胶粉改性沥青路面推广关键问题研究

史 磊

(河北省高速公路京衡管理处)

1 胶粉改性沥青生产工艺

(1)胶粉的粒度

粗的橡胶颗粒由于质量大容易在沥青中产生沉淀。越细的橡胶粉越容易在沥青轻质中溶胀，与沥青之间的和易性越强，橡胶粉达到均匀分散状态，促使沥青与橡胶粉相互渗透，融成一体，从而改性效果显著提高。但随着胶粉粒径减小，其价格也越来越高，在实际生产应用中，应从技术，经济两方面综合选取胶粉的粒径。

(2)胶粉的性质

对于生胶，其结构为链状的线形结构，其机械和物理性能不高，不稳定，不能够满足橡胶制品的使用性能要求，故橡胶工业一般将生胶硫化处理成橡胶后再应用。硫化的实质就是橡胶链状分子的交链反应过程。

(3)橡胶粉的品种

改性橡胶粉沥青的生产设备及生产工艺目前，沥青路面应用胶粉的技术主要分为干法和湿法两个大类。所不同的是:干粉直接喷入橡胶沥青柔性填料搅拌机拌合机，第一矿物材料混合，然后加入热沥青，橡胶粉混合沥青。湿沥青橡胶粉生产添缝材料中常用的应力吸收层和热拌沥青混合料，热拌沥青混合料仅用于干法。湿是第一橡胶粉，在一定剂量的与专用设备准备一个已知的橡胶沥青改性沥青混合料搅拌均匀，用热沥青，沥青拌和机，然后运到混合成胶粉沥青材料。

配置成胶粉沥青材料的橡胶粉胶粉改性作用得到充分发挥，必须要求橡胶颗粒分散在沥青，无沉淀，无隔离。为了满足这个要求，在生产过程中的控制，胶粉沥青混合温度和时间要特别注意。一般来说，配置沥青橡胶粉温度应在150～160 ℃为宜。这是为了确保统一胶粉沥青混合料，并没有留下沥青老化。

橡胶粉与沥青是高度灵活的弹性聚合物材料，两者都有类似的属性，为了提高分散度的橡胶颗粒沥青，除了基质沥青加热到一定温度，还需要强大的混合基质沥青和橡胶粉。因此，准备的橡胶沥青和橡胶沥青的反应温度、时间和搅拌速度的最佳组合是胶粉改性沥青具有良好性能的关键。

2 合理选用胶粉沥青技术要求

对橡胶沥青，目前我国尚未制定出国家统一的技术标准，但已经出台了很多地方性标准，也有一些企业或研究单位根据自身多年的研究成果和工程实践，同时参照国外的相关经验，提出了适用于自身的橡胶沥青技术标准。

在我国，目前已经有北京、天津等地制定了橡胶沥青地方性标准。针对北京当地的气候和交通环境，北京提出了《北京市废旧轮胎胶粉混合料设计施工技术指南》，其中关于橡胶沥青技术要求列于表1。

2006年2月，天津市建设管理委员会制定并发布了《天津市废旧胶粉轮胎改性沥青路面技术规程》，其中关于橡胶沥青的主要技术指标与要求列于表2。

表1 北京市橡胶沥青技术标准

表2 天津市废旧胶粉轮胎改性沥青技术要求

2008年12月，交通运输部公路科学研究院协同一些单位于编写出版了《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》，该指南属于交通运输部“材料节约与循环利用专项行动计划系列指南”。现将该指南中有关橡胶沥青的技术标准列于表3。

表3 交通部共科院橡胶沥青技术标准

根据表1、表2 以及表3，可以看出，这些地方与单位对延度在5 ℃低温下提出了要求，很多人却不认同这种看法，这主要是因为，对于采用粒度较粗的胶体制备的橡胶沥青，其延度并不反映它的低温性能，只有采用精细胶粉，或经过胶体磨反复研磨的橡胶沥青才可以。5 ℃下橡胶沥青的延度才能达到比较大的数值，然而此时橡胶沥青的弹性性质和高温性能都不高，甚至不能再间断级配的橡胶沥青路面上使用，因此对于橡胶沥青来说，延度指标可能不是非常适用，可以在技术标准中删除，通过查阅美国一些州关于橡胶沥青的技术标准等，可以发现他们都没将关于低温延度的技术要求列入其中。

与普通沥青和一般SBS 改性沥青的技术标准不同，橡胶沥青需要建立橡胶沥青自身的指标体系，这也就是说普通沥青或者SBS 改性沥青的技术指标体系并不能用来评价橡胶沥青的性能，这主要是因为在宏观上橡胶沥青是非均匀质材料，而是两种材料的混合物。不需要像SBS 改性沥青一样，橡胶沥青的技术指标要有那么多的检验项目，适当简化，因为在沥青的质量要求中，已经包括了有的技术性能。

橡胶沥青的技术指标究竟应该怎样算是合理，这应该与橡胶沥青的用途有关。譬如当将橡胶沥青应用于开级配混合料，不使用矿粉，则橡胶沥青就需要比较黏稠一些;而如果用作间断级配的SMA 混合料，矿粉用量比较大，则橡胶沥青就不需要太高;又如在拌制连续密级配混合料时采用橡胶沥青，则橡胶沥青的粘稠度就应该不太大。所以不同性能的橡胶沥青，分别适用于不同的使用要求，不可能一种橡胶沥青适合各种配合比设计。也正是因为如此，目前关于橡胶沥青的技术要求无论国外还是国内均不统一，但是相信再通过几年的深入研究与工程应用，经过优胜劣汰，完全能够制定全国统一的橡胶沥青技术标准。

3 胶粉沥青路面渗水问题

3.1 产生渗水的原因

造成沥青路面渗水的原因很多，有混合料配合比不当所致，也有施工管理和施工操作方面的原因，现列举如下。

(1)混合料配合比不当。对于间断级配橡胶沥青混合料，空隙率偏大可能与混合料的VMA 偏大有关。间断级配橡胶沥青混合料往往粗集料偏多，细料偏少，而且很少使用矿粉，在这种情况下，如果油石比偏小，则很容易造成空隙率偏大而渗水。但是在橡胶沥青目标配合比设计时，或者生产配合比设计时，都应已调整得比较合适，不会出现空隙率过大的情况，因此在现场摊铺碾压后出现渗水，则只能是混合料生产时发生了偏差。

在橡胶沥青路面施工前，应对冷料仓的上料速度进行标定。尽量排除筛网磨损而出现破洞、称量系统发生故障、控制台操作不当、沥青用量发生偏差等情况发生而使橡胶沥青混合料的组成发生偏离。

(2)低温季节施工。冬季气温低，料温下降快，混合料难以压实成型，空隙率必定大，雨雪天路面渗水，很容易造成路面损坏。橡胶沥青混合料因黏滞度大，冬季低温下施工更难保证充分压实。一般来说，当气温低于10 ℃时，橡胶沥青沥青路面就不应施工。如一定要赶工期，则必须采取温拌技术或者其他低温施工措施。

(3)施工管理的不恰当。为了减少由于摊铺机停顿再起步而影响路面平整度，往往要求摊铺机保持连续摊铺，为此供料必须充足。施工管理的不恰当还表现为有的业主为减少纵向接缝，一定要求施工方采用宽幅的摊铺机，很多12 m宽得摊铺机就是在这种情况下引进来的。但是沥青混合料在宽幅摊铺向两端送料过程中，很容易产生离析，且混合料越粗离析越严重。在粗集料聚集的部位空隙率大，就形成了渗水的通道。

(4)混合料离析造成密度的不均匀。普通沥青混合料在装车以及在宽幅摊铺长距离的横向送料过程中，都易出现粗细集料离析。但是由于橡胶沥青混合料不同于普通沥青混合料，这是因为橡胶沥青比较黏，一般不会发生粗细集料离析的现象。然而橡胶沥青混合料在出料、运输以及摊铺过程中，温度变化还是会发生离析的。温度离析可引起路面压实密度的不均匀性，空隙率大的部位就会渗水。

3.2 提高压实度的措施

要提高施工压实度，主要在于控制好压实温度和保证足够的压实功能。由于橡胶沥青黏度大，通常碾压温度要提高。如果再较低气温下施工，则最好采用温拌技术，并且使用胶轮压路机进行负压压实。因为在这种情况下混合料温度低，不会引起粘轮，加评论碾压也可以大幅度提高压实度。即使不是在低温下施工，待料温降低至左右，采用胶轮碾压，也不会粘轮，而压实度可以明显提高。有些施工单位不愿意使用胶轮压路机，粘轮固然是一个原因，但有的却是考虑在高温下胶轮容易损伤。为了验证胶轮的压实效果，笔者曾经做过对比试验，使用胶轮碾压与仅使用钢轮压实，前者压实度能提高1%，而且都没有渗水现象，所以排斥使用胶轮压实未必是恰当的。

4 结 论

废轮胎胶粉改性沥青作为胶粉颗粒与基质沥青的混溶体系，属于半固态连续相体系，其性能受到胶粉颗粒的化学成分及制备工艺等多种因素的影响，在应用过程中会存在各种各样的困难，通过优化胶粉沥青生产加工工艺，根据用途合理选用技术参数，并严格控制施工工艺，解决沥青路面透水等问题，为推广胶粉沥青路面具有重要的应用价值。

［1］孔宪明，林元奎.废胶粉改性沥青应用的若干问题研究［J］.中国建筑防水，2006，(S1):42－48.

［2］武立超，韩道均，陈仕周.废胶粉改性沥青改性机理及其性能研究［J］.交通标准化，2009，(13):36－41.

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