用价值

现代社会的发展，促生了大量的废旧橡胶，那么如何处理这些废旧橡胶已经成为了一大世界性问题。作为处理废旧橡胶的重要途径之一，将橡胶破碎之后用于公路建设已经成为了未来废弃橡胶的主要运用方式，我国对于橡胶沥青的理论研究算是比较早的，但是真正意义上的应用研究起步却较为滞后。

在我国政府的带领下，目前国内已经形成了大量的废旧橡胶回收生产体系。就社会作用而言，这一工作的展开有效的促进了我国社会主义经济建设和社会环境的建设，并创造了大量的社会与经济效益。废旧橡胶的回收利用比较广泛，诸如胶粉、胶粒的生产等。但是其在土木工程和公路建设中的应用更为显著。所以世界各国在公路建设废弃橡胶的运用上花费了大量人力物力，对其进行充分分析。由于天然橡胶能够有效的增强材料的柔韧性，增强材料的抗老化作用，所以将其运用于沥青中，是能够有效改善沥青性能的。在道路建设中使用橡胶沥青能够提高路面的高温性能柔性以及抗老化能力，最终延长道路路面的使用周期，降低路面裂纹的产生，保障汽车的路面行驶质量，降低路面噪声污染。

2 城市道路白改黑工程材料与技术分析

为了有效的提高城市路面的行驶舒适性，目前在城市道路改造过程中，常在已经运营使用的水泥路面上进行沥青混合料的加铺继而形成复合机构，也就是俗称的“白改黑”。但是由于旧路面存在水泥混凝土病害，所以会对路面加铺的沥青表面造成破坏。

在路面“白改黑”中加铺的沥青面层主要是由粗、细集料，填料，沥青等组成，常见的材料分别为碱性碎石、石灰石石屑和黄砂，细制的石灰石石粉、石油沥青等。这些材料中，粗集料是沥青混合料结构的主体部分，而沥青将细集料和填料包裹之后就可以形成作为沥青混合料粘结剂和填充剂的沥青胶砂，但是沥青混合料骨架之间以及集料中存在的空隙不能够被沥青胶砂充分填充，所以传统的“白改黑”路面中常使用级配较密集的沥青混合料，这样一来就可以将沥青混合料中空隙进行充分的填充，并将粗集料悬浮在沥青胶砂之中。由沥青包裹细集料和填料组成的沥青胶砂既可以作为填充剂，同时也可以作为沥青混合料粘结剂。

在作为填充剂将沥青混合料中的空隙进行填充的工程中，其实沥青胶砂是不能实现完全填充的，并且还会增加混合料的孔隙率，由此就减少了行车荷载的有效承载面积，增加了路面应力，继而造成路面的抗变形能力下降。同时由于沥青混合料中粗集料的比重较大，而表面积却要相对小于其他混合料，所以就会降低沥青的吸附量，在外力的作用下整体结构会发生解体，这时混合料的抗飞散能力就会下降。为了缓解这一问题一般在“白改黑”路面施工中采用密级配沥青混合料。

3 城市道路白改黑工程中存在的问题

为了更好的提高城市道路路面的服务质量，“白改黑”路面技术在近年来得到了非常广泛的应用。人们将沥青混合料面层加铺到原有的水泥混凝土路面，以全新的复合式路面结构来提高路况和行车质量。但是这种方式在运用的过程中由于受到结构因素的影响，普遍存在着一些质量问题。

3.1 受到旧路面结构的影响容易产生加铺层反射裂缝

作为一种特殊结构形式的路面，“白改黑”具有特殊的应力应变，与传统的弹性层状路面体系存在很大的差异。旧的基础水泥混凝土路面受到板块接缝的影响，会造成整体基层强度的下降，一般受到荷载与温度应力作用的影响，就会使沥青加铺层形成较为复杂的三维应力状态。这时经由车辆行驶反复荷载作用于不连续的板体时，接缝两边相邻板块就会发生竖向位移，产生一个位移差进而产生巨大的剪切应力，然后作用于沥青加铺层，在剪切应力作用于沥青加铺层上的同时，该结构层就会由于荷载作用产生反射裂缝。同时，由于路面是长期暴露在大气环境中，所以一旦气候发生周期性变化，就会加速沥青加铺层与旧路面板块的缩胀作用，最终产生一定的温度应力。而接缝处的旧水泥混凝土路面应力又不是连续性的，所以，当沥青加铺层在同时受到自身温度应力以及旧路面的温度应力时，就会马上形成温度反射裂缝。加上之前形成的荷载反射裂缝，两者在一起出现叠加继而形成了影响沥青加铺层的反射裂缝。

3.2 加铺层与旧路面层间不能良好的结合

通常情况下，旧水泥混凝土路面都是呈现表面光滑状态的，这主要是因为其受到长期的行车所致，而此时路面的摩擦系数会非常低。同时还可能由于对沥青混凝土材料的控制不力，造成材料出现较大的孔隙率，雨水下渗形成积水，而在旧路面板块接缝处设置的应力吸收层在受到积水的影响后会形成一个润滑层，由此在加铺层与路基基层咬合时，将会直接影响其之间的紧密结合。此时由于基层无法完全粘合面层，在经过车辆行驶碾压之后，由于水平分力的作用，会马上造成加铺面层的推移产生剪切破坏。

3.3 旧路面基层平整度差

在加铺沥青混合料时由于旧水泥混凝土路面基层的不平整，会使加铺层的厚度不均匀，同时也会降低沥青路面的强度。所以在进行老路改造或者路面拓宽工程“白改黑”道路施工时，原有的旧水泥混凝土板体其实就是路面的基层，那么就只需要在顶面对其进行沥青面层的加罩改造。但是实际情况是原有水泥混凝土路面在长期的公路运营中及车辆荷载的作用下，不仅降低了自身的摩擦系数，同时伴生的还有板块的错位、拱胀、破裂、填缝料损坏等路面损害，所以原有的水泥混凝土旧路面在一定程度上平整度是非常差的，其标高和路拱依据不再符合原有的设计要求，所以在进行沥青加铺层施工时，会直接影响加铺厚度。

4 城市道路白改黑工程中橡胶沥青的应用

近年来由于我国经济的持续增长，国内交通得到了迅速发展，车辆越来越大型化，在道路运营中随处可以看到重载、超载的现象。在这种现实交通运营压力下，传统道路的高温稳定性、低温抗裂性、持久性、抗老化能力已经无法满足现行交通运营的需求。而橡胶沥青的高物理、化学性能已经可以在传统基质沥青功能性质的基础上提高自身的高温稳定性、低温抗裂性、持久性、抗老化能力。而橡胶沥青的主要材质是由废弃的橡胶粉改良而成，其正好顺应现下节能环保的发展趋势，将废弃资源进行了重新回收再利用。所以基于以上橡胶沥青的优势，目前在市政城市道路白改黑工程中开始广泛的使用橡胶沥青，它不仅能够有效的提高路面的功能性，同时也不失为一种经济、简洁、节约的工程材料。

1)在“白改黑”工程项目中，通过对废旧橡胶粉沥青混合料的干拌利用可以有效的提高路面的抗高温性能以及动稳定度，由此强化了城市路面抵抗重交通的能力。

2)由于橡胶具有优越的弹性和抗疲劳性，使用橡胶沥青混凝土不仅可以有效的提升沥青的粘合度、抗氧化、衰老以及稳定性，同时也增强了沥青路面的柔性、抗疲劳、抗裂纹能力，进而延长了路面的使用周期。

3)传统的沥青材料路面的抗低温开裂、温感性、低温变形能力普遍较低，在经过汽车的反复碾压之后，所产生的应力会加速沥青的硬化，继而破坏路面。但是在“白改黑”工程应用中，由于橡胶自身较强的可塑性与延展性以及橡胶沥青的低温延展性，会大大的增强路面的低温抗裂性能。

4)橡胶沥青在“白改黑”工程中应用时，橡胶沥青混凝土应力吸收层可以作为一个非常好的防水层，对于雨水的下渗有着非常好的保护作用，能够强化路面的抗水损坏能力。

5)在平整的旧水泥混凝土路面上采用极富弹性的橡胶沥青可以有效的降低车辆行驶产生的噪声。在“白改黑”工程应用中，在沥青混合料中掺拌橡胶粉之后，由于橡胶粉均匀的分布于橡胶沥青中，在车辆行驶的过程中能够接触大量的橡胶粉，受到其弹性作用，且橡胶粉与轮胎作为同一种材料，能够有效的降低轮胎与地面接触时产生的噪声。

6)在城市道路“白改黑”工程应用中，由于橡胶沥青可以提高混合料的强度，所以在进行加铺的过程中，能够合理的降低沥青混凝土的厚度，但是却不会影响路面整体结构的承载能力。同时由于废旧轮胎成本造价较低，且各项性能指标又优于SBS改性沥青，其成本要比SBS改性沥青低30%左右，所以是完全可以缩短工期降低造价成本的。

5 结语

通过本文的讨论，可以看到现在城市道路白改黑工程对于提高道路运营能力是具有很大的现实意义的，但是基于传统沥青加铺技术的缺陷，通过使用橡胶沥青进行城市道路白改黑工程的效果非常明显，相信该技术在未来道路建设中将会持续发挥其工程性能。

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[2] 李 义.谈橡胶沥青混凝土路面的施工[J].山西建筑，2012，38(13)：171-172.

[3] 张卫年,吴 刚,张 萍.橡胶沥青混凝土在“白改黑”工程中的应用[J].常州工学院学报,2011(1)：18-19.

[4] 刘 海.橡胶沥青用于城市道路“白改黑”项目的优势浅析[J].价值工程,2010(32)：15-17.

Application analysis of rubber asphalt in city road cement concrete pavement covering with asphalt engineering

GUO Ting

(ShanxiPingyangHighway&BridgeCo.,Ltd,Linfen041000,China)

Taking the municipal cement concrete pavement covering with asphalt engineering as the background, the paper introduces the application value of rubber asphalt in engineering, analyzes advantages of rubber asphalt application in cement concrete pavement covering with asphalt engineering, such as improving highway high temperature stability, low temperature cracking resistance and durability and so on.

rubber asphalt, cement concrete pavement covering with asphalt engineering, application

1009-6825(2014)03-0149-02

2013-11-13

郭 婷(1982- )，女，工程师

U416.2

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