橡胶改性沥青在G311公路工程中的应用研究

付录平

（平顶山市公路交通勘察设计院，河南平顶山 467000）

橡胶改性沥青在G311公路工程中的应用研究

付录平

（平顶山市公路交通勘察设计院，河南平顶山 467000）

G311徐西线鲁山县八里仓至尧山镇段改建工程位于平顶山市鲁山县境内，是鲁山县通往西部山区的唯一干线公路，也是一条重要的旅游道路，河南省平顶山市重点交通基础建设项目。由于大型运输车辆超载，普通沥青路面难以承载密集的车流冲击。致使普通的沥青道路易产生坑槽、开裂以及车辙破坏。利用沥青与废旧轮胎的化学作用，将橡胶粉其融合到沥青中可改善沥青抗高温、抗老化、抗疲劳等性能。废旧轮胎既是一种固体废弃物，同时也是一种再生资源，橡胶改性沥青技术是废旧资源循环再生利用的可持续发展之路。

橡胶改性沥青；SBS改性沥青；70#基质沥青；沥青性能比对实验；工程应用

1　G311工程概况

G311工程起点位于鲁山县八里仓，与S242庙洪线交叉口（起点桩号K497+322），向西经库区乡、下汤、中汤、赵村、马公店、尧山镇、止于尧山镇桥（终点桩号K551+511），全长54.189 km。道路等级为二级公路，设计时速60 km／h，路基宽12 m，路面宽10.5 m。

K497+322段路面结构设计为：路面结构自上而下依次为：4 cm厚橡胶沥青混凝土（AC-13）+ 5 cm厚中粒式橡胶沥青混凝土（AC-20C）+ 0.6 cm乳化沥青封层+36 cm厚抗裂型水泥稳定碎石+平均100 cm卵砾石地基处理+土基；K551 +511段原路加铺：4 cm厚橡胶沥青混凝土（AC-13）+5 cm厚中粒式橡胶沥青混凝土（AC-20C）+0.6 cm乳化沥青封层+平均20 cm厚抗裂型水泥稳定碎石补强调平层+原水泥路面。通过对沥青改性剂采用轻度氧化加工，使沥青的性能得到改善，进而作为高等级公路中的建筑材料广泛使用。

2　橡胶改性沥青的性能比对实验

沥青性能实验从G311徐西线起点桩号K497 +322段开始，在桩号K551+511终端结束，全长54.189 km。该实验在相同环境条件下，对70号基质沥青、SBS改性沥青、橡胶沥青三种沥青的性能进行研究。

2.1三种沥青粘性比对

研究发现沥青加入橡胶粉后可明显增加前粘性，从而提高其稳定性。表1为三种沥青不同粘性指标比对。

表1　粘性指标比对

从表1中可明显看出橡胶粉吸收沥青中的轻质油份，橡胶沥青变稠，粘度变高。K497+322段橡胶粉掺入沥青中，橡胶沥青在60℃时粘度达到3 080 Pa·s，粘性提高了10多倍，增加沥青与石料间强度及增加胶结料的粘度，达到路面抗老化和低温抗裂目的。直接拉伸实验测试显示两个性能非常突出如表2所示。

表2　直接拉伸试验

2.2三种沥青拉伸比对

表2拉伸试验数据显示，橡胶沥青的断裂变形为4.05E-3，断裂变形比70#基质沥青与SBS改性沥青高50%。橡胶沥青最大变形1.382%，断裂能力4.05E-3／j；SBS改性沥青最大变形0.722%，断裂能力2.18E-3／j。虽然SBS改性沥青相与橡胶沥青加劲结构有一定的差距（见表2），但是废胶粉的低温性能、水稳定性非常突出，使得改性沥青的低温柔性和抗裂能力非常强。

2.3三种沥青抗车辙比对

实验沥青混合料受到水侵蚀后产生坑槽、沥青膜剥离、松散等破坏。通过沥青抗车辙试验，研究橡胶改性沥结合料稳定性。实验在G311路面进行。车辙试验还是能够体现出橡胶沥青的抗车辙性能。如表3所示的沥青混合料车辙的试验比对。

表3　沥青混合料车轮试验

从表3中可以看出橡胶沥青与SBS改性沥青混合料动稳定度较高，由于大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、防氧化和热稳定性，且SBS改性沥青与橡胶沥青相对变形分别为4.4%和5.6%，而70号基质沥青的相对变形11.8%，动稳定度1 340／（次mm）则低。实验得出橡胶溶解在沥青中产生化学反应，使沥青的温度敏感性降低，改善沥青的路用性能，使公路的耐高温稳定性加强。实验K551+511段通过胶轮压路机进行的多次碾压，在行车荷载的碾压情况下仍形成更好的沥青碎石面层。

3　SBS改性沥青路面工程应用

SBS改性沥青在G311工程应用较广，橡胶沥青作为一种改性沥青，在G311路面应用中起到降低路面噪音、减薄沥青路面厚度、延缓反射裂缝及抵抗不良气候的作用。SBS改性沥青表1、表2、表3的实验表明：添加改性剂可以改善沥青与集料之间的粘结情况，降低沥青路面水损害发生的机率，提高沥青混合料的水稳定性。

3.1橡胶改性沥青抗裂缝、防水效果良好

橡胶改性沥青的应用技术及效果在公路路面工程中得到不断完善。G311路面设计了4 cm厚橡胶沥青混凝土（AC-13）+5 cm厚中粒式橡胶沥青混凝土（AC-20C）+0.6 cm乳化沥青封层+平均20 cm厚抗裂型水泥稳定碎石，以提高沥青路面材料的稳定性能。通过实践观察，橡胶改性沥青混凝土面层铺筑后，土工格栅的拉伸强度为30～100 kN／m，土工织物的拉伸强度为20～50 kN／m，抗弯拉及抗剪能力低，与其他路段相比比路面外观指标更好，路面低温柔性和抗裂能力尤为突出。

3.2橡胶改性沥青路面粘结力、稳定性效果好

改性沥青是沥青和橡胶与之相应添加剂组成的混合料，橡胶粉（改性）+沥青拌和可以增加沥青与集料之间的粘结力，改善沥青路面的高温稳定性。橡胶改性沥青路面粘结效果好，在G311路面工程应用中，对路面整体承载力均有很大的提高。相关研究表明，G311路面通过胶轮压路机15t进行次5碾压，压路机的碾压速度小于2.5m／s，在行车荷载的碾压情况下形成了更好的沥青碎石面层。鉴于轮胎橡胶优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，因此该项技术已经广泛的应用到了G311公路路面的施工建设。另外，该改性沥青混合料成功在许平南公路，平顶山县乡公路路面维修工程中应用，均取得良好效果。

3.3橡胶改性沥青路面造价低，减小噪音的效果好

橡胶沥青作为一种改性沥青，由于其具有很高的高弹性能，很大程度上减少路面行车噪音，当行车时速在50～100 km，SBS改性沥青的路面噪音将降低3～8分贝，吸收噪声的能力更强。橡胶沥青运用于公路路面上具有一定的经济效益与环保效益，与传统普通沥青相比可大大降低材料成本，橡胶沥青路面可提高路面使用寿命1～3倍，延长公路路面的使用年限，相对较于路面重修的成本就更具经济优势。

4　结束语

橡胶改性沥青在G311路面工程中的研究发现，橡胶改性沥青作为吸收层用于抗裂缝、防水及粘接等，其改性效果大大高于其他改性沥青。G311路面实验和应用数据表明，使用的橡胶改性沥青铺设封层技术，可承受较大的拉应力，解决了长期困扰公路运行的裂缝防水问题。因此该项技术应用到G311公路路面建设中，不仅可解决废旧轮胎造成的社会环境压力，还能提高公路建设的成本及公路使用年限，并且行车噪音明显减小，行车舒适性提高。因此，推广使用橡胶改性沥青在公路路面工程的应用，可以更好的服务公路建设，提高公路质量。

［1］ 白杨.橡胶沥青技术在高速公路路面中的应用研究［D］.哈尔滨工业大学，2013.

［2］ 朱栋.橡胶沥青在路面养护工程中的应用技术研究［D］.长安大学，2014.

［3］ 乔钧.橡胶沥青同步碎石封层施工方案探讨［J］.山西建筑，2013，39（6）：118-120.

［4］ 吕大伟.高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层综合技术研究［D］.长安大学，2014.

U416.217

C

1008-3383（2016）10-0010-02

2016-02-24

付录平（1981-），河南鲁山人，本科，研究方向：公路工程桥涵设计及概预算编制。