于殿斌

(黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

1 概 述

橡胶粉以废旧轮胎为主要原材料，经加工后制得，按30%～35%的比例掺入基质沥青中，该材料有助于改善橡胶沥青混合料的性能，例如高温稳定性和低温抗裂性均有所提升，可供沥青路面摊铺使用。于国内同类加入20%橡胶粉的橡胶沥青相比，加入30%以上橡胶粉的橡胶沥青对黑龙江的高寒地区气候更为适合，此时基质沥青的性能改善效果更佳。

2 适用范围

橡胶沥青路面是现代公路建设中较为典型的路面形式，常见于城市快速干道、一级以下公路等工程场景中。近十年来，人们对环境保护和资源循环利用有了进一步的认识提高，我国很多省份在公路行业积极开展了橡胶沥青混凝土路面的研究和应用，从而给橡胶沥青混凝土路面的应用创设了良好契机。

3 工艺原理

(1)橡胶沥青以废旧轮胎为原材料，经加工后制得均匀性较好的橡胶粉粒，并按特定的级配关系加以组合，在190～200 ℃的高温环境中拌和，在与机制沥青接触后发生反应后制得，其粘附性较佳，遇高温环境时具有良好的弹性恢复性能，在低温环境中稳定性较佳。

(2)制得橡胶沥青后，将其与碎石材料拌和，构成均匀的橡胶沥青混合料，可用于路面的铺筑作业。橡胶沥青混凝土路面施工所涵盖的作业内容包含原材料的采购、橡胶沥青的生产、拌制、摊铺、碾压等，相较于普通改性沥青路面而言，其在拌和时间、温度控制、摊铺碾压工艺等方面均有独特性，需差异化对待。

4 施工流程及操作要点

4.1 橡胶沥青制备工艺

橡胶沥青对温度较为敏感，合理的温度是提高橡胶沥青生产质量的必要前提。生产前，需对基质沥青加热(温度以204～226 ℃为宜)，给予持续的搅动，约45 min后方可取得较良好的反应效果。期间加强对橡胶沥青质量的检查，重点考虑粘度指标，应当满足要求。此后，全面检验橡胶沥青，若达标则用于施工，否则则需根据实际情况合理优化配比，直至满足要求为止。产出的橡胶沥青需在相对稳定的温度环境中得到保存，储罐的温度以190～218 ℃为宜，以免因温度变化而影响橡胶沥青的质量(例如出现胶粉颗粒下沉或上浮的问题)。

4.2 操作要点

(1)材料选择

①废旧轮胎是制作橡胶粉的主要原材料，在各类废旧轮胎中，以天然胶含量较高的斜交轮胎最为合适，其应用效果优于子午轮胎(具有合成胶含量高的特点)。因此，在工程实践中，应优先选用天然胶含量较高的斜交轮胎。

②根据不同地区选择不同的基质沥青，黑龙江省所处高寒地带，故选择130#基质沥青。

③集料需具有坚硬、洁净的特点，由反击式破碎机轧制而得。在选用粗集料时，若粒径超4.75 mm，则应优先使用玄武岩，或是其它质量指标达标的石料。

④为提高橡胶沥青混凝土的黏附性以及水稳定性，需掺入1%～2%的普通水泥，但不宜掺入矿粉填料。

(2)橡胶粉的制备

废旧轮胎的破碎是制作橡胶粉的初期环节，通常以常温粉碎法为宜，要求制得的橡胶粉具有干燥、洁净的特点，在与沥青和骨料接触后，搅拌过程中可自由流动且无泡沫等杂物。考虑到橡胶粉颗粒易结块的情况，可适量加入碳酸钙，但需严格控制其用量，原则上不宜超过橡胶粉的3%(按重量计)。此外，随着橡胶粉目数的变化，其对沥青性能的影响程度也不尽相同，原则上，橡胶粉越细，与沥青的混合效果越好，同时也更有利于后续压实作业的高效开展。

(3)橡胶沥青的制备

橡胶沥青生产前应根据要求加热温度，以204～226 ℃为宜，并在该温度条件下搅动，持续时间至少需达到45 min，此时的反应效果较为良好。加强对温度的控制，使其稳定在190～218 ℃区间内，重点监测沥青的粘度，待完全反应后，根据所得数据对其质量情况作出判断，若满足要求则转至保温装置中储藏，期间需持续运转搅动装置，以免出现颗粒不均匀分布的情况。

橡胶沥青在反应之后，要及时使用，若橡胶沥青已经冷却，后续使用时需对其加热，直至其温度达到190～218 ℃为止。，从冷却到加热，这就是一个加热循环。理论上，加热循环不可超过2次，否则将严重影响沥青的质量，例如出现粘度不合理的情况。在延迟时间过长时，橡胶将与沥青发生持续的反应，期间伴有橡胶分解现象，为保证材料质量的可靠性，可掺入适量的胶粉，并再次混合反应45 min(此阶段的温度应达到190～218 ℃)，最终得到质量达标的橡胶沥青。

(4)沥青混凝土的拌制

通过马歇尔试验的方法确定橡胶沥青的配比。根据工程经验，油石比以7%～9%为宜，此条件下制得的混合料具有良好的性能。拌和阶段，温度控制为重点内容，以170～185 ℃为宜，但不宜超过195 ℃，否则反而会影响混合料的质量。各集料颗粒的分布应具有均匀性，即能够有效裹覆沥青结合料，拌制阶段可先添加水泥，在与矿料干拌约10 s后(应保证两者具有均匀性)，再掺入橡胶沥青，给予40 s左右的拌和处理。搅拌期间，密切观察混合料的质量，判断其是否存在花白、离析等问题，若有则视为废料处理，并查明成因，采取处理措施，确保后续生产的混合料可满足质量要求。

(5)摊铺

遵循连续摊铺的原则，使成型的路面具有完整性与平整性。摊铺速度需根据拌和站的生产能力合理调整，形成相协调的作业关系，避免停机等料或材料供应量过剩。摊铺过程中加强防护，任何无关人员均不可进入施工现场，例如不可出现踩踏等行为，以免影响最终的摊铺效果。摊铺机运行期间，操作人员及时纠偏，并合理控制布料器中混合料的高度，避免摊铺层离析。

(6)碾压

摊铺到位后，进入碾压环节，以减小混合料内部的空隙量，提高密实性与平整性。合理配套碾压施工机械设备，并按流程依次完成各阶段的碾压作业。初压的温度控制至关重要，应在摊铺后温度较高的时段及时摊铺。橡胶沥青混凝土的粘性较强，若采用的压路机带有胶轮，则容易出现粘轮的情况，不宜采用此类设备。通常，可采取多台钢轮压路机组合运行的方式，根据摊铺机的运行速度合理碾压路面，确保初压、复压及终压的施工质量均可满足要求。

5 应用优势分析

(1)抗反射裂缝。得益于橡胶沥青的高粘度特性，所形成的混合料油膜厚度较大，不会出现析漏现象，各类裂缝难以从该处穿透、反射，从而保证了结构的完整性。

(2)抗车辙。橡胶沥青具有较强的弹性恢复能力，即便受到持续性的行车荷载作用，结构也不会形成永久性的车辙，在短时间内能恢复原状，可见路面具有足够的平整度。

(3)低温抗裂、抗老化。橡胶沥青的低温延度较大， 尽管其孔隙率偏大， 但具有良好的弹性以及恢复性，因此即便是在低温环境下也能够维持原状，同时低温对橡胶沥青混合料的影响甚微，可延缓老化的发生时间，减小老化的程度。

(4)降低行车噪音。车辆通行过程中，车轮与路面持续接触，期间车轮将接触源自于路面的橡胶粉，该部分材料的弹性表现良好，加之沥青油膜厚度较大，因此可有效降低轮胎噪音。既有研究结果表明，较之于普通沥青材料的路面，通过橡胶沥青的应用，同交通环境下的行车噪音可降低3～8 db，在城市核心区域等噪音控制要求高的场景中具有突出的应用优势。

(5)节能环保。在汽车保留量逐步增加的背景下，废旧轮胎的数量也随之增多，给橡胶粉的制作提供了充足的原材料，既能够满足原材料供应要求，又避免了废旧轮胎浪费的问题，可实现集约化发展，契合于节能环保的理念。

6 结 论

综上所述，以废旧轮胎为原材料，制得橡胶粉，通过与基质沥青等相关材料的拌和，构成优质的橡胶沥青混合料，其在剪切强度、耐久性、稳定性、生态环境效益等方面均更具有优势，可避免传统沥青路面易发生车辙、推移等病害的问题。此外，橡胶粉是一种节能型材料，其生产原材料选用的是废旧轮胎，因此可达到“变废为宝”的效果，资源投入量随之减少，且成型的沥青路面还彰显出良好的环保效益，达到筑安全、保质量、提效益的多重应用效果。