橡膠瀝青混凝土在市政道路改建工程中的應用

梁明學, 張國林

(西南交通大學峨眉校區, 四川峨眉山 614202)

橡膠瀝青混凝土在市政道路改建工程中的應用

梁明學, 張國林

(西南交通大學峨眉校區, 四川峨眉山 614202)

結合峨眉山市市政道路名山路的改建，介紹了橡膠瀝青混凝土的使用性能和橡膠瀝青混合料的技術要求，以及橡膠瀝青的質量控制要點。對于推廣橡膠瀝青混凝土在市政道路改建工程中的應用具有借鑒意義。

橡膠瀝青； 市政道路； 使用性能； 質量控制

將廢舊輪胎加工成一定細度的膠粉后與普通基質瀝青在一定條件下熔合反應所生成的改性瀝青稱橡膠瀝青(asphalt rubber，簡稱AR), 使用橡膠瀝青拌和生產的混凝土就稱為橡膠瀝青混凝土。橡膠瀝青技術從20世紀80年代以來，在我國逐漸開始研究和推廣，到目前為止，已逐步進入到大范圍推廣的階段。橡膠瀝青混凝土具有優異的抗變形能力，高溫抗車轍，低溫抗裂，橡膠瀝青混凝土因其橡膠屑的彈性變形能力，在抵抗車轍變形的同時，也起到了降低車輛輪胎噪音的作用，橡膠粉中所具有的高分子聚合物，使得橡膠瀝青路面更耐老化，使用壽命也得到了延長。橡膠瀝青混凝土技術具有很好的路用技術性能，同時也符合國家經濟發展向節能、環保及可持續發展方向轉變的發展方向。

下面以峨嵋山市名山路為例，說明橡膠瀝青混凝土在市政道路改建工程中的應用。名山路全長2 280 m，路幅寬35 m(5 m人行道+4 m慢車道+1.5 m綠化帶+2×7 m快車道+1.5 m綠化帶+5 m人行道)，設計速度40 km/h。加鋪路面：4cmAC-13細粒式橡膠瀝青混凝土+6cmAC-20F中粒式瀝青混凝土。

1 橡膠瀝青混合料的技術要求

1.1 基質瀝青

橡膠瀝青所用的基質瀝青采用70號道路石油瀝青，其技術要求應符合《公路瀝青路面設計規范》(JTJ D40-2011)和《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)的相關規定。

1.2 橡膠粉

橡膠粉的原材料必須來源于汽車輪胎，可以是子午胎(小車等輕型車)或斜交胎(卡車等載重車)，不得使用或添加其它塑料制品。輪胎破碎成膠粉的工藝必須采用常溫粉碎法，不得采用低溫冷凍法，橡膠粉必須干燥、無污染，在與瀝青和骨料的拌合中能自由流動而不產生泡沫。橡膠粉篩分應采用水篩法進行試驗，橡膠粉密度應為1.05～1.25g/cm3，應無鐵絲或其它雜質，纖維比例應不超過0.5 %，要求橡膠粉顆粒不能相互粘結成塊。橡膠粉技術指標見表1，橡膠粉篩分規格見表2。

表1 橡膠粉技術指標

檢測項目技術指標相對密度/(g·cm-3)1．05～1．25水分/%<1金屬含量/%<0．05纖維含量/%<0．5灰分含量/%≤8丙酮抽出物/%≤22碳黑含量/%23～38橡膠烴含量/%≥42

表2 橡膠粉篩分規格

1.3 橡瀝膠青

橡膠瀝青應滿足表3技術要求。

表3 橡膠瀝青技術要求

1.4 集料

粗集料采用玄武巖材料，石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近似立方體顆粒的碎石。細集料采用堅硬、潔凈、干燥、無雜質并有適當級配的人工軋制的石灰巖。填料采用干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉流出的石灰巖礦粉。集料技術要求應符合《公路瀝青路面設計規范》(JTJ D40-

2011)和《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)的相關規定。

橡膠瀝青混凝土需要摻入必要的外摻劑以改善橡膠瀝青與集料的粘附性及混凝土的水穩定性能，外摻劑采用普通水泥或消石灰，摻量為混合料重量的1%～2%。集料的級配范圍見表4，橡膠瀝青馬歇爾試驗技術標準見表5。

表4 集料的級配范圍

表五 馬歇爾試驗技術標準

2 橡膠瀝青質量控制

2.1 橡膠瀝青生產

橡膠瀝青的加工工藝是直接影響橡膠瀝青質量的重要因素，所以首先必須選擇有加工改性瀝青經營資質的企業，其次必須選擇有橡膠瀝青專用生產設備，以及有專業隊伍與豐富生產加工經驗的企業做供應商。為保證橡膠瀝青質量，建議橡膠瀝青生產設備必須包含：自動化全程控制系統(電腦控制)、快速升溫系統(20s內把基質瀝青從160℃提升到190℃)、連續式自動配比上料系統(精確度0.5 %)、高速剪切預拌系統(3500 r/min)、熔脹攪拌反應儲存系統(必須底部臥式攪拌)、管道泵送系統等。

2.2 橡膠瀝青生產必須具備和注意的核心環節

首先是把基質瀝青通過快速升溫系統從160℃升溫到190℃(必須在20s內完成，時間太久瀝青會老化，如瀝青溫度低于190℃則無法與膠粉均勻熔脹)；其次橡膠粉與升溫后的基質瀝青必須經過準確的配比(最好有電腦控制)，再同時送入到高速剪切預拌系統進行均勻預拌(必須在3 500 r/min，否則不能充分熔脹而影響質量)；再次是把經過高速剪切預拌的橡膠瀝青輸送到熔脹反應系統(必須帶臥式攪拌與快速升溫系統，絕對不能用豎式攪拌方式，否則熔脹后的膠粉會大量沉淀)進行充分熔脹反應；最后是生產好的橡膠瀝青必須直接供應上拌合樓，不得先打入拌合站的瀝青儲存罐后再供應上拌合樓(主要是防止橡膠瀝青與其他瀝青混合后降低橡膠瀝青質量，以及影響橡膠瀝青混凝土的生產級配)。

橡膠瀝青反應溫度應在190℃以上，混合反應時間不少于45 min，橡膠瀝青中的橡膠粉的摻量應通過實驗室試驗確定，生產好的橡膠瀝青使用前應進行攪拌并快速測定其旋轉粘度符合要求后方可使用。

3 結束語

橡膠瀝青混凝土優點在于：(1)抗低溫開裂: 橡膠瀝青低溫回彈率高, 粘韌性好, 可抵抗低溫開裂；(2)高溫穩定性好: 可解決高溫時路面產生車轍、搓板；(3)抗老化性能好: 對陽光中的紅外線和紫外線不敏感；(4)抗疲勞、耐磨損: 輪胎的耐疲勞、耐磨損性能轉移到橡膠瀝青；(5)噪音降低：一方面是由于橡膠瀝青普遍采用的斷級配結構使得路面宏觀構造深度加大,可有效降低輪胎的泵氣噪聲。另一方面是由于橡膠粉的高彈性, 具有吸收路面輪胎振動和沖擊的效果, 同時橡膠瀝青混合料是一種內阻尼較大的復合材料, 它對輪胎的振動有較大的衰減功能, 因而大大降低了輪胎與路面的振動噪聲。

改建后的名山路經過一年多的運營， 路面狀況良好, 無明顯的車轍, 坑槽、泛油等病害,提高了行車的舒適性和安全性，證明了橡膠瀝青混凝土路面優越的性能, 完全能達到道路使用標準，尤其在降噪方面明顯取得了效果，具有很高的實際應用價值。隨著技術的成熟和施工工藝的提高，橡膠瀝青混凝土會廣泛應用于市政道路工程。

[1] 鄧學鈞.路面設計原理與方法[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 王哲人.瀝青路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2006.

[3] JTJ F40—2004公路瀝青路面施工技術規范[S]．

[4] JTG D50—2006公路瀝青路面設計規范[S]．

[3] 交通部公路科學研究院. 橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南[M].北京： 人民交通出版社， 2009.

梁明學(1968～)，男，碩士,副教授，從事土木工程專業的教學研究工作。

U416.217

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[定稿日期]2015-01-14