橡膠瀝青混凝土在城市道路設計中的應用

郝宏偉

(黑龍江省公路勘察設計院)

城市道路的建設不斷完善了區(qū)域路網(wǎng)交通和城市基礎設施，提高了道路服務水平，為道路兩側(cè)小區(qū)居民及其周邊企事業(yè)單位出行提供服務。同時，城市道路工程建設將極大的改善道路交通環(huán)境，促進經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展，加快城市繁榮，實現(xiàn)經(jīng)濟騰飛，為城市交通創(chuàng)造出好發(fā)展、快發(fā)展、大發(fā)展的新業(yè)績。

在城市道路路面結(jié)構(gòu)設計中采用橡膠瀝青混凝土，可以充分利用橡膠瀝青混凝土耐疲勞性、高溫穩(wěn)定性、高溫粘結(jié)性、抗裂性能好，降噪音，減薄路面等特點，延長道路使用壽命，降低造價。

1 橡膠瀝青的性能特點

橡膠瀝青是向基質(zhì)瀝青加入15%以上的橡膠粉粒，在180℃以上的溫度下共煉反應45 min，基質(zhì)瀝青與橡膠粉充分熔脹而形成了一種新的膠結(jié)料。膠結(jié)料具有較強的硫化橡膠特性。膠粉越細(60目以上)，復數(shù)剪切模量G*越小，相位角δ越大，而且不會形成“骨架”結(jié)構(gòu)。而粗的膠粉(20～60目)則相反，有利于提高橡膠瀝青總的抗變形能力和彈性。所以在城市道路路面結(jié)構(gòu)設計中采用粗粒徑的膠粉(20～60目級配)。

1.1 橡膠瀝青指標及主要性能研究

表1 橡膠瀝青低溫柔韌性能的研究

表2 橡膠瀝青抗老化性能的研究

圖1 粘度與存放時間的關(guān)系

圖2 粘度與膠粉摻量的關(guān)系

圖3 橡膠瀝青抗疲勞性能的研究

圖4 橡膠瀝青抗水損壞性能的研究

表3 橡膠瀝青指標表

1.2 橡膠瀝青特點

(1)高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性好，克服瀝青路面夏天高溫泛油、鼓包，冬天天氣寒冷開裂的缺陷。

(2)瀝青橡膠具有較強的降低路面應力的能力，可以有效地防止反射裂縫，顯著延長覆蓋層壽命。

(3)瀝青橡膠是城市道路降低噪音的新材料，與普通瀝青路面相比，可降低噪音50% ～70%。

(4)路面面層厚度可以減薄，使用壽命比普通瀝青延長，從而減少道路維修費用。

(5)水密性好，抗老化、抗疲勞性能明顯提高。大量廢輪胎膠粉的加入，不僅為瀝青增加了抗老化、防氧化和熱穩(wěn)定性，而且由于輪胎橡膠優(yōu)異的彈性也在較大的溫度區(qū)間為瀝青路面提供了柔性以及耐疲勞和抗裂紋能力，從而延長路面的使用壽命。有資料顯示，橡膠瀝青路面可提高路面使用壽命1～3倍。

表4 各種改性瀝青性能比較

2 橡膠瀝青在城市道路工程中的應用

在城市道路工程建設中采用橡膠瀝青進行道路和橋面的鋪裝，采用的橡膠瀝青應為基質(zhì)瀝青(采用110#B級石油瀝青)+粗粒徑的貨車輪胎膠粉(30～50目級配)。這種材料適應在東北嚴寒地區(qū)使用，高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性較好，粗粒徑的貨車輪胎膠粉的摻入有利于提高橡膠瀝青總的抗變形能力和彈性。

在橋面鋪裝過程中，根據(jù)橋面板荷載狀態(tài)下的變形和應力特征，布置疲勞和抗永久變形結(jié)構(gòu)層次，加強混合料的密水性能并設置結(jié)構(gòu)內(nèi)防水層，可有效解決橋面開裂、車轍、橋面粘結(jié)問題。對于橋面鋪裝工程有兩點要求，第一就是鋪裝層與橋面的結(jié)合，第二就是鋪裝層的防水。橡膠瀝青防水粘結(jié)層+抗車轍層的結(jié)構(gòu)設計，即保證鋪裝層的粘結(jié)和防水的要求，同時又充分發(fā)揮了橡膠瀝青混凝土的柔性和抗車轍優(yōu)勢。