橡胶沥青路面主要结构类型与工程应用

橡胶沥青路面

主要结构类型与工程应用山东大山路桥工程有限公司陈际江总经理一 废旧轮胎资源化我国公路交通的发展改革开放促进了经济的发展，我国经济实力有了很大的增强，2008年GDP位于世界第3位，外汇储备达到1.95万亿美元，为世界上最多的国家。高速公路迅速发展，到2008年建成高速公路6.03万公里, 一年中增加了6433公里。在长三角、珠三角以及渤海湾地区已基本形成四通八达的公路交通网。废旧轮胎对环境的污染道路交通事业的发展，我国汽车保有量大幅增加，2009年3月达6689.8万辆，预计到2010年将达到7167万辆。2006年废轮胎已达到1.4亿条，约合360万吨。预计2010年将达到2亿条，约合520万吨。大量的废轮胎堆积造成环境污染。

废胶对环境造成污染过去曾采取焚烧轮胎，造成对环境的严重污染；以后又采取深埋处理，同样造成对地下水等环境的污染。近年来有采用轮胎提炼汽油，无法避免对环境产生污染。我国橡胶资源相对短缺我国生胶资源相对短缺，但消费量很。2004年我国消费生胶420万吨，其中60％用于轮胎生产。橡胶是战略物资，我国生胶消耗量的70％依赖进口，每年几乎超过120万吨，合成胶60万吨。预测2010年我国仅汽车工业需求橡胶达到71.6万吨，到2020年将达到163万吨。道路建设对橡胶材料的需求铺筑改性沥青路面需要消耗大量的热塑性橡胶SBS材料，近年来全国每年使用改性沥青达120万吨，用于建设高速公路、城市道路、机场道面，消耗可观的SBS聚合物材料。SBS聚合物是石油产品，为生产SBS聚合物一年消耗石油约20万吨。废轮胎橡胶资源化利用利用磨细轮胎粉修筑沥青路面，在上世纪五六十年代许多国家已经开始研究与应用。美国的亚利桑那州、乔治亚州、佛罗利达州将磨细胶粉配制成橡胶沥青，铺筑应力吸收层，或铺筑橡胶沥青路面。南非、英国等国家也有橡胶沥青应用的报道。我国橡胶沥青的研究与应用在上世纪80年代初，同济大学与江西公路局合作，采用30目胶粉，掺入胜利100号沥青，在2-3级公路铺筑橡胶薄层沥青路面，到90年累计达400多公里，对改善当时公路行车条件起了积极作用。90年代后又与杭州市公路局、常州市政等单位合作，积极推广橡胶沥青的应用。90年代中期，PE、SBS改性沥青的研发与广泛应用，使橡胶沥青的研究与应用被搁置起来。近十年来，人们进一步提高对环境保护和资源的循环利用的认识，积极开展橡胶沥青的研究与应用，在全国形成了很大的反响。

废胶资源化再利用，建设生态文明

积极开展研究，将废旧轮胎作为资源进行再利用，生产橡胶沥青，在很大程度上取代SBS改性沥青，不仅减少了环境污染，减少资源消耗，而且符合循环经济，节能减排的要求，有利于建设生态文明。可以说这为废旧轮胎找到了最好的出路。

橡胶沥青研究与应用产业化近年来我们还高兴地看到，国内已经出现橡胶沥青产业化的专业性企业，如山东大山路桥工程有限公司、天津及江苏等地厂家。这些专业化公司的出现，为橡胶沥青的推广应用起着积极的作用，具有重要的社会和经济意义。二 橡胶沥青的主要特性胶粉利用的方法湿法工艺（wet process)

（1）湿法是将磨细的胶粉按一定比例加入热熔的沥青中，在一定温度下经过充分搅拌成为橡胶沥青,作为沥青结合料使用。（2）橡胶粉对沥青具有增粘和改性作用，在许多场合下可以替代常规改性沥青。

橡胶沥青的制备橡胶粉的粒度选择（1）20目粒度粗，成本低，能保持橡胶的弹性，但易发生沉淀。（2）80目粒度细，易与沥青相融合，不易发生沉淀，但橡胶颗粒弹性性质较差；（3）40-60目，粒度适中，既能与沥青较好的融合，又能保持一定的弹性性质，也不易发生沉淀。

粒度对橡胶沥青性质的影响对不同粒度橡胶沥青制备过程中粘度变化观察，采用15目与100目粘度最低，30目与60目较高。

橡胶沥青粘度与胶粉粒度的关系

胶粉粒度的选择根据橡胶沥青的用途选择不同粒度的胶粉。用于铺筑橡胶沥青薄膜（封层）、拌制开级配而又不用或少用矿粉的橡胶沥青混合料，必须配制高剂量、高粘度橡胶沥青，采用20-30目粗粒度胶粉。用于拌制间断级配SMA混合料，使用较多矿粉，宜采用40-60目胶粉。用于铺筑密级配橡胶沥青混合料，宜使用80-100目精细胶粉。橡胶粉的剂量确定橡胶粉的剂量应根据用途、道路等级、基质沥青稠度等因素确定，其变化范围为15％～30％（外掺），大致可分为：

(1)橡胶沥青薄膜（封层），胶粉用量约为25％～30％

(2)开级配沥青磨耗层，胶粉用量约为20％～25％

(3)间断级配SMA路面，胶粉用量约为15％～20％

(4)开级配混合料应力吸收层，胶粉用量约为25％～30％

橡胶沥青制备的温度橡胶沥青制备需要在较高温度下进行，橡胶发生溶胀，并与沥青发生一定化学反应。但试验表明，温度太高，不仅能源消耗大，而且橡胶发生裂解，使粘度降低，沥青也易老化。制备温度控制在175℃-180℃比较适宜。

橡胶沥青搅拌时间橡胶沥青在制备过程中，适宜的搅拌时间为60-80min。时间再长则粘度反而下降，这主要是由于橡胶发生了裂解。橡胶沥青制备一般无需使用胶体磨研磨。橡胶三沥青三的性三质橡胶三沥青三的粘三温关三系曲三线橡胶三沥青三的性三能三三橡胶三沥青三路面三的主三要结三构类三型目前三橡胶三沥青三应用三的主三要类三型就目三前来三说，三橡胶三沥青三主要三适用三于矿三料间三隙率三（V三MA三)三比较三大的三间断三级配三混合三料中三，不三适宜三于密三级配三混合三料。三这三是因三为橡三胶沥三青比三较粘三稠，三粘附三性好三，集三料表三面沥三青三膜比三较厚三，沥三青三用量三大反三而影三响其三热稳三性。目前三主要三有三三种使三用方三式：1）三AR三-A三C-三13三(断三级配三橡胶三沥青三混合三料）2）三AR三-S三MA三-1三3（三橡胶三沥青三马蹄三脂碎三石）3）三AR三-S三AM三I（三橡胶三沥青三应力三吸收三层)1）三断级三配橡三胶沥三青混三凝土三（A三R-三AC三-1三3)目前三主要三借鉴三美国三亚利三桑那三州的三做法三（包三括技三术方三法与三标三准）三，其三特点三是：1）三使用三较粗三的橡三胶粉三（如三20三目）三；2）三粗集三料含三量高三达7三0％三（形三成骨三架）三；3）三少用三或不三用矿三粉；4)三橡三胶沥三青用三量为三％；5）三空隙三率三4.三5％三～6三.5三％（三形三成密三实结三构）4）三动稳三定度三达3三50三0次三/m三m。1）三断级三配橡三胶沥三青混三凝土三（A三R-三AC三-1三3)优点：1三）粗三料比三例高三，路三面粗三糙，三抗滑三性好三；2三）使三用较三粗三胶粉三，胶三粉成三本低三；3三）橡三胶沥三青用三量高三，低三温抗三裂性三和三耐疲三劳性三能好三。缺点：1三）不三用或三少用三矿粉三，而三VM三A大三，依三靠橡三胶沥三青结三合料三填三充空三隙，三致使三结合三料用三量高三，影三响高三温稳三定性三，也三使三成本三提高三；2三）橡三胶粉三掺量三高，三沥青三粘度三大，三拌和三摊三铺比三较困三难。适用三范围：1三）城三市快三速干三道；三2）三机场三高速三公路三；3三）中三轻交三通三道路三；4三）一三级以三下公三路。2）三间断三级配三SM三A－三13我国三各地三已具三备采三用S三BS三改性三沥青三铺筑三SM三A路三面的三经验三，三可以三应用三橡胶三沥青三取代三SB三S改三性沥三青，三达到三降低三成本三的三目的三。其三主要三特点三：1）三使用三相对三较细三的橡三胶粉三（4三0-三60三目）2）三粗集三料用三量达三70三％；3）三必须三使用三矿粉三，用三量约三为1三0％三左右三；4）三橡胶三沥青三用量三约比三常规三多0三.5三％左三右；5）三形成三骨架三密实三结构三，路三用性三能优三良。2）三间断三级配三SM三A－三13优点：1）三高温三稳定三性好三；2三）耐三疲劳三性能三好；3）三低温三抗裂三性好三；4三）沥三青用三量相三对较三少；5）三可以三不使三用纤三维，三故成三本相三对较三低。缺点：1）三对集三料要三求较三高；三2）三需要三认真三做好三设计三。适用三范围：1）三高速三公路三、一三级公三路；三2）三城市三干道三；3）三重交三通道三路3）三橡胶三沥青三碎石三封层三（应三力吸三收层三）橡胶三沥青三碎石三封层三是借三鉴美三国亚三利桑三那州三经验三，三引进三到我三国的三。其三特点三是：1）三使用三较粗三的橡三胶粉三（2三0目三）；2）三胶粉三含量三高达三25三-3三0％三（外三掺）三；3）三橡胶三沥青三制备三温度三很高三，约三20三0℃三左右三；4）三需要三使用三专门三设备三进行三喷洒3）三橡胶三沥青三碎石三封层三（应三力吸三收层三）适用三范围：1）三水泥三混凝三土路三面改三造时三，铺三设在三表面三，作三为三应力三吸收三层，三防止三反射三裂缝三；2）三高速三公路三半刚三性基三层的三封层三，增三强抗三反射三裂三缝的三能力三；3)三用三作混三凝土三桥面三的防三水粘三结层三；4）三作为三低等三级道三路的三沥青三面层三，相三当于三表面三处三治路三面。四三干三法橡三胶沥三青混三合料组成三结构三与特三性干法三工艺三的特三点干法三工艺（d三ry三p三ro三ce三ss三)（1三）干三法是三将橡三胶颗三粒直三接加三入拌三缸，三与集三料混三合，三加三工成三沥青三混合三料。（2三）能三大量三消耗三废轮三胎，三但对三沥青三没有三改性三作用三；（3三）工三艺简三单无三需添三加设三备；（4三）设三计不三当路三面易三松散三，必三须采三取针三对性三设计三。（5三）干三法主三要用三于铺三筑降三噪沥三青路三面；干法三工艺三的基三本思三路使用三橡胶三颗粒三的目三的:1）三消耗三废旧三轮胎三，解三决废三轮胎三处置三；2）三不要三求对三沥青三性能三起改三善作三用；3）三为改三善路三面某三种功三能，三如提三高沥三青路三面的三弹性三与三阻尼三性质三，达三到降三低交三通噪三声的三目的三。干法三工艺三基本三思路三:1)三橡三胶颗三粒宜三粗不三宜细三，如三采用三1-三3m三m颗三粒；2）三掺量三宜多三不宜三少，三如2三％～三3％三；3）三橡胶三颗粒三作为三集料三空隙三的填三充料三。干法三橡胶三沥青三路面三结构干法三橡胶三沥青三路面三的关三键是三要防三止出三现松三散。干法三工艺三要取三得成三功的三技术三关键三：（1三）橡三胶沥三青混三合料三形成三骨架三密实三结构三；（2三）集三料级三配必三须采三用完三全断三级配三；（3三）采三用粘三度较三高的三沥青三材料三以形三成较三强的三粘聚三力；（4三）橡三胶颗三粒最三好加三以预三处理三。设计三的技三术关三键采用三完全三的断三级配三，以三留出三一定三的空三间。结合三料采三用改三性沥三青，三或在三沥青三中添三加天三然沥三青三，以三提高三粘聚三力。解决三了干三法橡三胶沥三青混三合三料压三实困三难，三强度三不高三，成三型后三发生三膨胀三等三问题三。干法三橡胶三沥青三混合三料的三基本三性质干法三橡胶三沥青三混合三料的三力学三性质干法三橡胶三沥青三混合三料的三声学三特性五三橡胶三沥青三的工三程应三用橡胶三沥青三的生三产橡胶三沥青三路面三施工三，最三重要三的就三是首三先要三加工三橡胶三沥三青，三总体三来说三它与三SB三S改三性沥三青生三产有三所不三同。橡胶三粉在三沥青三中，三需要三在高三温条三件下三充分三溶胀三，并三产生三复三杂的三物理三与化三学反三应，三胶粉三发生三部分三脱硫三、降三解，三恢三复一三定生三胶性三质，三对沥三青起三到改三性作三用。橡胶三粉在三溶胀三过程三中，三体积三发生三膨胀三。橡胶三粉在三沥青三中形三成三三维空三间网三络结三构，三橡胶三沥青三表现三出三高粘三度、三高弹三性的三特征三性能三。橡胶三沥青三生产三的设三备为保三证橡三胶沥三青产三品的三质量三，橡三胶沥三青最三好采三用三专用三的橡三胶沥三青生三产设三备进三行生三产。橡胶三沥青三制备三的设三备有三一个三逐步三发展三的过三程。三现三在常三人们三借用三生产三SB三S改三性沥三青的三设备三进行三加三工，三但发三现并三不完三全适三合，三因此三需要三针对三橡三胶沥三青的三特点三研发三专用三的橡三胶沥三青生三产设三备，三这三种情三况在三国外三也是三如此三。国内三橡胶三沥青三生产三设备三的发三展近年三来随三着国三内橡三胶沥三青逐三步得三到推三广应三用，三国内三有的三企业三为了三适应三道路三施工三流动三大的三特点三，在三原有三设备三的基三础上三，研三究分三析了三橡胶三沥青三的特三点，三结合三我国三国情三，实三现了三橡胶三沥青三生产三设备三的国三产化三。其中三具有三代表三性的三设备三有山三东大三山路三桥工三程有三限公三司开三发的三胶粉三改性三沥青三加工三设备三。山东三大山三路桥三工程三有限三公司三设备山东三大山三路桥三工程三有限三公司三设备三的特三点1、三全三套液三位、三温度三和压三力控三制元三件，三通过三电脑三自动三调节三沥青三泵转三速和三改性三剂进三料速三率，三确保三配比三精确三和不三会溢三罐，三真正三实现三不间三断生三产，三即可三生产三胶粉三沥青三亦可三生产三SB三S改三性沥三青。2三、专三有设三计胶三粉活三化处三理技三术及三装置三，对三胶粉三进行三表面三活化三处理三，显三著降三低胶三粉沥三青生三产温三度（三生产三温度三≤1三85三摄氏三度）三，并三充分三考虑三因添三加胶三粉导三致的三闪点三及燃三点降三低引三起的三安全三隐患三。3三、对三胶粉三进行三除臭三处理三，对三尾气三进行三净化三处理三，环三保排三放，三实现三环保三生产三。4、三独三有的三胶粉三改性三沥青三稳定三剂，三有效三解决三储存三稳定三性，三确保三胶粉三改性三沥青三贮存三稳定三性。5三、与三同济三大学三技术三合作三，确三保胶三粉改三性沥三青生三产技三术及三应用三技术三的及三时更三新，三提供三最先三进的三技术三支持三，确三保您三在该三行业三的领三先优三势。6三、只三进行三阀门三切换三，泵三和磨三连续三运行三，真三正实三现不三间断三生产三，有三手动三/自三动一三体和三手动三两种三控制三模式三。7三、可三据用三户需三要加三工定三制，三所有三型号三均预三留有三外接三接口三，可三扩展三其功三能生三产改三性乳三化沥三青及三产量三，既三可固三定式三建厂三生产三也可三移动三式现三场生三产。8三、指三导安三装、三操作三，提三供最三优化三、最三先进三的生三产工三艺和三配方三。9三、也三可通三过采三用胶三体磨三，可三提高三生产三效率三、降三低生三产温三度、三可以三使用三粗颗三粒胶三粉，三增加三胶粉三沥青三储存三及运三输稳三定性三。高速三剪切三胶体三磨优三势：1、三内齿三结构三，体三积小三，耗三能低三，产三量2三0-三30三吨/三小时三的胶三体磨三电机三仅5三5K三W。2、三进口三定子三和转三子核三心部三件，三特殊三转子三/定三子系三统为三独特三研发三材料三，抗三腐蚀三抗磨三耗，三配有三双机三械密三封，三耐高三压、三高温三，保三证寿三命2三0万三吨以三上。3、三胶体三磨开三关和三转速三采用三变频三器控三制，三电流三冲击三小，三转速三可据三生产三要求三调整三。4、三胶体三磨间三隙可三在0三.1三～5三mm三范围三内调三整。5、三摒弃三普通三胶体三磨多三级过三磨的三传统三方式三，具三有高三剪切三性能三的多三级刀三具设三计，三通过三强烈三挤压三、剪三切和三研磨三聚合三物颗三粒，三可使三高达三20三%聚三合物三的沥三青一三次性三过磨三成功三，同三时溶三胀时三间短三。剪三切研三磨能三力是三普通三胶体三磨的三10三倍，三大大