浅谈橡胶粉_废旧轮胎_改性沥青及其在公路工程中的应用

1、广东建材2010年第5期1橡胶粉改性沥青技术的发展历程简介1.1橡胶粉改性沥青技术在国外的发展历程简介国际上最早的橡胶改性沥青的文献见于年的英国专利，利用废旧轮胎橡胶粉作为改性剂来改善沥青性能的研究工作则开始于世纪的美国，美国联邦公路局采用了种不同的橡胶粉对种不同的沥青进行改性研究。年美国沥青研究所在芝加哥召开了第次橡胶粉改性沥青研讨会，至此，美国对橡胶粉改性沥青的室内研究开始转向路面铺筑方面的应用研究。最先开始的是所谓的“干法处理（）”，即在沥青黏结剂加入之前，将橡胶粉作为填料直接加入到烘干的集料中，比较成功的实例是，它用粗颗粒的橡胶粉作为集料的一部分加入到断级配的矿料中，以改善路面行驶性能

2、。“湿法处理（）”即指任何一种黏结剂尚未加入到沥青混合料之前，先将橡胶粉加入到基质沥青中进行拌合改性的方法。它开始于世纪年代，在这一方面做了大量的研究工作，他改变了过去基质沥青加热温度较低（左右），使用胶粉较细（如目）的作法，直接将基质沥青加热到，让胶粉（目左右）在高温沥青下得到充分溶胀，并与沥青中的轻质油分发生作用，形成一种凝胶状物质，通过这种工艺生产出的橡胶粉改性沥青，不仅稠度大，而且各项指标都有很大的提高，这种工艺称为法，具体定义见，由法生产的橡胶粉改性沥青称为，即沥青橡胶；而其他所有各种由橡胶粉湿法处理（如，）制作的黏结剂统称为橡胶化的沥青，即；但人们现在往往不细分，把其统称为橡胶粉改

3、性沥青。也是第个将橡胶粉改性沥青成功地应用于热拌混合料和表面处治的人。年瑞文多城的改建项目促进了加州使用橡胶粉改性沥青的进程，该项目设计了一系列试验段，包括密级配（湿法处理工艺）和断级配（干法处理工艺）混合料各种厚度段；无的湿法处理工艺和干法处理工艺，混合料厚度段；个比较控制段落厚度的密级配沥青混合料；个段落采用双层橡胶粉改性沥青碎石封层；个段落采用单层橡胶粉改性沥青碎石封层。完工后长期对试验段进行跟踪检测，年就清楚地表现出了薄层橡胶粉改性沥青路面性能的优越性。从此，加州每年都有橡胶粉改性沥青路面的建设项目。尤其是到了年，橡胶粉改性沥青技术专利期满终止，橡胶粉改性沥青技术在美国迅速得到了推广应

4、用。年加州建成的橡胶粉改性沥青项目超过个，包括市县橡胶粉改性沥青项目则总数已超过个。年，根据已建项目中出现的一些问题，补充开发了橡胶粉改性沥青评价参数：相位角差值的剪切敏感性和黏度剪切敏感性，又建成了个先导试验项目，用于评价橡胶粉改性沥青的材料性能。年加州建成的橡胶粉改性沥青项目超过个。除此之外，橡胶粉改性沥青技术在美国、州也得到了很好的发展。橡胶粉改性沥青技术经历了余年的发展，在美国已经是一项成熟的技术。另外，从世纪年代以后开展了大量的研究和使用橡胶粉沥青的国家还有：瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚、日本、印度等国家。浅谈橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青及其在公路工程中的应用陈国雄（湖南环达公路

5、桥梁建设总公司）摘要：本文简要介绍了橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青技术在国内外的发展历程，并结合笔者实践，详细分析阐述了橡胶粉改性沥青的性能、在公路工程中的应用及优、特点，并进行了具体总结。关键词：橡胶粉；橡胶粉改性沥青；应力吸收层；橡胶粉改性沥青混合料；橡胶粉改性沥青路面施工技术56-广东建材2010年第5期1.2橡胶粉改性沥青技术在我国的发展历程简介我国在世纪年代末、年代初才有真正意义上的沥青混合料，年代初修建了第一条高等级沥青路面的公路。年代我国出现了橡胶粉改性沥青研究的第一个高峰。当时主要使用左右粒径的粗胶粒，在连续型级配的沥青混合料中使用。江西、四川于年，铺设试验路面；年，广东肇庆马房大

6、桥桥面使用了防水粘结材料；年沈阳市建成万平米的试验路；年北京路翔公司在北京小红门、广东韶关地区铺设试验路；年天津宁河大桥米桥面铺设；年广东肇庆马房大桥钢桥面铺装。结合西部大开发，我国橡胶粉改性沥青技术迎来了第二个发展高峰。年，交通部西部科技项目“废旧橡胶粉在公路工程中应用”，立项研究，在：广东中山国道（公里）、河北沧州二级路（公里）、衡小高速公路（公里）、山东（公里）、四川成都（公里）共完成多万平米实体工程。江苏交通科研院有限公司完成了橡胶粉改性沥青在高速公路上的应用研究，并完成了不少实体工程。湖南省年年在常吉高速公路、衡炎高速公路分别完成了、的橡胶粉改性沥青路面。2橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青

7、的性能分析橡胶粉改性沥青主要是轮胎橡胶粉粒在拌合的条件下（以上）与基质沥青充分熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。橡胶粉不发生裂解，吸收基质沥青中轻质组分，一方面直接改善基质沥青，另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。橡胶粉改性沥青中橡胶粉的含量在以上，熔胀后，橡胶颗粒的体积比重在左右。橡胶粉和沥青的化学成分不完全相同，且都具有较强的惰性，橡胶粉与沥青拌合主要是熔胀反应，它既不仅仅是简单的物理填充，也不完全会发生化学反应，而是处于两者共存的一种状态，其产物是橡胶粉和沥青的共混体系，对沥青的物理性能和化学性能都有所改善。橡胶粉的性质、沥青的性质、两者之间的共混方式都可能影响到橡胶粉改性沥青的性能。但

8、是由于橡胶粉与沥青之间的相互作用十分复杂，至今仍有很多专家对此进行专门研究。橡胶粉改性沥青的加工质量是影响橡胶粉改性沥青路面和橡胶粉改性沥青应力吸收层工程质量的重要因素，必须建立起有效的质量保证体系。橡胶粉改性沥青生产工艺必须具备三个核心环节：首先是把基质沥青通过快速升温系统升温到（秒钟内从提升到）；二是橡胶粉与升温后的基质沥青经过准确的配比，同时送入到高速剪切搅拌系统；三是把经过高速剪切预拌的橡胶粉改性沥青输送到熔胀反应系统进行充分熔胀反应。橡胶粉改性沥青的技术性能与生产工艺、胶粉类型、基质沥青类型、胶粉掺量等关系密切，不同生产工艺、不同胶粉剂量、不同基质沥青等会影响橡胶粉改性沥青的性能。室

9、内试验结果表明：加入橡胶粉以后，无论是货车轮胎胶粉还是小车轮胎胶粉，都对沥青起到了良好的改性效果，沥青的粘度上升，软化点提高，胶粉改性后的沥青相关指标满足的性能要求，沥青的高低温性能都得到了明显改善；从老化后疲劳开裂因子来看，橡胶粉改性沥青具有较好的抗老化性能和抗疲劳性能；总体上来看，货车轮胎胶粉橡胶粉改性沥青性能要优于小车轮胎胶粉橡胶粉改性沥青，其中目的货车轮胎胶粉橡胶粉改性沥青性能相对较好；橡胶粉掺量是影响橡胶粉改性沥青技术性能的主要参数之一，随着橡胶粉掺量增加，橡胶粉改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等都有明显增加。但同时随着橡胶粉掺量的增加，橡胶粉改性沥青在施工温度下的粘度会随之

10、升高，沥青的泵送、拌合、摊铺等难度均相应增加，试验表明，橡胶粉改性沥青的胶粉掺量以左右比较合适；拌合温度是橡胶粉改性沥青的重要施工控制条件，直接影响橡胶粉与沥青熔融的速度和程度，随着拌合温度的升高，橡胶粉改性沥青的抗车辙因子逐渐降低，抗疲劳因子逐渐升高，较高的拌合温度对于橡胶粉改性沥青的高温性能和抗疲劳性能均不利，一般建议控制在左右；号沥青、号沥青掺加橡胶粉改性后试验结果表明，从高温性能指标来看，号沥青的改性效果不如号沥青；但若采用不同剂量的橡胶粉以达到相同的粘度，则号沥青的改性效果要好于号沥青；施工技术57-广东建材2010年第5期总的来说，掺加橡胶粉后沥青胶结料的高温、低温、抗疲劳、抗老化

11、性能均有显著的提高，同时，沥青胶结料的高温粘度和低温粘度均有不同程度的增加，其中以高温粘度增加更为明显。3橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青在公路工程中的应用及其优、特点3.1橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青在公路工程中的应用领域橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青在公路工程中主要应用在以下领域：橡胶粉改性沥青应力吸收膜（）；橡胶粉改性沥青应力吸收中间层（）；橡胶粉改性沥青碎石封层（）；橡胶粉改性沥青混合料（包括密级配、断级配、开级配等）。3.2橡胶粉（废旧轮胎）改性沥青在公路工程中应用的优、特点橡胶粉改性沥青应力吸收层（）是指铺筑于半刚性基层与沥青路面之间或者旧水泥混凝土路面与沥青路面之间的，具有高变形能力的橡胶粉

12、改性沥青层。的设置能够吸收缓解裂缝部位的应力集中，防止沥青路面形成反射裂缝。橡胶粉改性沥青应力吸收层也可以单独用作预防性养护措施或低等级道路路面，还可以用作新旧路面罩面间的界面层，同时还起到粘结层和防水层的作用。半刚性基层由于其强度高、刚度大，在我国公路建设中得到了大力推广应用。但由于其干缩性大，容易产生干缩裂缝。这种裂缝很快就反射到沥青面层，使得沥青路面过早地出现了裂缝。雨水通过裂缝不断渗入到基层当中，侵蚀基层，造成结构性的破坏。在基层和面层之间加铺一层应力吸收层，能很好地推迟反射裂缝的全面发生，有效减缓反射裂缝的出现。同时由于应力吸收层具有良好的弹性恢复性能，能很好地保护道路的基层免受水的

13、侵害，延长了道路的使用寿命。应力吸收层作为结构层的一个中间层，其厚度很薄。因此，对其材料的性能有着很高的要求，其结合料必须具有高弹性、良好的高低温性能，沥青混合料中的沥青胶结料含量较高。采用橡胶粉改性沥青应力吸收层，即能够有效解决半刚性基层的反射裂缝。橡胶粉改性沥青混合料在用于半刚性基层、老路改建时，对减少路面的反射裂缝，提高路面的整体承载能力都十分有利，在相同的使用效果前提下，适当使用橡胶粉改性沥青可减薄沥青混合料面层的厚度。无论是承载能力标准还是减少反射裂缝标准，使用橡胶粉改性沥青混合料面层的厚度大约可减薄，当沥青结构层中使用橡胶粉改性沥青的应力吸收层时，厚度还可以进一步减薄，降低工程造价

14、。橡胶粉改性沥青路面的综合特点：优异的抗疲劳性提高路面的耐久性能；由于胶结料含量高、弹性好，提高了路面对疲劳裂缝、反射裂缝的抵抗能力；较强的低温柔韧性减轻了路面的温度敏感性；因为胶结料含量高、油膜厚以及轮胎中含有抗氧化剂，故提高了道路抗老化、抗氧化能力；提高了路面抗车辙、抗永久变形能力；由于道路的耐久性和性能得到提高，使得道路的养护费用显著降低；大量使用废旧轮胎，既节约了能源，也有利于环境保护；橡胶中的炭黑能够使路面黑色长期保存，与标线的对比度高，提高了道路的安全性；橡胶粉改性沥青用于沥青混合料时，由于施工厚度薄，施工迅速，减少了施工时间。橡胶粉改性沥青路面还具有降低行车噪声的性能。4结语橡胶粉改性沥青在公路工程中的应用能改善路面使用性能、降低工程造价。年我国废旧轮胎年产量已超过一亿条，并以每年的速度增加，到年将