膠粉改性瀝青路面推廣關鍵問題研究

史 磊

(河北省高速公路京衡管理處)

1 膠粉改性瀝青生產工藝

(1)膠粉的粒度

粗的橡膠顆粒由于質量大容易在瀝青中產生沉淀。越細的橡膠粉越容易在瀝青輕質中溶脹，與瀝青之間的和易性越強，橡膠粉達到均勻分散狀態，促使瀝青與橡膠粉相互滲透，融成一體，從而改性效果顯著提高。但隨著膠粉粒徑減小，其價格也越來越高，在實際生產應用中，應從技術，經濟兩方面綜合選取膠粉的粒徑。

(2)膠粉的性質

對于生膠，其結構為鏈狀的線形結構，其機械和物理性能不高，不穩定，不能夠滿足橡膠制品的使用性能要求，故橡膠工業一般將生膠硫化處理成橡膠后再應用。硫化的實質就是橡膠鏈狀分子的交鏈反應過程。

(3)橡膠粉的品種

改性橡膠粉瀝青的生產設備及生產工藝目前，瀝青路面應用膠粉的技術主要分為干法和濕法兩個大類。所不同的是:干粉直接噴入橡膠瀝青柔性填料攪拌機拌合機，第一礦物材料混合，然后加入熱瀝青，橡膠粉混合瀝青。濕瀝青橡膠粉生產添縫材料中常用的應力吸收層和熱拌瀝青混合料，熱拌瀝青混合料僅用于干法。濕是第一橡膠粉，在一定劑量的與專用設備準備一個已知的橡膠瀝青改性瀝青混合料攪拌均勻，用熱瀝青，瀝青拌和機，然后運到混合成膠粉瀝青材料。

配置成膠粉瀝青材料的橡膠粉膠粉改性作用得到充分發揮，必須要求橡膠顆粒分散在瀝青，無沉淀，無隔離。為了滿足這個要求，在生產過程中的控制，膠粉瀝青混合溫度和時間要特別注意。一般來說，配置瀝青橡膠粉溫度應在150～160 ℃為宜。這是為了確保統一膠粉瀝青混合料，并沒有留下瀝青老化。

橡膠粉與瀝青是高度靈活的彈性聚合物材料，兩者都有類似的屬性，為了提高分散度的橡膠顆粒瀝青，除了基質瀝青加熱到一定溫度，還需要強大的混合基質瀝青和橡膠粉。因此，準備的橡膠瀝青和橡膠瀝青的反應溫度、時間和攪拌速度的最佳組合是膠粉改性瀝青具有良好性能的關鍵。

2 合理選用膠粉瀝青技術要求

對橡膠瀝青，目前我國尚未制定出國家統一的技術標準，但已經出臺了很多地方性標準，也有一些企業或研究單位根據自身多年的研究成果和工程實踐，同時參照國外的相關經驗，提出了適用于自身的橡膠瀝青技術標準。

在我國，目前已經有北京、天津等地制定了橡膠瀝青地方性標準。針對北京當地的氣候和交通環境，北京提出了《北京市廢舊輪胎膠粉混合料設計施工技術指南》，其中關于橡膠瀝青技術要求列于表1。

2006年2月，天津市建設管理委員會制定并發布了《天津市廢舊膠粉輪胎改性瀝青路面技術規程》，其中關于橡膠瀝青的主要技術指標與要求列于表2。

表1 北京市橡膠瀝青技術標準

表2 天津市廢舊膠粉輪胎改性瀝青技術要求

2008年12月，交通運輸部公路科學研究院協同一些單位于編寫出版了《橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南》，該指南屬于交通運輸部“材料節約與循環利用專項行動計劃系列指南”。現將該指南中有關橡膠瀝青的技術標準列于表3。

表3 交通部共科院橡膠瀝青技術標準

根據表1、表2 以及表3，可以看出，這些地方與單位對延度在5 ℃低溫下提出了要求，很多人卻不認同這種看法，這主要是因為，對于采用粒度較粗的膠體制備的橡膠瀝青，其延度并不反映它的低溫性能，只有采用精細膠粉，或經過膠體磨反復研磨的橡膠瀝青才可以。5 ℃下橡膠瀝青的延度才能達到比較大的數值，然而此時橡膠瀝青的彈性性質和高溫性能都不高，甚至不能再間斷級配的橡膠瀝青路面上使用，因此對于橡膠瀝青來說，延度指標可能不是非常適用，可以在技術標準中刪除，通過查閱美國一些州關于橡膠瀝青的技術標準等，可以發現他們都沒將關于低溫延度的技術要求列入其中。

與普通瀝青和一般SBS 改性瀝青的技術標準不同，橡膠瀝青需要建立橡膠瀝青自身的指標體系，這也就是說普通瀝青或者SBS 改性瀝青的技術指標體系并不能用來評價橡膠瀝青的性能，這主要是因為在宏觀上橡膠瀝青是非均勻質材料，而是兩種材料的混合物。不需要像SBS 改性瀝青一樣，橡膠瀝青的技術指標要有那么多的檢驗項目，適當簡化，因為在瀝青的質量要求中，已經包括了有的技術性能。

橡膠瀝青的技術指標究竟應該怎樣算是合理，這應該與橡膠瀝青的用途有關。譬如當將橡膠瀝青應用于開級配混合料，不使用礦粉，則橡膠瀝青就需要比較黏稠一些;而如果用作間斷級配的SMA 混合料，礦粉用量比較大，則橡膠瀝青就不需要太高;又如在拌制連續密級配混合料時采用橡膠瀝青，則橡膠瀝青的粘稠度就應該不太大。所以不同性能的橡膠瀝青，分別適用于不同的使用要求，不可能一種橡膠瀝青適合各種配合比設計。也正是因為如此，目前關于橡膠瀝青的技術要求無論國外還是國內均不統一，但是相信再通過幾年的深入研究與工程應用，經過優勝劣汰，完全能夠制定全國統一的橡膠瀝青技術標準。

3 膠粉瀝青路面滲水問題

3.1 產生滲水的原因

造成瀝青路面滲水的原因很多，有混合料配合比不當所致，也有施工管理和施工操作方面的原因，現列舉如下。

(1)混合料配合比不當。對于間斷級配橡膠瀝青混合料，空隙率偏大可能與混合料的VMA 偏大有關。間斷級配橡膠瀝青混合料往往粗集料偏多，細料偏少，而且很少使用礦粉，在這種情況下，如果油石比偏小，則很容易造成空隙率偏大而滲水。但是在橡膠瀝青目標配合比設計時，或者生產配合比設計時，都應已調整得比較合適，不會出現空隙率過大的情況，因此在現場攤鋪碾壓后出現滲水，則只能是混合料生產時發生了偏差。

在橡膠瀝青路面施工前，應對冷料倉的上料速度進行標定。盡量排除篩網磨損而出現破洞、稱量系統發生故障、控制臺操作不當、瀝青用量發生偏差等情況發生而使橡膠瀝青混合料的組成發生偏離。

(2)低溫季節施工。冬季氣溫低，料溫下降快，混合料難以壓實成型，空隙率必定大，雨雪天路面滲水，很容易造成路面損壞。橡膠瀝青混合料因黏滯度大，冬季低溫下施工更難保證充分壓實。一般來說，當氣溫低于10 ℃時，橡膠瀝青瀝青路面就不應施工。如一定要趕工期，則必須采取溫拌技術或者其他低溫施工措施。

(3)施工管理的不恰當。為了減少由于攤鋪機停頓再起步而影響路面平整度，往往要求攤鋪機保持連續攤鋪，為此供料必須充足。施工管理的不恰當還表現為有的業主為減少縱向接縫，一定要求施工方采用寬幅的攤鋪機，很多12 m寬得攤鋪機就是在這種情況下引進來的。但是瀝青混合料在寬幅攤鋪向兩端送料過程中，很容易產生離析，且混合料越粗離析越嚴重。在粗集料聚集的部位空隙率大，就形成了滲水的通道。

(4)混合料離析造成密度的不均勻。普通瀝青混合料在裝車以及在寬幅攤鋪長距離的橫向送料過程中，都易出現粗細集料離析。但是由于橡膠瀝青混合料不同于普通瀝青混合料，這是因為橡膠瀝青比較黏，一般不會發生粗細集料離析的現象。然而橡膠瀝青混合料在出料、運輸以及攤鋪過程中，溫度變化還是會發生離析的。溫度離析可引起路面壓實密度的不均勻性，空隙率大的部位就會滲水。

3.2 提高壓實度的措施

要提高施工壓實度，主要在于控制好壓實溫度和保證足夠的壓實功能。由于橡膠瀝青黏度大，通常碾壓溫度要提高。如果再較低氣溫下施工，則最好采用溫拌技術，并且使用膠輪壓路機進行負壓壓實。因為在這種情況下混合料溫度低，不會引起粘輪，加評論碾壓也可以大幅度提高壓實度。即使不是在低溫下施工，待料溫降低至左右，采用膠輪碾壓，也不會粘輪，而壓實度可以明顯提高。有些施工單位不愿意使用膠輪壓路機，粘輪固然是一個原因，但有的卻是考慮在高溫下膠輪容易損傷。為了驗證膠輪的壓實效果，筆者曾經做過對比試驗，使用膠輪碾壓與僅使用鋼輪壓實，前者壓實度能提高1%，而且都沒有滲水現象，所以排斥使用膠輪壓實未必是恰當的。

4 結 論

廢輪胎膠粉改性瀝青作為膠粉顆粒與基質瀝青的混溶體系，屬于半固態連續相體系，其性能受到膠粉顆粒的化學成分及制備工藝等多種因素的影響，在應用過程中會存在各種各樣的困難，通過優化膠粉瀝青生產加工工藝，根據用途合理選用技術參數，并嚴格控制施工工藝，解決瀝青路面透水等問題，為推廣膠粉瀝青路面具有重要的應用價值。

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