橡胶沥青在道路改造工程中的应用

刘建华

摘要：结合湖北恩施州国省道大修工程实例，介绍了橡胶沥青的特性、主要用途及使用中的注意事项。实践证明，橡胶沥青具有良好的路用性能，可广泛应用于道路新建、改建工程；采取合适的施工工艺和有效的质量控制手段，可充分发挥橡胶沥青的技术特性，延长沥青路面使用寿命。

关键词：沥青路面；橡胶沥青；特性；应用范围；注意事项

1橡胶沥青的特性

橡胶沥青是废胎胶粉以某种方式与沥青混合形成的胶结材料，在高温条件下，废胎胶粉与沥青经过一系列物理化学反应，部分胶粉溶解于沥青中，从而达到改善沥青路用性能的目的。大量的室内试验和工程实践表明，掺入废胎胶粉改性后，对沥青的高低温性能、抗老化性能、重载条件下的抗车辙性能以及温度敏感性、弹性等具有明显的改善作用。橡胶沥青良好的路用特性主要体现在以下方面：

1.1黏度大。黏度是橡胶沥青首要的技术性质。实践证明，黏度大的沥青在荷载作用下产生较小的剪切变形，弹性恢复性能好。掺加橡胶粉的改性沥青，其最大特点就是胶粉的掺加能大大提高沥青的黏度，而且随着胶粉掺量的增加，橡胶沥青表现出黏度逐渐加大的规律。浙江金华市开发区道路优化工程采用的基质沥青为AH-70沥青，试验表明，177℃时的旋转黏度仅为0.085 Pa·s 左右；掺加 17 %的40橡胶粉后，177 ℃时的旋转黏度达到 3.25 Pa·s，提高幅度达40倍。由此可见，橡胶沥青的黏度明显高于基质沥青的黏度。

1.2高温性能明显改善。与基质沥青相比，橡胶沥青的软化点明显提高，试验表明，提高幅度一般可达到 2~8℃。软化点的提高，可以改善沥青及混合料的抗高温性能。根据金华市开发区道路改造工程试验情况，AH-70 基质沥青的软化点为 48℃，而橡胶沥青的软化点达到 60~63℃，提高12~15℃。

1.3低温性能得到提高。试验证明，掺加废胎胶粉后可以提高沥青的低温抗裂性能。由于橡胶沥青在低温条件下具有良好的延展性，从而改善沥青及混合料的抗低温性能。一般用延度来反映沥青的低温性能指标。试验表明，由于橡胶沥青中废胎胶粉颗粒的存在，常温条件下（15℃）的延度拉伸过程中，应力在废胎胶粉颗粒周围集中，导致橡胶沥青的延度普遍偏小。但在低温条件（5℃）下，橡胶沥青的延度会明显大于基质沥青的延度，而且随着沥青掺量的增加，橡胶沥青的延度明显加大。

1.4抗老化性能强。沥青路面的老化是一个随时间逐渐发展的过程，沥青老化的速率直接影响沥青路面的使用寿命，是影响路面耐久性的重要因素。薄膜加热试验是反映拌合过程中沥青老化最好的试验方法。通过对橡胶沥青和基质沥青分别进行薄膜加热试验，对比橡胶沥青和基质沥青试验前后的针入度比、延度比、黏度比、软化点比等指标，橡胶沥青的针入度比、延度比、黏度比均大大高于基质沥青，而橡胶沥青的软化点比低于基质沥青，这充分说明橡胶沥青的抗老化性能明显强于基质沥青。

1.5弹性恢复性能提高。弹性恢复指标作为评价改性沥青性能的新指标已被广泛使用，该指标能反映沥青抗疲劳和反射裂缝能力。沥青弹性恢复能力的提高可以减少荷载作用下的残余变形，减少路面结构的损坏。由于废胎胶粉本身就是一种良好的弹性材料，掺加废胎胶粉后沥青的弹性恢复能力可以得到提高。试验表明，随着胶粉掺量的增加，弹性恢复能力会显著提高。

2橡胶沥青在道路工程中的应用

由于橡胶沥青良好的路用性能，在道路工程中得到了越来越广泛的应用。工程实践证明，橡胶沥青混合料面层在降低路面噪声、延缓反射裂缝、抵抗重载车辙和不良气候等方面具有明显的作用；橡胶沥青碎石封层（应力吸收层）用于路面结构层时，对减少路面反射裂缝，提高路面的整体承载能力十分有利；在相同的使用条件下，适当使用橡胶粉可以减薄沥青混凝土面层厚度，达到节约资源，降低造价的目的。目前，橡胶沥青在道路工程中主要应用在以下方面：

2.1橡胶沥青混合料。由废胎胶粉、沥青和矿料拌合而成的混合料称为橡胶沥青混合料，其生产工艺包括湿法工艺和干法工艺。湿法工艺是将胶粉或颗粒与沥青混炼或混合形成橡胶沥青，然后作为黏结剂再与矿料拌合的工艺。干法工艺则是橡胶胶粉或颗粒与集料先行拌合共混后再喷入沥青拌制混合料的工艺。橡胶沥青混合料具有前述橡胶沥青所具有的路用性能，主要用于沥青混合料路面的上面层。

2.2橡胶沥青碎石封层。橡胶沥青碎石封层是 一种在喷洒橡胶沥青结合料后，立即撒布（或与沥青同步撒布）一定粒径的粗集料，经碾压而形成的薄层封层。橡胶沥青碎石封层具有防水性能好、抗反射裂缝能力强、耐久性好、抗老化性能强等优点，可作为一种性能优异的沥青路面功能层，一般在以下以下两种情况下使用：（1）表面碎石封层。在老路或新路的表面层铺设橡胶沥青碎石封层，具有良好的路面抗滑、防水、防裂功能，施工方便，工程造价低的优点。但由于碎石封层表面粗糙，且部分碎石易被高速行驶的车轮带起来，因而路面噪声较大，且影响交通安全，不适用于在城市及人口稠密的地区使用。（2）应力吸收层（SAMI）。利用橡胶沥青碎石封层作为路面内部结构层，一般称为应力吸收层或应力吸收中间层。应力吸收层是在原有路面的表面铺设橡胶沥青碎石封层，再在其上铺设路面抗滑表层或在老路面铺设调平层后，再铺设橡胶沥青碎石封层，最后铺设路面抗滑表层。铺设应力吸收层的主要目的是延缓原有路面裂缝反射到表面，同时加强新铺装路面与老路面的黏结，并防止路面雨水渗入路面结构内部。

3橡胶沥青施工注意事项

橡胶沥青应力吸收层施工。（1）原有路面的处理。橡胶沥青应力吸收层施工前应做好原有路面的处理，这对提高道路的承载能力，确保橡胶沥青应力吸收层的成形效果，充分发挥橡胶沥青应力吸收层的防反射裂缝能力至关重要。原有路面的处理主要包括结构补强和表面清扫2方面的工作。结构补强的目的是确保原有路基路面的强度和承载能力；路面清扫的目的是使橡胶沥青应力吸收层与原有路面黏结良好。金华市开发区道路优化工程中，对老路面的结构补强主要采取换板和压力注浆两种处理方法，通过对处理前后原有混凝土板块弯沉检测，处理效果相当明显。路面清扫一般在应力吸收层铺筑前进行，应确保路面清洁、干燥、无水泥浆、混凝土等异物黏结。（2）橡胶沥青和碎石的撒布。橡胶沥青和碎石撒布宜采用同步撒布车辆，并先铺筑试验路段，以确定最佳的沥青、碎石撒布量。橡胶沥青温度宜控制在180~190℃之间，温度过低时容易造成喷头堵塞，致使沥青洒布不均匀。碎石应进行筛分，以保证碎石的单一粒径，同时碎石必须干燥、洁净。在沥青和碎石的撒布过程中应及时清扫沥青撒布范围以外的碎石及撒布车起动部位、纵横向接缝部位的富余碎石，碎石撒布量以满铺的 60 %~70 %为宜。

4结语

恩施州公路大修工程从 2008 年起，对主要国省道道路近1000公里的路面进行了路面改善，推广应用橡胶沥青，取得满意效果。实践证明，橡胶沥青在防止路面反射裂缝，降低路面噪声、抵抗重交通车辙、改善高低温性能等方面具有明显的作用。推广使用橡胶沥青符合我国半刚性基层和重载交通的国情，在公路大修改造中将得到更加广泛的应用。

参考文献

[1] 钱小锋.橡胶沥青的性能特点和工程运用分析[J].中国新技术新产品,2009(19).

[2] 张艳红,王晓帆.橡胶沥青在道路工程中的应用[J].河北交通职业技术学院学报,2010(04).

[3] 李志循,刘玉斌,杨华,廖兆锡,蔡伦涛.橡胶沥青在路面养护中的应用与研究[J].建材世界,2010(06).