橡膠改性瀝青在G311公路工程中的應用研究

付錄平

（平頂山市公路交通勘察設計院，河南平頂山 467000）

橡膠改性瀝青在G311公路工程中的應用研究

付錄平

（平頂山市公路交通勘察設計院，河南平頂山 467000）

G311徐西線魯山縣八里倉至堯山鎮段改建工程位于平頂山市魯山縣境內，是魯山縣通往西部山區的唯一干線公路，也是一條重要的旅游道路，河南省平頂山市重點交通基礎建設項目。由于大型運輸車輛超載，普通瀝青路面難以承載密集的車流沖擊。致使普通的瀝青道路易產生坑槽、開裂以及車轍破壞。利用瀝青與廢舊輪胎的化學作用，將橡膠粉其融合到瀝青中可改善瀝青抗高溫、抗老化、抗疲勞等性能。廢舊輪胎既是一種固體廢棄物，同時也是一種再生資源，橡膠改性瀝青技術是廢舊資源循環再生利用的可持續發展之路。

橡膠改性瀝青；SBS改性瀝青；70#基質瀝青；瀝青性能比對實驗；工程應用

1　G311工程概況

G311工程起點位于魯山縣八里倉，與S242廟洪線交叉口（起點樁號K497+322），向西經庫區鄉、下湯、中湯、趙村、馬公店、堯山鎮、止于堯山鎮橋（終點樁號K551+511），全長54.189 km。道路等級為二級公路，設計時速60 km／h，路基寬12 m，路面寬10.5 m。

K497+322段路面結構設計為：路面結構自上而下依次為：4 cm厚橡膠瀝青混凝土（AC-13）+ 5 cm厚中粒式橡膠瀝青混凝土（AC-20C）+ 0.6 cm乳化瀝青封層+36 cm厚抗裂型水泥穩定碎石+平均100 cm卵礫石地基處理+土基；K551 +511段原路加鋪：4 cm厚橡膠瀝青混凝土（AC-13）+5 cm厚中粒式橡膠瀝青混凝土（AC-20C）+0.6 cm乳化瀝青封層+平均20 cm厚抗裂型水泥穩定碎石補強調平層+原水泥路面。通過對瀝青改性劑采用輕度氧化加工，使瀝青的性能得到改善，進而作為高等級公路中的建筑材料廣泛使用。

2　橡膠改性瀝青的性能比對實驗

瀝青性能實驗從G311徐西線起點樁號K497 +322段開始，在樁號K551+511終端結束，全長54.189 km。該實驗在相同環境條件下，對70號基質瀝青、SBS改性瀝青、橡膠瀝青三種瀝青的性能進行研究。

2.1三種瀝青粘性比對

研究發現瀝青加入橡膠粉后可明顯增加前粘性，從而提高其穩定性。表1為三種瀝青不同粘性指標比對。

表1　粘性指標比對

從表1中可明顯看出橡膠粉吸收瀝青中的輕質油份，橡膠瀝青變稠，粘度變高。K497+322段橡膠粉摻入瀝青中，橡膠瀝青在60℃時粘度達到3 080 Pa·s，粘性提高了10多倍，增加瀝青與石料間強度及增加膠結料的粘度，達到路面抗老化和低溫抗裂目的。直接拉伸實驗測試顯示兩個性能非常突出如表2所示。

表2　直接拉伸試驗

2.2三種瀝青拉伸比對

表2拉伸試驗數據顯示，橡膠瀝青的斷裂變形為4.05E-3，斷裂變形比70#基質瀝青與SBS改性瀝青高50%。橡膠瀝青最大變形1.382%，斷裂能力4.05E-3／j；SBS改性瀝青最大變形0.722%，斷裂能力2.18E-3／j。雖然SBS改性瀝青相與橡膠瀝青加勁結構有一定的差距（見表2），但是廢膠粉的低溫性能、水穩定性非常突出，使得改性瀝青的低溫柔性和抗裂能力非常強。

2.3三種瀝青抗車轍比對

實驗瀝青混合料受到水侵蝕后產生坑槽、瀝青膜剝離、松散等破壞。通過瀝青抗車轍試驗，研究橡膠改性瀝結合料穩定性。實驗在G311路面進行。車轍試驗還是能夠體現出橡膠瀝青的抗車轍性能。如表3所示的瀝青混合料車轍的試驗比對。

表3　瀝青混合料車輪試驗

從表3中可以看出橡膠瀝青與SBS改性瀝青混合料動穩定度較高，由于大量廢輪胎膠粉的加入，不僅為瀝青增加了抗老化、防氧化和熱穩定性，且SBS改性瀝青與橡膠瀝青相對變形分別為4.4%和5.6%，而70號基質瀝青的相對變形11.8%，動穩定度1 340／（次mm）則低。實驗得出橡膠溶解在瀝青中產生化學反應，使瀝青的溫度敏感性降低，改善瀝青的路用性能，使公路的耐高溫穩定性加強。實驗K551+511段通過膠輪壓路機進行的多次碾壓，在行車荷載的碾壓情況下仍形成更好的瀝青碎石面層。

3　SBS改性瀝青路面工程應用

SBS改性瀝青在G311工程應用較廣，橡膠瀝青作為一種改性瀝青，在G311路面應用中起到降低路面噪音、減薄瀝青路面厚度、延緩反射裂縫及抵抗不良氣候的作用。SBS改性瀝青表1、表2、表3的實驗表明：添加改性劑可以改善瀝青與集料之間的粘結情況，降低瀝青路面水損害發生的機率，提高瀝青混合料的水穩定性。

3.1橡膠改性瀝青抗裂縫、防水效果良好

橡膠改性瀝青的應用技術及效果在公路路面工程中得到不斷完善。G311路面設計了4 cm厚橡膠瀝青混凝土（AC-13）+5 cm厚中粒式橡膠瀝青混凝土（AC-20C）+0.6 cm乳化瀝青封層+平均20 cm厚抗裂型水泥穩定碎石，以提高瀝青路面材料的穩定性能。通過實踐觀察，橡膠改性瀝青混凝土面層鋪筑后，土工格柵的拉伸強度為30～100 kN／m，土工織物的拉伸強度為20～50 kN／m，抗彎拉及抗剪能力低，與其他路段相比比路面外觀指標更好，路面低溫柔性和抗裂能力尤為突出。

3.2橡膠改性瀝青路面粘結力、穩定性效果好

改性瀝青是瀝青和橡膠與之相應添加劑組成的混合料，橡膠粉（改性）+瀝青拌和可以增加瀝青與集料之間的粘結力，改善瀝青路面的高溫穩定性。橡膠改性瀝青路面粘結效果好，在G311路面工程應用中，對路面整體承載力均有很大的提高。相關研究表明，G311路面通過膠輪壓路機15t進行次5碾壓，壓路機的碾壓速度小于2.5m／s，在行車荷載的碾壓情況下形成了更好的瀝青碎石面層。鑒于輪胎橡膠優異的彈性也在較大的溫度區間為瀝青路面提供了柔性以及耐疲勞和抗裂紋能力，因此該項技術已經廣泛的應用到了G311公路路面的施工建設。另外，該改性瀝青混合料成功在許平南公路，平頂山縣鄉公路路面維修工程中應用，均取得良好效果。

3.3橡膠改性瀝青路面造價低，減小噪音的效果好

橡膠瀝青作為一種改性瀝青，由于其具有很高的高彈性能，很大程度上減少路面行車噪音，當行車時速在50～100 km，SBS改性瀝青的路面噪音將降低3～8分貝，吸收噪聲的能力更強。橡膠瀝青運用于公路路面上具有一定的經濟效益與環保效益，與傳統普通瀝青相比可大大降低材料成本，橡膠瀝青路面可提高路面使用壽命1～3倍，延長公路路面的使用年限，相對較于路面重修的成本就更具經濟優勢。

4　結束語

橡膠改性瀝青在G311路面工程中的研究發現，橡膠改性瀝青作為吸收層用于抗裂縫、防水及粘接等，其改性效果大大高于其他改性瀝青。G311路面實驗和應用數據表明，使用的橡膠改性瀝青鋪設封層技術，可承受較大的拉應力，解決了長期困擾公路運行的裂縫防水問題。因此該項技術應用到G311公路路面建設中，不僅可解決廢舊輪胎造成的社會環境壓力，還能提高公路建設的成本及公路使用年限，并且行車噪音明顯減小，行車舒適性提高。因此，推廣使用橡膠改性瀝青在公路路面工程的應用，可以更好的服務公路建設，提高公路質量。

［1］ 白楊.橡膠瀝青技術在高速公路路面中的應用研究［D］.哈爾濱工業大學，2013.

［2］ 朱棟.橡膠瀝青在路面養護工程中的應用技術研究［D］.長安大學，2014.

［3］ 喬鈞.橡膠瀝青同步碎石封層施工方案探討［J］.山西建筑，2013，39（6）：118-120.

［4］ 呂大偉.高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層綜合技術研究［D］.長安大學，2014.

U416.217

C

1008-3383（2016）10-0010-02

2016-02-24

付錄平（1981-），河南魯山人，本科，研究方向：公路工程橋涵設計及概預算編制。