橡胶沥青在SMA中的应用研究

陈梅干(苏州托普信息职业技术学院，江苏 昆山 215311)

橡胶沥青在SMA中的应用研究

Application study of rubber asphalt in SMA

陈梅干(苏州托普信息职业技术学院，江苏 昆山 215311)

作为新时期我国路桥路面施工中常用的沥青混凝土材料，SMA是橡胶沥青和沥青马蹄脂碎石二者结合的重要材料，其可以在有效解决路面使用过程中出现的早期破坏问题，延长路面使用年限，同时也有助于使废旧沥青变废为宝，增加建设经济效益。本文从橡胶沥青马蹄脂碎石混合料级配设计入手，对其性能检测以及相应路面的施工工艺进行了详细地探究，以期确保SMA应用的质量。

橡胶沥青；SMA；级配设计；施工工艺

近几年，快速发展的国民经济极大地带动了我国交通运输业、轮胎制造业和汽车产业等的发展，但是大量废弃轮胎也产生了比较严重的“黑色污染”问题。而通过将这些废旧轮胎应用于改性沥青中来，则可以大大延长沥青路面的使用性能，改善沥青的使用性能，同时可以真正实现将废旧汽车轮胎等材料变废为宝，从而具有很强的应用价值。因此，对于橡胶沥青在SAMA中的应用进行探究具有重要的意义。

1 橡胶沥青马蹄脂碎石混合料级配设计

1.1 集料的要求

橡胶沥青马蹄脂碎石混合料中的矿料骨架是决定其变形能力和混合料强度的关键，具体涉及到的集料主要包括粗集料、细集料和填料三个方面，具体内容如下所述。

1.1.1 粗集料

在SMA混合料中，粗集料时期骨架结构主体材料，具体是经过轧碎和筛分等加工而成的粒径大于2.36 mm的碎石，且要确保相应立方体破碎石料具有很强的耐磨光、抗磨耗、表面粗糙以及质地坚硬等特性，以确保其可以形成稳固的传力骨架。

1.1.2 细集料

所谓的细集料是指经过筛选之后粒径小于2.36 mm的集料。根据当前我国关于SMA施工的有关规定可知，细集料主要采用机制砂生产机械所生产的机制砂，但是如果需要替换为普通石屑，那么需要尽量应用那些和沥青之间具有良好黏附性的石灰岩石屑，且同样不可含有杂物与泥土等其他影响细集料性能的物质。而如果要和天然砂进行混用，那么其实际的施工用量要尽量低于石屑或者机制砂用量，具体需要结合实际的施工需求来进行综合确定。

1.1.3 填料

除了粗集料和细集料之外，SMA混合料中还包含磨细天然石灰岩粉磨、石灰石矿粉或者缓凝硅酸盐水泥等填料，尤其是磨细天然石灰岩粉磨更是当前我国SMA混合料中的主要填料类型，但是当前我国关于SMA施工的相关规定中指出填料需要运用磨细的石灰石等碱性岩石矿粉，且其必须要存放在干燥的环境中来加以备用，切不可因受潮等而使其出现受潮等问题而影响其使用性能。在沥青混合料中，矿粉占据着重要的地位，其是沥青吸附的重要媒介，否则无法对粗细集料形成黏附作用，所以沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料，这主要是由于大孔隙的混合料是提升其耐久性黏结料的重要材料，其对矿粉质量具有非常重要的要求，此时如果可以采用磨细的石灰石粉，那么就可以大大增强其和沥青之间的黏附性，增强施工的使用性能。

1.2 级配的设计

为了从整体上确保橡胶沥青在SMA中应用的质量，除了需要确保细集料、粗集料和填料等的质量之外，同样需要确保其级配的合理性，具体需要严格按照我国《公路沥青路面施工技术规范》等相关施工规范中的有关规定和要求来进行施工。在传统配合比设计中，主要以级配中值作为设计目标，但是这种方法欠缺规范，粗集料和细集料的数量偏多，影响了最终的集料混合效果。而为了满足新时期的施工需求，需要在合理选择材料的基础上，确保矿料级配的合理性，比如可以以沥青用量和油石比等指标来评价相应集料配合比的合理性，或者检测器高温性能、低温性能以及水稳定性等性能是否可以满足实际的使用需求，下面从几个方面来对其配合比设计进行探讨。

1.2.1 橡胶沥青混合料组成结构类型

传统沥青混合料具有比较高的凝聚结构，但是其会在高温作用下而积累过大的变形，以至于会使路面因下降的变形能力而使沥青路面出现开裂问题。通过在沥青混合料中掺加废胎胶粉，那么其可以具备橡胶所具有的柔性和弹性，可以在高温状态下依旧保持较大的弹性工作性能，有利于减少变形的积累量，这样可以显著提升沥青路面的高温稳定性，同时也在一定程度上缓解了沥青路面存在的高低温性能间矛盾的问题。而就沥青混合料结构特点而言，起可以划分成悬浮—密实结构、骨架—空隙结构、骨架—密实结构等三种类型，具体需要根据实际的情况来进行综合确定。比如，针对骨架—密实型沥青混合料结构而言，其主要是借助粗集料的嵌挤来作为骨架结构，并充分借助橡胶沥青胶浆的黏结来充分填充矿粉、细集料和橡胶沥青等，从而使其具有良好的耐久性。

1.2.2 橡胶沥青混合料骨架型结构判据

⑨Drezner，D．W．，“Globalization and policy convergence”，International Studies Review，2011，3，pp．53 ～78．

当前关于SMA混合料骨架结构判定的方法主要采用“SMA混合料配合比设计方法”，其主要以混合料粗集料的矿料间隙率小于粗集料紧装孔隙率来作为评判骨架状态的重要依据。但是随着工程建设的开展，为了确保其应用的质量，需要结合《公路工程集料实验规程》等相关规定和要求来对相应的级配设计方法、步骤、流程等进行改进和优化，从而不断增强橡胶沥青混合料级配设计的质量。

2 橡胶沥青马蹄脂碎石混合料性能检测

2.1 高温性能研究

高温稳定性在沥青路面中的具体体现就是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力，其在实际的沥青路面中的体现就是出现泛油、拥包、推移和搓板等稳定性不足等质量病害，其主要出现于抗剪切能力不足、低加荷速率以及高温等状态下。特别是随着逐渐增加的交通量，沥青路面在反复行车荷载作用下会因永久变形的累积而出现过大变形或者车辙等问题而影响了路面平整度等使用性能，很容易使车辆稳定性受到影响。从整体上来看，高温稳定性在沥青混凝土路面中的具体体现主要表现为车辙，其具体的行车机理与影响因素主要为：车辙是沥青路面在经受汽车荷载反复作用下而表现出的一种永久性竖直变形积累问题，其主要发生在那些处于重型、大流量或者高温季节的沥青道路上，尤其是常发于沥青面层位置处。而就车辙问题的具体发展过程而言，其主要包括压密过程、沥青混合料流动以及矿质骨料重新排列与矿质骨架破坏三个过程，其本质在于沥青混合料结构特征发生变化。而从影响因素角度来看，车辙会因集料、集料孔隙以及沥青黏结料等而受到直接影响，且同环境温度与荷载状况也有重要联系。而就高温性能的检测方法而言，其主要包括三轴静载、单轴静载、重复试验、简单剪切静载、动力实验和径向静载等，具体需要根据实际的情况来进行合理确定。

2.2 低温性能研究

除了高温性能外，低温性能也是SMA混合料检测的重要性能，其主要表现在沥青混凝土面层的开裂，尤其是多发于我国北方地区因低温而引发沥青路面开裂问题。从成因角度来分析，无论是冻胀裂缝、低温荷载裂缝还是反射裂缝，其均主要是因沥青混合料硬化所造成的，其会因水分的进入而使得路基出现软化问题，降低了路面的承载力，对其行车舒适性产生了不利影响，同时也降低了其使用性能。而就沥青混合料低温抗裂性能试验方法而言，其主要包括压缩实验、拉伸试验等应变加载破坏试验、约束试件温度应力试验、弯曲拉伸蠕变试验、直接拉伸试验、温度收缩系数试验、应力松弛试验等。具体需要结合实际的情况来进行综合确定。

2.3 水稳定性研究

3 橡胶沥青马蹄脂碎石混合料路面施工工艺

为了确保橡胶沥青马蹄脂碎石混合料路面施工的质量，就必须要做好其施工工艺的施工管理，具体主要包括混合料拌制、运输、摊铺和压实等方面的施工工艺，具体内容为：

3.1 混合料拌制

在拌制橡胶沥青马蹄脂碎石混合料时候，需要在参照普通沥青混合料拌制相关规定的基础上，适当地对相应的温度进行管控，一般需要控制在185℃左右，过高或者过低均会影响混合料应用的最佳效益。

3.2 混合料运输

在橡胶沥青混合料开展施工作业之前，需要结合施工现场的施工速度和用量来确定运输车辆的类型和数量，确保其可以同步摊铺机械设备的使用，但是为了方便卸料，需要在运输车侧方与底部部位处涂抹一些隔离剂，同时要做好运输过程的保温工作。

3.3 混合料摊铺

在摊铺橡胶沥青混合料的时候，必须要严格按照《公路沥青路面施工技术规范》中的有关规定和要求来进行摊铺施工，一般相应的地面温度和大气温度需要控制在13℃以上，而橡胶沥青混合料摊铺温度需要控制在160～175℃；要减少手工作业方式，确保混合料摊铺的稳定性、均匀性和连续性，且需要在没有压实摊铺料之前，严谨车辆或者行人在上面行走，必要的时候需要做好相应的防范工作，比如要严格管控摊铺速度等。

3.4 混合料压实施工

在摊铺作业完毕后，需要结合实际的情况来合理选择压路机械设备，并要本着“由两边向中间”的原则，复压采用钢轮振动压路机械设备，终压则采用静载钢轮压路机械设备，从而最大程度确保碾压施工的质量。

总之，橡胶沥青在SMA中的应用，有效地延长了传统沥青路面的使用年限，增强了其耐久性等使用性能，尤其是可以有效地解决废旧轮胎等引发的“黑色污染”问题，但是在实际的应用过程中，需要结合实际的情况来合理制定施工方案，从而确保其施工的质量。

[1] 张佑波,杨勇富.温拌橡胶沥青SMA在南京南站道路的应用[J].淮海工学院学报, 2015,24(4):61～62.

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[4] 张曼华.探究橡胶沥青在SMA中的应用[J].城市建设理论研究, 2014,39(8):192～193.

(R-03)

宁波浙铁大风化工开发出聚碳酸酯合成新工艺

宁波浙铁大风化工有限公司开发出一种聚碳酸酯合成新工艺。双酚A和异山梨醇分别与草酸二甲酯在熔融状态下均匀混合进行酯化反应，将酯化后的反应产物再进行聚合得到双酚A-异山梨醇型共聚物聚碳酸酯。在聚合反应后的产物中，异山梨醇与草酸二甲酯所形成的酯基更容易受到微生物或降解酶的作用而断裂。与此同时，由于异山梨醇本身是手性结构，因此，所得到的双酚A-异山梨醇型共聚物聚碳酸酯即能够保证双酚A型聚碳酸酯的刚性特性，且不会对自然环境造成污染。

燕丰 供稿

U414

1009-797X(2016)24-0017-03

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.003

陈梅干（1982-），女，硕士，讲师，研究方向为机械工程。

2016-11-14