橡膠瀝青在道路改造工程中的應(yīng)用

劉建華

摘要：結(jié)合湖北恩施州國省道大修工程實(shí)例，介紹了橡膠瀝青的特性、主要用途及使用中的注意事項(xiàng)。實(shí)踐證明，橡膠瀝青具有良好的路用性能，可廣泛應(yīng)用于道路新建、改建工程；采取合適的施工工藝和有效的質(zhì)量控制手段，可充分發(fā)揮橡膠瀝青的技術(shù)特性，延長瀝青路面使用壽命。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；橡膠瀝青；特性；應(yīng)用范圍；注意事項(xiàng)

1橡膠瀝青的特性

橡膠瀝青是廢胎膠粉以某種方式與瀝青混合形成的膠結(jié)材料，在高溫條件下，廢胎膠粉與瀝青經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，部分膠粉溶解于瀝青中，從而達(dá)到改善瀝青路用性能的目的。大量的室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐表明，摻入廢胎膠粉改性后，對瀝青的高低溫性能、抗老化性能、重載條件下的抗車轍性能以及溫度敏感性、彈性等具有明顯的改善作用。橡膠瀝青良好的路用特性主要體現(xiàn)在以下方面：

1.1黏度大。黏度是橡膠瀝青首要的技術(shù)性質(zhì)。實(shí)踐證明，黏度大的瀝青在荷載作用下產(chǎn)生較小的剪切變形，彈性恢復(fù)性能好。摻加橡膠粉的改性瀝青，其最大特點(diǎn)就是膠粉的摻加能大大提高瀝青的黏度，而且隨著膠粉摻量的增加，橡膠瀝青表現(xiàn)出黏度逐漸加大的規(guī)律。浙江金華市開發(fā)區(qū)道路優(yōu)化工程采用的基質(zhì)瀝青為AH-70瀝青，試驗(yàn)表明，177℃時的旋轉(zhuǎn)黏度僅為0.085 Pa·s 左右；摻加 17 %的40橡膠粉后，177 ℃時的旋轉(zhuǎn)黏度達(dá)到 3.25 Pa·s，提高幅度達(dá)40倍。由此可見，橡膠瀝青的黏度明顯高于基質(zhì)瀝青的黏度。

1.2高溫性能明顯改善。與基質(zhì)瀝青相比，橡膠瀝青的軟化點(diǎn)明顯提高，試驗(yàn)表明，提高幅度一般可達(dá)到 2~8℃。軟化點(diǎn)的提高，可以改善瀝青及混合料的抗高溫性能。根據(jù)金華市開發(fā)區(qū)道路改造工程試驗(yàn)情況，AH-70 基質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)為 48℃，而橡膠瀝青的軟化點(diǎn)達(dá)到 60~63℃，提高12~15℃。

1.3低溫性能得到提高。試驗(yàn)證明，摻加廢胎膠粉后可以提高瀝青的低溫抗裂性能。由于橡膠瀝青在低溫條件下具有良好的延展性，從而改善瀝青及混合料的抗低溫性能。一般用延度來反映瀝青的低溫性能指標(biāo)。試驗(yàn)表明，由于橡膠瀝青中廢胎膠粉顆粒的存在，常溫條件下（15℃）的延度拉伸過程中，應(yīng)力在廢胎膠粉顆粒周圍集中，導(dǎo)致橡膠瀝青的延度普遍偏小。但在低溫條件（5℃）下，橡膠瀝青的延度會明顯大于基質(zhì)瀝青的延度，而且隨著瀝青摻量的增加，橡膠瀝青的延度明顯加大。

1.4抗老化性能強(qiáng)。瀝青路面的老化是一個隨時間逐漸發(fā)展的過程，瀝青老化的速率直接影響瀝青路面的使用壽命，是影響路面耐久性的重要因素。薄膜加熱試驗(yàn)是反映拌合過程中瀝青老化最好的試驗(yàn)方法。通過對橡膠瀝青和基質(zhì)瀝青分別進(jìn)行薄膜加熱試驗(yàn)，對比橡膠瀝青和基質(zhì)瀝青試驗(yàn)前后的針入度比、延度比、黏度比、軟化點(diǎn)比等指標(biāo)，橡膠瀝青的針入度比、延度比、黏度比均大大高于基質(zhì)瀝青，而橡膠瀝青的軟化點(diǎn)比低于基質(zhì)瀝青，這充分說明橡膠瀝青的抗老化性能明顯強(qiáng)于基質(zhì)瀝青。

1.5彈性恢復(fù)性能提高。彈性恢復(fù)指標(biāo)作為評價改性瀝青性能的新指標(biāo)已被廣泛使用，該指標(biāo)能反映瀝青抗疲勞和反射裂縫能力。瀝青彈性恢復(fù)能力的提高可以減少荷載作用下的殘余變形，減少路面結(jié)構(gòu)的損壞。由于廢胎膠粉本身就是一種良好的彈性材料，摻加廢胎膠粉后瀝青的彈性恢復(fù)能力可以得到提高。試驗(yàn)表明，隨著膠粉摻量的增加，彈性恢復(fù)能力會顯著提高。

2橡膠瀝青在道路工程中的應(yīng)用

由于橡膠瀝青良好的路用性能，在道路工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。工程實(shí)踐證明，橡膠瀝青混合料面層在降低路面噪聲、延緩反射裂縫、抵抗重載車轍和不良?xì)夂虻确矫婢哂忻黠@的作用；橡膠瀝青碎石封層（應(yīng)力吸收層）用于路面結(jié)構(gòu)層時，對減少路面反射裂縫，提高路面的整體承載能力十分有利；在相同的使用條件下，適當(dāng)使用橡膠粉可以減薄瀝青混凝土面層厚度，達(dá)到節(jié)約資源，降低造價的目的。目前，橡膠瀝青在道路工程中主要應(yīng)用在以下方面：

2.1橡膠瀝青混合料。由廢胎膠粉、瀝青和礦料拌合而成的混合料稱為橡膠瀝青混合料，其生產(chǎn)工藝包括濕法工藝和干法工藝。濕法工藝是將膠粉或顆粒與瀝青混煉或混合形成橡膠瀝青，然后作為黏結(jié)劑再與礦料拌合的工藝。干法工藝則是橡膠膠粉或顆粒與集料先行拌合共混后再噴入瀝青拌制混合料的工藝。橡膠瀝青混合料具有前述橡膠瀝青所具有的路用性能，主要用于瀝青混合料路面的上面層。

2.2橡膠瀝青碎石封層。橡膠瀝青碎石封層是 一種在噴灑橡膠瀝青結(jié)合料后，立即撒布（或與瀝青同步撒布）一定粒徑的粗集料，經(jīng)碾壓而形成的薄層封層。橡膠瀝青碎石封層具有防水性能好、抗反射裂縫能力強(qiáng)、耐久性好、抗老化性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可作為一種性能優(yōu)異的瀝青路面功能層，一般在以下以下兩種情況下使用：（1）表面碎石封層。在老路或新路的表面層鋪設(shè)橡膠瀝青碎石封層，具有良好的路面抗滑、防水、防裂功能，施工方便，工程造價低的優(yōu)點(diǎn)。但由于碎石封層表面粗糙，且部分碎石易被高速行駛的車輪帶起來，因而路面噪聲較大，且影響交通安全，不適用于在城市及人口稠密的地區(qū)使用。（2）應(yīng)力吸收層（SAMI）。利用橡膠瀝青碎石封層作為路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)層，一般稱為應(yīng)力吸收層或應(yīng)力吸收中間層。應(yīng)力吸收層是在原有路面的表面鋪設(shè)橡膠瀝青碎石封層，再在其上鋪設(shè)路面抗滑表層或在老路面鋪設(shè)調(diào)平層后，再鋪設(shè)橡膠瀝青碎石封層，最后鋪設(shè)路面抗滑表層。鋪設(shè)應(yīng)力吸收層的主要目的是延緩原有路面裂縫反射到表面，同時加強(qiáng)新鋪裝路面與老路面的黏結(jié)，并防止路面雨水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

3橡膠瀝青施工注意事項(xiàng)

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工。（1）原有路面的處理。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工前應(yīng)做好原有路面的處理，這對提高道路的承載能力，確保橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的成形效果，充分發(fā)揮橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的防反射裂縫能力至關(guān)重要。原有路面的處理主要包括結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和表面清掃2方面的工作。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的目的是確保原有路基路面的強(qiáng)度和承載能力；路面清掃的目的是使橡膠瀝青應(yīng)力吸收層與原有路面黏結(jié)良好。金華市開發(fā)區(qū)道路優(yōu)化工程中，對老路面的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)主要采取換板和壓力注漿兩種處理方法，通過對處理前后原有混凝土板塊彎沉檢測，處理效果相當(dāng)明顯。路面清掃一般在應(yīng)力吸收層鋪筑前進(jìn)行，應(yīng)確保路面清潔、干燥、無水泥漿、混凝土等異物黏結(jié)。（2）橡膠瀝青和碎石的撒布。橡膠瀝青和碎石撒布宜采用同步撒布車輛，并先鋪筑試驗(yàn)路段，以確定最佳的瀝青、碎石撒布量。橡膠瀝青溫度宜控制在180~190℃之間，溫度過低時容易造成噴頭堵塞，致使瀝青灑布不均勻。碎石應(yīng)進(jìn)行篩分，以保證碎石的單一粒徑，同時碎石必須干燥、潔凈。在瀝青和碎石的撒布過程中應(yīng)及時清掃瀝青撒布范圍以外的碎石及撒布車起動部位、縱橫向接縫部位的富余碎石，碎石撒布量以滿鋪的 60 %~70 %為宜。

4結(jié)語

恩施州公路大修工程從 2008 年起，對主要國省道道路近1000公里的路面進(jìn)行了路面改善，推廣應(yīng)用橡膠瀝青，取得滿意效果。實(shí)踐證明，橡膠瀝青在防止路面反射裂縫，降低路面噪聲、抵抗重交通車轍、改善高低溫性能等方面具有明顯的作用。推廣使用橡膠瀝青符合我國半剛性基層和重載交通的國情，在公路大修改造中將得到更加廣泛的應(yīng)用。

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