２０１１年第９期　（总第２１Ｉ期）　黑龙江交通科技　ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．９，２０１１　（Ｓｕｍ　Ｎｏ。２１１）　浅谈橡胶改性沥青在道路工程中的研究与应用　昨仕　（海南路桥工程公司）　摘要：回顾了国内外橡胶改性沥青在道路工程中的研究与应用情况，并根据工程实际认识到用橡胶沥青铺　筑路面可以带来明显的经济社会效益，建议在条件具备的地区加以推广。　关键词：橡胶改性沥青；道路工程；优越性　中图分类号：Ｕ４１６．２１７　文献标识码：ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１１）０９—０１５８—０２　１　国外研究与应用概况　橡胶屑改性沥青的研究开发已经有５０余年的历史。虽　然利用橡胶和沥青作为原料来制作路面接缝、裂缝、坑洞修　补材料的开发工作早在２Ｏ世纪３Ｏ年代就开始，但是利用废　旧轮胎橡胶屑作为改性剂来达到改性沥青性能的研究工作　开始于２Ｏ世纪５０年代。现在，将利用磨细的废旧轮胎橡胶　屑作为改性剂来达到改善黏结剂性能的沥青材料，统称为　“橡胶屑改性沥青”（Ｃｒｕｍｂ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ａｓｐｈａｌｔ）。这种　形状不规则的被撕裂的废旧轮胎橡胶屑则被称为“橡胶屑　改性剂”（Ｃｒｕｍｂ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｍｏｄｉｆｉｅｒ）简称ＣＲＭ。　美国是研发橡胶沥青材料的开拓者，早在２０世纪５Ｏ年　代，当时的美国公路局就进行了一项实验室的研究工作来评　估在“各种橡胶对石油沥青的性质影响”。他们使用１４种　橡胶粉和三种石油沥青，包括“一种加州的低密度、低硫、低　沥青质的沥青”。这些结果与公路局的雷克斯和帕克合作　的“橡胶沥青材料试验室研究”一起发表在１９５４年１Ｏ月的　《公路》刊物上。混合料的研究范围包括了硫化和未硫化的　橡胶材料，包括废轮胎的胎面、丁苯橡胶（ＳＢＲ）、天然橡胶、　聚丁二烯和回收的（脱硫的）橡胶，既用了干法也用了湿法，　用在沥青混凝土材料中。对这个领域的兴趣和相关工作不　断增长，专利申请的数量也在不断增加。１９６０年３月，沥青　协会在芝加哥举办了首届橡胶沥青研讨会，该会议有５份论　文参加讨论。　从２０世纪６Ｏ、７０年代以来，瑞典、英国、法国、比利时、　澳大利亚、日本、南非、印度等国家也先后开展了橡胶沥青和　橡胶沥青混凝土的应用研究。并且通过立法和技术推广，极　大地促进了废旧轮胎在道路工程中的利用。　日本自１９５２年在东京都祝天桥附近首先用ＮＲ胶粉改　性沥青铺筑试验路以来，改性道路沥青的研究及应用迅速发　展。１９６３年在名古屋至神户高速公路铺设了ＳＢＲ（丁苯胶）　改性沥青试验路，１９６８年前后扩大到全国。７Ｏ年代后，日本　对橡胶改性沥青的研究步人了高潮阶段，１９８３年开发的改　性Ｉ型、Ⅱ型和“筑波１号”最具代表性。９Ｏ年代后，为进一　步提高改性沥青的性能，日本合成橡胶公司相继开发出改性　ＳＢＲ（丁苯胶）胶乳等改性剂。　２Ｏ世纪９Ｏ年代，全美每年就大概要废弃２．３５亿只汽车　轮胎（小车轮胎约有２亿只），以各种状态堆积的轮胎数量　大致为２ｏ一２５亿只。迫于轮胎带来的环境压力，美国通过　了１９９１年联邦地表协调联运效率法案（ＩＳＴＥＡ）１０３８条款　（要求在路面工程中逐步增加回收橡胶的用量），同时，大多　数州启动了相关立法程序，极大地促进了废旧轮胎在道路工　程中的利用，橡胶沥青路用进入了新的阶段。截止到１９９３　年，有２７个州研究了橡胶沥青及其混合料。据统计，到１９９７　年的６年间，公路行业共消耗废旧轮胎橡胶粉８　０００万ｔ，大　约４亿条废旧轮胎。美国应用橡胶较多的州有：亚利桑那　州、加利福尼亚州、佛罗里达州、德克萨斯州等。　同样还是ＩＳＴＥＡ方案，启动了耗资５０００万美元的ＳＨＲＰ　沥青研究计划和长期使用性能研究计划，随着ＳＨＲＰ计划的　推进，其最终产品Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ体系（基于使用性能的沥青胶结　料规范、热拌混合料设计和分析体系及相应的计算机软件）　的建立、完善和逐步推广，路用新材料研究的思路、方法和技　术手段都有了很大的发展。正是在这两股力摄的共同推动　下，国际上橡胶沥青在道路工程中的应用及其研究进入了一　个由环保理念和新技术共同驱动的新时代。　１９９２年，美国成功地开发了含１６％废胶粉的改性沥青。　改性后，其粘性增加，温度敏感性降低，弹性恢复和抗老化性　能提高。用７％的废胶粉改性沥青，会得到更高负荷强度，　且每增加１份废胶粉，可使改性体系的脆点下降１ＯａＣ。由　于硫化胶粉已掺有各种稳定剂（包括抗氧剂、硫化剂、炭黑　和氧化锌等），更有利于提高沥青的吸附性和耐侵蚀性。美　国政府规定凡使用联邦经费的热拌沥青混合料都必须以　１５％的经费用于废橡胶沥青混合料，以后每年增加５％，直　至２０％。目前，美国铺设的沥青废胶粉改性公路已达到　１．１万ｋｍ。　在多孔隙路面的发源地法国，截止到１９９５年，橡胶沥青　多孔隙混凝土路面累积已经摊铺了超过１００万平方米。　．Ｍａｉｎ　ＳＡＩＮＴＯＮ总结多年的ＰＡＣ路面室内研究和实际应用　效果表明：橡胶沥青ＰＡＣ比普通ＰＡＣ在保持持久排水性能、　抵抗重交通、抗剪切和抵抗不良气候影响等方面有明显的优　势。　南非的橡胶沥青在公路行业中的应用十分成功，和美国　加利福尼亚州一样拥有历时２Ｏ一２５年仍然完好的橡胶沥青　路面。应用领域包括混合料、应力吸收层、应力吸收中间层　等，基本上已经拥有了一整套橡胶沥青相关的技术指标。据　了解，目前南非６０％以上的道路沥青使用橡胶沥青，而且根　据他们的经验，认为对于超重轴载的使用环境，橡胶沥青混　凝土尤为有利。　国外研究表明，橡胶沥青混凝土在用于老路改建时，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，适当使用废旧橡胶粉可减薄　沥青混凝土面层的厚度。一般可减薄３０％一７０％，当沥青　结构层中使用橡胶沥青的应力吸收层时，厚度还可以进一步　减薄。在国外橡胶沥青的应用技术已经相当成熟，但由于我　国气候、道路结构、汽车荷载等方面的差异，橡胶沥青在我国　的应用还需要进一步研究。　２国内研究与应用概况　随着我国经济的高速发展，对基础设施的要求越来越　收稿日期：２０１ｌ—Ｏ５一ｌ９　作者简介：邝仕广（１９８２一），男，海南省海１２１市人，助理工程师，主要从事道路施工管理工作。　・１５８・

　第９期　邝仕广：浅谈橡胶改性沥青在道路工程中的研究与应用　总第２１　１期　高，解决我国沥青路面所出现的龟裂、车辙、老化等问题也受　到政府的高度重视。８Ｏ年代，我国开始了橡胶粉改性沥青　的研究，也铺筑了试验路段。由于当时受胶粉粉碎技术的限　制，胶粉的工业化生产仅能做到３Ｏ目粒径，细度、均匀度均　达不到改性沥青的技术要求，沥青与粗颗粒橡胶粉结合力　弱，加之当时国内还没有改性沥青装备，试验路段效果不理　想，并导致有关专家封杀了胶粉改性沥青在道路中的应用。　直到进人９Ｏ年代后，哈尔滨建筑大学、江苏石油化工学　院、华东冶金学院、辽宁交通科研所等开始对橡胶沥青做了　一些研究工作。沈阳市市政设计研究院在１９９３年铺筑了　１　０４０　ｍ　的橡胶沥青混合料试验路。２００１年春，交通部公　路科学研究所首次在钢桥桥面铺装上用于法工艺加人了　３０％（相对于沥青质量）的橡胶粉，该桥面经受了两个夏季　的超重交通荷载考验，基本保持良好，说明了橡胶沥青混合　料在国内实际应用中，表现出不错的高温稳定性能。　二十一世纪以后，结合西部大开发，迎来了我国橡胶沥　青应用的第二个高峰。２００１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１０５国道　（９＋３　ｋｍ）、河北沧＇）Ｈ－－级路（４　ｋｍ）、衡小高速公路（２　ｋｍ）、　山东（６　ｋｍ）、四川成都（３　ｋｍ）共修筑沥青５Ｏ多万平米面积　的橡胶沥青试验路面。　２００４年，在广东珠三角地区，改造一段４．６　ｋｍ的一级　公路，上面层采用了ＳＡＣ１０橡胶粉沥青混凝土，下面层采用　普通ＳＡＣ２０沥青混凝土，在上下面层间设置橡胶粉改性沥　青防水层，在下面层底部设置橡胶粉改性沥青应力吸收层，　橡胶粉沥青混凝土采用湿拌法施工。在国内首次采用大型　专用设备现场生产橡胶沥青。通对试验路的研究，证明橡胶　粉对沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能、弹性恢复、温　度敏感性都有不同程度的改善。橡胶沥青混合料可显著降　低路面噪音，使沥青的粘附性、温度敏感性、抗老化性及低温　性得到明显改善，成倍延长路面的使用寿命。　２００５年３月，国内第一条年处理废旧轮胎１．５万吨的精　细胶粉自动化生产线在天津建成。与此同时，由国家发改委　牵头组织，并委托中国国际工程咨询公司和中国橡胶工业协　会组织起草制定的《轮胎工业产业政策》于２０１０年出台，而　《废旧轮胎回收利用管理办法》也正在起草之中。这些都表　明着我国开始越来越重视废旧轮胎的回收再利用的技术化　和法制化。重庆现在也已有废轮胎橡胶粉厂３—４个，只是　规模还相对较小（每吨胶粉大约消耗废轮胎３３条）。　到目前为止，如上文提及的那样，国内橡胶粉改性沥青　及混合料的研究多停留在室内试验或小规模试验路阶段。　３橡胶改性沥青的优越性与推广　橡胶屑改性沥青在道路工程中的研究与应用历经半个　多世纪坎坷发展，如今已系统化规范化发展。废旧橡胶轮胎　在国内外都有很大的供应量，特别在经济快速发展的中国更　是如此。如果对其回收利用不当，将形成严重污染环境的　“黑色垃圾”。从前面的回顾中可以看出，基于降低改性沥　青成本、节约石油资源与环境保护的优点，发达国家已普遍　开始使用废旧轮胎胶粉改性沥青，其技术与施工工艺日渐成　熟。制作废胶粉改性沥青既解决了环保上废轮胎处理的难　题，又节约了原料，一定幅度地降低了产品的成本，还提高了　沥青路面的质量。　目前，它在公路上的主要用途，一是用来拌制沥青混合　料，铺筑沥青路面的上面层，以全面提高路面的使用性能；二　是用作封层，即应力吸收层，以抑制路面基层裂缝的向上反　射。橡胶粉改性沥青在高速公路、机场道路、城市道路等“白　改黑”的工程中日益发挥重要作用。　橡胶沥青铺面技术的应用和推广，具有巨大的经济效　益。据有关研究，橡胶沥青混合料与ＳＢＳ改性沥青相比，使　用橡胶沥青ＳＭＡ混合料即可获得良好的路用性能又可降低　生产成本。橡胶沥青路面具备良好的高温稳定性能、低温抗　裂性、水稳定性和抗疲劳性能，可延长道路的使用寿命５—　１０年，这种潜在效益是不可估量的。　同时，用橡胶沥青铺筑路面可以带来明显的社会效益：　①经有关专家研究发现橡胶沥青路面与其它的改性沥　青路面相比，可降低噪音３—８分贝，相当于交通量减少　５０％，相当于车速降低二分之一，相当于建筑物离公路的距　离增加一倍，带给路旁居民及驾驶者宁静，并能取代安装隔　音墙、节省巨额开支且不影响绿化计划。　②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，道路更加美观；　③橡胶沥青用于沥青混合料时，由于施工厚度薄，所以　节约了大量的建筑材料；施工迅速，减少了施工时间，带来了　巨大的时间效益；橡胶沥青所利用的是“黑色污染物”，不仅　给环境减轻了负担，也节约了宝贵的石油资源，如果使用橡　胶沥青铺设１００　ｋｍ的公路，可消费７５０　０００条废轮胎同时节　约沥青４　０００　ｔ。　④极大的提高了行车安全性。开级配或间断级配橡胶　沥青路面防滑功能高、减低溅水、改善视野、大大提高道路安　全。据在美国德州的一项测试，使用了橡胶沥青以后、同期　交通意外伤亡数目减低了一半！　综上所述，高性能、低成本的橡胶沥青路面材料如果能　大量运用于道路工程中，将形成环境保护、废物利用、延长道　路寿命、降低路面工程造价的多赢局面，具有极大的现实意　义。　参考文献：　［１］韩秀山，吕伟民．我国废旧橡胶利用的发展趋势［Ｊ］．再生资　源研究，２００１，（１）：１３—１５．　［２］孟琳．橡胶沥青应用的若干问题研究［Ｊ］．西安文理学院学　报，２０１１，１４（１）：７０－７２．　［３］　张艳红，王晓帆．橡胶沥青在道路工程中的应用［Ｊ］．河北交　通职业技术学院学报，２０１０，７（４）：２７—２９．　（上接第１５７页）　车道与行车道实际上已经成为拥有不同承载力的两种路面。　此时行车道的结构承载力已达到极限，而两侧车道的结构承　载力有所富余，尚有较长的使用寿命。因此，拟定两种维修　方案：①一次性整幅重铺基层，彻底消除缺陷，使整个路段的　路面完全恢复其正常的使用性能；②两侧车道与行车道分期　维修。先维修行车道，根据两侧车道的承载能力，结合已有　的交通资料分析确定其剩余使用寿命，以此作为行车道车辙　损坏维修方案的设计使用寿命。待两侧车道与行车道同时　达到使用寿命末期时再一并处置。　３结语　质量是工程的生命，是工程建设的永恒主题。而路面病　害严重影响公路工程的使用寿命和经济、社会效益，因此各　级交通管理部门都应引起足够的重视，并根据其成因从路面　设计、原材料进场到具体施工，有针对性采取一系列预防和　改善措施。同时，必须建立健全质量保证体系，从管理部门、　设计部门到施工部门，层层重视、层层控制、层层落实。只有　这样，才能从根本上减少公路工程路面病害的发生，使城市　道路建设质量全面提高，更上新台阶。　参考文献：　［１］安卫．公路沥青路面病害原因分析与对策［Ｊ］．山西建筑，　２００９，３５（４）：３１２－３１３．　［２］　胡昌斌，黄晓明．重载交通沥青路面典型早期破损与成因分析　［Ｊ］．福建建筑，２００５，（３）：６６—６７．　［３］　郭贵平，杨文明．高速公路沥青混凝土路面早期破损分析［Ｊ］．　东北公路，２０００，２３（４）：７Ｏ一７１．　［４］上官路东．浅谈沥青混凝土路面病害及其防治方法［Ｊ］．山西　建筑，２００９。３５（９）：２８０—２８１．　・１５９・