随着经济的不断发展，汽车行业也迅速成长起来，但随之而来的也有一些问题，长久以来的废旧轮胎处理成为了环境保护的重大问题。废旧轮胎被称为“黑色污染”，可想而知污染的严重性。橡胶沥青是目前解决“黑色污染”的有效办法，主要是通过一种现代工艺将橡胶粉按照一定的比例融入沥青，改善其性质，在提高道路质量的同时，也解决废旧轮胎的污染问题。

1 橡胶沥青的概念、技术要求

(1)概念。橡胶沥青是由基质沥青和废旧轮胎橡胶粉按照一定的比例混合而成的混合物，是在高温条件下混溶而形成的一种改良性沥青，由于橡胶粉的加入有效的改善了沥青的高低温性能，提高了沥青的路用性能[1]。

(2)生产设计和技术要求。橡胶沥青的结合料设计要根据当地的气候环境和路面情况等来合理的选择基质沥青，然后加入比例适当的橡胶粉，以此来提高结合料的稳定性和粘稠度。在生产过程中的温度控制、搅动均匀和反映时间是很重要的，它们将影响着橡胶沥青的质量。

2 橡胶沥青混合料的设计要求

橡胶沥青混合料的设计与其他沥青的混合料是一样的，都需要使用马歇尔法设计。由于橡胶沥青混合料最常用的是间断级配，矿料级配设计的特点是:(1)一定要保持间断级配特征;(2)含量0.075mm以下要少;(3)断点一般设计在4.75mm-2.36mm处。配级这样的设计思路使矿料间的孔隙率增大，便于沥青结合料发挥粘结力的作用。

橡胶沥青的结合料矿料级配范围表

3 橡胶沥青机理分析

橡胶属于高分子聚合物，本身具有很强的弹性和韧性，分子结构一般为线性、交链型等，处理时一般要将原生胶进行硫化处理，使得橡胶分子产生大量的交联，形成网状结构，因此橡胶在强度、韧性等方面都得到显著的提升。橡胶粉和沥青之间的相互作用关系十分复杂，目前的观点主要有以下几种:

(1)物力作用。橡胶粉加入沥青后，经过高温的加工，使橡胶粉的分子受到沥青的作用而产生了溶胀和溶解，橡胶粉均匀的分散在沥青当中，形成了混合体系，这种不发生化学作用的混合，只是物力作用[2]。

(2)沥青基体填充。橡胶粉在加入到沥青中后，产生溶胀过程，然后是扩散和溶胀胶团粒的分散过程，橡胶粉以丝网状或颗粒状等形式分布在沥青的基体中。

(3)化学混合。沥青中含有一定的及性和非极性化合物，存在着羟基和酯基等有机能团，它们可以与许多物质发生化学反应，从而产生新的化学键的结合。

(4)溶胀降解。溶胀降解说认为，温度低的情况下橡胶粉在沥青中溶胀，在较高的温度下，橡胶分子间的交联网络被破坏，产生脱硫或降解的反应。

4 橡胶沥青制造工艺

橡胶沥青混凝土可用于各等级沥青路面的各个结构层位，一般有两种施工工艺，分别是湿拌法的橡胶沥青混合料和干拌法的橡胶沥青混合料。

(1)湿拌法。把精细胶粉或活化胶粉按照一定的比例添加到沥青中，沥青温度为180—200℃之间，添加时要一边添加一边搅拌，30到60分钟后，再进入高速剪切乳化机中进行加工，知道质量满足标准为止。在湿法中胶粉的用量一般是总量的两到三成，在应力吸收膜时，胶粉量可达到两成半到三成半。橡胶沥青的性能与胶粉的粒径之间有着密切的关系，当粒径越小时，其分布的就越均匀，性能也就越高，对泵送产生有利影响[3]。橡胶粉粒径的分类如下表:

序号 类别 粒径/μm 制造设备1 粗胶粉 380-1400 细碎机、回转破碎机2 细胶粉 180-425 细碎机、回转破碎机3 微细胶粉 75-180深冷粉碎装置4 超微细胶粉 ＜75胶体研磨机

(2)干拌法。干拌法是指，将混合沥青总量2%—3%的胶粉直接喷入正在搅拌的热沥青的拌和锅中，搅拌20分钟左右即可。这种方法所制成的橡胶沥青只能用在路面的底层和中层，对于路面的表面是不适宜摊铺的。

(3)综合分析。在湿拌工艺中橡胶粉为主要的胶结材料，对于干拌法来说胶粉则是起到填充的作用。这种认识其实是不够全面的，当湿拌混合料运送到施工的现场，在进行摊铺碾压时，虽然胶粉和沥青会在高温下产生一定的反应，但也会有单独存在的现象，而不仅是结合料，胶粉在混凝土的结构中仍然会起到填充的作用，只不过填充的效果不如干拌法明显。

综合看来，无论是干拌工艺还是湿拌工艺，胶粉都会在高温下与沥青产生一定的反应。胶粉和沥青之间发生溶胀反应，使沥青变得粘稠，混凝土的弹性得到增加，但并不是弹性越大就越好，当超过弹性界限时就会出现混合料碾压不实或容易松散等问题，所以对费胶粉掺加的量要进行严格的控制。

5 对橡胶沥青的性能测试

(1)软化点分析。在适当的温度下进行搅拌，随着橡胶粉数量的不断增加，沥青的软化点呈现递增的关系，而且与基质沥青相比较，软化点有所升高，这说明了橡胶沥青的高温性能得到了改善。橡胶粉的数量不断增加，软化点提高的趋势有所下降，其实是因为，已经硫化的橡胶粉粒子的分子结构呈交联结构，在各种助剂的帮助配合下，将老化性能和热稳定性能都有所提高，耐热性也变得更加优越。橡胶粉的数量增加时，一方面沥青中的分子和胶粉中的橡胶结构在数量上有所增加;另一方面沥青中的分散橡胶质与没有溶解的橡胶力之间的网状结构相互亲和和结块的几率变大，所以，橡胶沥青的软化点应该提高。

(2)针入度分析。针入度随着橡胶粉的掺和数量的增加而有所降低，说明沥青的高温性能得到了提高。当橡胶粉增加到一定程度时，体系中的低分子油分已经没有了，这时温度变化也变得较缓慢。

(3)延度分析。沥青的延度和它本身的粘度有很大的关系，延度在一定程度上反应了沥青的柔韧度除了与当中蜡的含量有关，也与沥青的分组有关。通过橡胶粉的掺加，使沥青的低温延度得到了良好的改善。

6 橡胶沥青混凝土道路应用性能

(1)高温性能。本世纪初，交通部研究院结合某实体工程，对橡胶沥青混合料的高温性能进行了评价。在试验中表明，橡胶沥青的动稳定度与普通沥青相比较有大幅的提高，变形上有明显的减小。这也说明了掺入废旧胶粉的沥青混凝土的高温稳定性有明显的改善，特别是在温度超高的情况下，橡胶沥青具有很好的抗车辙能力。

(2)低温性能。美国曾在俄勒冈州采用干拌法和湿法两种工艺制成的橡胶沥青混凝土，进行废胎粉的改性实验。在工程完成后十年后，经过分析总结出:由于废胎粉的加入明显的改良了路面的耐寒性能和抗裂缝性能。与普通沥青相比较来说橡胶沥青的抗弯拉强度和破坏弯拉应变都有明显的提高，主要变形温度区域逐渐变少，对改善混合料的低温性能有重要的影响。

(3)水性能。橡胶沥青的残留稳定度与普通的沥青混合料相比较有所提高，这就说明了胶粉的掺入对提高沥青混合料的水稳定性有所帮助。

(4)抗疲劳性能和低噪音性能。曾有科学家专门进行了足尺实验路的加速实验，实验证明橡胶沥青混凝土的抗疲劳性对于普通的沥青混合料来说，有极大的提升，在一定程度上好过SBS改性沥青。

我国也曾将橡胶沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土进行行车的噪声对比。结果显示，橡胶混凝土的噪声比SBS改性沥青混凝土要低很多，车速越快，二者的差异就越明显。

7 结语

在沥青混合料中掺入一定的橡胶，不仅能解决废旧轮胎的回收问题，同时也可以提高沥青混合料的多种性能，保障路面的质量，具有良好的社会效益和经济效益。

[1]王旭东，李美江.橡胶沥青及混凝土应用成套技术[M].北京人民交通出版社，2010.

[2]王书晨.沥青混凝土路面裂缝成因及预防措施[J].黑龙江交通科技，2010，2(6):20-26.

[3]赵雄伟.沥青路面车辙病害成因与防治措施[J].地球与环境，2011，1(33):314-316.