橡胶粉沥青混凝土在陕西关中环线的应用

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摘要：为了研究橡胶粉沥青的路用性能，结合陕西关中环线公路中修工程，探讨了橡胶粉沥青的技术特点、生产工艺，研究了橡胶粉沥青混合料性能的试验方法和施工质量的控制等问题。结果表明：橡胶粉沥青在改善沥青路面裂缝、车辙病害以及降低噪声等方面具有优异的性能，研究结果和施工经验可为今后在公路建设中推广应用橡胶粉沥青提供有益参考。

关键词：橡胶粉沥青；生产工艺；混合料组成；质量控制

中图分类号：U416.26文献标志码：B

Abstract： In order to study the pavement performance of rubberized asphalt concrete， the technical characteristics and manufacturing process of rubberized asphalt， as well as the performance test and quality control of the mixture were expounded. The results show that the rubberized asphalt concrete excels in reducing cracks and ruts and lowering the noise. The findings and construction experience help to popularize the rubberized asphalt concrete in highway industry.

Key words： rubberized asphalt； manufacturing process； mixture composition； quality control

0引言

橡胶的高子分聚合物具有分子量大、弹性好的特点，废橡胶制成的橡胶粉用于沥青改性，可以降低沥青的温度敏感性，增加沥青的弹性[1]。改性沥青用作铺路材料可以减少路面的裂缝和老化，降低行车噪音，延长路面使用寿命[23]。

近年来，随着国民经济快速发展，汽车保有量不断提高，轮胎工业进入了一个急速膨胀的增长时期。废旧轮胎属于工业有害固体废弃物，如果采用燃烧的处理方式会产生大量的一氧化碳等有害气体，带来严重的二次污染；大量的废旧轮胎垃圾堆积，不但占用土地资源，而且易发生火灾。日益突出的废旧轮胎环保处理问题，已经引起世界各国的高度重视。

本着节能环保、创新发展的理念，本文以陕西关中环线项目引进橡胶粉沥青生产设备生产橡胶粉沥青混合料为例，验证其在路面养护中的作用，为今后橡胶粉沥青混凝土的推广应用积累经验。

1施工路段路面情况

陕西关中环线K117+200～K119+200段于2004年建成通车，为一级旅游公路。路面结构为：3 cm AC13细粒式上面层+4 cm AC16中粒式下面层+20 cm二灰碎石基层+24 cm二灰土底基层+天然砂砾路基，路面宽度为16 m。

近几年，由于交通S载日益增加，路面出现了不同程度的坑槽、车辙、裂缝等病害。经检测，此路段基层强度满足要求。因此，决定在此铺设2 km橡胶粉沥青混合料路面试验段。具体的修补方案如下。

（1）对裂缝路段用沥青胶做灌封处理，然后洒黏层油，铺4 cm AC16橡胶粉沥青混凝土。

（2）对坑槽、沉陷路段挖除病害进行修补，然后洒黏层油，铺4 cm AC16橡胶粉沥青混凝土。

（3）对车辙路段进行铣刨，修补整平，然后洒黏层油，铺4 cm AC16橡胶粉沥青混凝土。

2橡胶粉沥青的生产工艺

橡胶粉沥青的生产工艺分为干拌法和湿拌法[4]。干拌法是指将废胎胶粉与集料拌和后，再喷入沥青拌制，混合料称为橡胶改性沥青混凝土；湿拌法是指先将废胎胶粉和沥青加工形成橡胶沥青后，再与矿料拌和生产橡胶沥青混合料[57]。

本工程采用湿拌法，具体工艺如下。

（1）配备专用设备（高速搅拌机和溶胀罐），以利于橡胶粉与沥青的充分融合。每批橡胶粉沥青生产量最小为10 t，最大为20 t。搅拌罐中设置有加热系统和螺旋搅拌装置。

（2）搅拌时间为90 min。橡胶粉沥青混合物加热到180 ℃～190 ℃并溶胀大约60 min，再生产橡胶粉沥青混合料。

4.1级配合成比例

拌和机4#料仓（11～19 mm）、3#料仓（6～11 mm）、2#料仓（3～6 mm）、1#料仓（0～3 mm）和矿粉的合成比例为22∶30∶22∶20∶6。级配合成曲线如图2所示，结果满足要求。

4.2马歇尔试验

（1）分别采用4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、65%五种油石比成型Marshall试件。矿料加热温度为180 ℃～190 ℃，橡胶粉沥青加热温度为185 ℃～195 ℃（比普通沥青混合料加热温度高出15 ℃～20 ℃），混合料拌和温度为170 ℃～175 ℃，试件击实温度为155 ℃～165 ℃，双面各击实75次[1011]。经室内试验验证，最终确定最佳油石比为59%。

（2）最佳级配、最佳油石比时，橡胶粉沥青混合料的技术性能试验结果见表8～11。

5混合料施工及注意事项

橡胶粉沥青混合料施工过程如下。

（1）橡胶粉沥青混合料采用与普通改性沥青混合料相同的运输、摊铺和压实工艺。

（2）摊铺机摊铺速度为3 m・min-1，摊铺温度为160 ℃，初压温度为155 ℃，终压温度不低于90 ℃。

（3）初压用12 t振动双钢轮压路机高频低振碾压2遍；复压用30 t胶轮压路机碾压4遍；终压用12 t钢轮压路机静压2遍，至无明显轮迹为止。路面温度低于50 ℃后方可开放交通。

橡胶粉沥青混合料施工中应注意以下几点。

（1）由于橡胶粉沥青混合料黏度非常大，容易出现拖痕，因此摊铺机熨平板的必须调整准确[1214]。

（2）橡胶粉沥青混合料具有一定的弹性，不易压实，所以必须使用大吨位轮胎压路机和高频振动压路机组合碾压。

（3）橡胶粉沥青混合料运送到现场的温度一般为160 ℃～170 ℃，摊铺后温度较高，很容易被压路机带起，被带起的沥青掉在路面上容易形成油斑。因此，应注意初压粘轮温度的控制，不易过高，并不时用拖把蘸隔离液擦拭轮胎，防止黏轮[1516]。

6结语

（1）橡胶粉沥青混合料试验段路用性能的测试结果表明，各指标均满足规范的要求。

（2）经过4年的跟踪、观察及行车检验证明，铺筑后的橡胶粉沥青混合料路面平整、密实，没有发现渗水、裂缝及车辙现象。

（3）橡胶粉沥青具有独特的性能优势，不但可以全面提高道路的性能与使用寿命，还可节约大量的建设与维护资金。因此，加快研究、消化、吸收和推广橡胶粉沥青技术具有十分重要的现实意义。

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