丁健财

(成都城建投资管理集团有限责任公司，四川 成都 610015)

橡胶粉改性沥青是指采用废旧轮胎经粉碎后制成的胶粉作为改性剂，通过特殊的生产工艺得到的能够改善混合料性能的沥青结合料。橡胶沥青的生产方法有湿法、干法、沥青库混合法。湿法制备橡胶改性沥青的工艺简单，对现有聚合物改性沥青设备进行一定改造即可进行。但是，其改性效果却与许多因素有关，如:沥青品种、胶粉来源、生产方法、相溶剂、填加剂和稳定剂含量、品种、填加方式以及改性沥青混合设备类型、剪切速度、混合时间、温度等等，因此，要生产出合格的橡胶粉改性沥青还需要进行系统的理论与实践的研究。干法是将废胶粉直接喷入沥青混合料拌和鼓中拌和，胶粉的添加量一般为混合料的2%～3%，所得到的混合料称为橡胶改性沥青混合料。由于胶粉仅作为填料，对沥青改性效果只能通过沥青混合料性能的改变来反映，其均匀性控制和改性效果检验较困难，另外，存在胶粉损失和环境污染等问题，故使用范围受到限制。沥青库混合法是指废胶粉在炼油厂或沥青库与热沥青进行混融，然后配送到沥青混凝土搅拌站或施工现场。“沥青库混合法”其实也可作为“湿法”生产的一种，但其废橡胶粉用量一般都不超过10%，橡胶粉用量较低，与橡胶沥青(“湿法”生产)相比粘度较低，拌和的混合料达不到橡胶沥青混合料相同的性能。

1 橡胶沥青的国内外发展现状

(1)国外:废胶粉改性沥青发达国家早在上世纪六十年代就已开始研究和应用，最早将废胶粉与沥青混合并用于修补公路，称之为橡胶沥青，经过几十年的研究和发展国外发达国家积累了非常丰富的经验，其中以美国最具代表性。在70年代美国只有2家公司生产胶粉改性沥青，至1999年已有30多家，现在数量还在增长。稳定的废胶粉改性沥青的市场已形成。日本、加拿大、瑞典、英国、比利时、俄罗斯等国也已成功地将废胶粉改性沥青用于修建高等级公路。目前美国采用胶粉改性沥青铺设的公路达到1.1×104km。

(2)国内:我国对橡胶(改性)沥青的研究主要在上世纪八十年代，对废胶粉改性沥青的混合方法和性能进行了实验室研究，在江西、湖北、四川、北京、辽宁等地也相继铺设了试验路段。实践证明:用胶粉改性沥青铺设的公路，可以减少路面龟裂和软化，使路面不易结冰和打滑，提高了行驶安全性、使用寿命，比一般沥青路面的使用寿命至少提高了1倍，但由于一些关键问题并未解决，因此，仅仅停留在试验路阶段，未有工业化生产和应用。主要原因包括:①当时精细胶粉品种和产量有限，主要采用引进冷冻技术生产精细胶粉，价格昂贵。②由于胶粉粒子较粗，易使喷雾孔堵塞，再加上混合设备不适合、拌合温度低(只用160℃)，导致热拌合料不易压实，实际上废胶粉只起填充作用，并未起到改性作用。③生产设备和工艺均不成熟，未解决胶粉降解这一关键问题，因此，很难得到均匀稳定分散的改性沥青。④对废胶粉改性沥青认识有限，未有深入系统的基础和实验研究，也未形成有效的理论。

经过多年的努力，近年来我国在废橡胶粉碎技术、设备和工艺上都取得了重大突破。常温粉碎法、低温冷冻法、化学法粉碎等新技术相继诞生，并可大规模生产价格低廉的、胶粉粒子尺寸为80～200目的精细胶粉。据不完全统计，到2000年底，全国有胶粉生产企业43家，生产能力已达15×104t，其中生产规模超万吨的企业有5家，胶粉产量由1995年的6000 t，到2000年发展到5×104t。从原材料上保证了改性沥青研究工作的开展，加之我国经济的高速增长，公路建设的快速发展，一方面，对高性能的沥青的需求日益增加，另一方面，废弃的橡胶作为一大公害，如何处置已成为急待解决的问题，因此，为胶粉改性沥青的研究和应用提供了条件。应用比较好的地区有四川、江苏、天津及黑龙江等地，累计应用橡胶(改性)沥青约为 20000 t，应用里程超过200 km。

2 橡胶沥青的主要特性

与普通沥青相比，橡胶沥青具有以下优点。

2.1 提高沥青的黏度

黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。有资料显示，20%胶粉含量的橡胶沥青，在190℃时的动力黏度与4%SBS含量的改性沥青在135℃时的动力黏度值相当，约3Pa·s;橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约10℃(＞55℃)。

2.2 改善沥青的低温性能

沥青的低温性能是指低温的脆性和抗裂性。据南非某公司试验比较，橡胶沥青的弗拉氏脆点与4%SBS改性沥青比较，降低约9℃，达－17℃至－19℃。橡胶沥青良好的低温性能，在寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。

2.3 抗老化、抗疲劳性能明显提高

大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、防氧化和热稳定性，而且由于轮胎橡胶优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，从而延长路面的使用寿命。有资料显示，橡胶沥青路面可提高路面使用寿命1～3倍。

2.4 提高行车的舒适性和安全性

由于橡胶沥青路面的柔性，将缓冲路面局部不平整引起车辆的震动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。

2.5 降低行车噪音

随着公路建设和汽车工业的发展，道路噪音已成为城市居民的一大公害，因此降低道路噪音成了人们关心的重要社会问题。根据一些学者分析，橡胶沥青的弹性加上级配混合料和平整的路面可有效地降低车轮在路面上行驶的噪音。于是橡胶沥青的应用为城市道路建设点燃了一大亮点，被誉为“消音沥青”，它已列入一些城市的市政建设规划。有资料显示，橡胶沥青路面车速在50～100 km/h，噪音将降低3～8 dB。

2.6 降低道路修建费用

为对橡胶沥青的应用作出全面的评价，不仅要看它的技术可行性，还要看它的使用经济性。1t 5%的SBS改性沥青与20%的橡胶沥青(未计其他沥青添加剂价格)参考价格如下:基质沥青3500元/t，SBS改性剂13000元/t，而橡胶粉为2000元/t，可以看出，使用橡胶沥青可以大大降低工程成本。

3 橡胶沥青胶结料的延迟使用和再加热

(1)橡胶沥青在45 min的反应之后，如果4h内不使用，应停止加热。保温罐里的橡胶沥青的降温速度是不一样的，但是如果在使用前，温度低于190℃就需要再加热。橡胶沥青冷却后再加热到190℃ ～218℃称为一个加热循环。橡胶沥青再加热的循环次数不能超过两次。

(2)如果橡胶沥青延迟时间过长，但只要橡胶沥青仍处于液态，橡胶和沥青就会反应，在这个过程中橡胶就会降解(融化)。为了使粘度恢复到规定的水平，一般需要再添加胶粉(添加量一般不超过沥青的10%)，在190℃ ～218℃混合反应至少45 min以生成满足要求的橡胶沥青。废橡胶可用于水泥混凝土。

(3)废轮胎胶粉可以作为高强混凝土的改性材料。试验研究结果表明，随着橡胶粉掺入量增大，高强混凝土的强度有所下降，而胶粉细度的影响则不明显;增大了高强混凝土的能量吸收能力，使其高脆性的缺点得到了改善，延性得到了提高。

4 结束语

正因为橡胶沥青有上述诸多优点，如:胶粉与沥青混融性好;原料来源丰富、价格低廉;施工工艺与普通沥青相同，不需要特殊设备;铺设的路面具有良好的高低温性能、不易产生裂缝、不易老化、降噪、防滑和维修费用低等等，因此得到了广泛应用。目前主要应用范围如下:

(1)应用于公路路面封层养护，如应用于稀浆封层，将废橡胶粉加入稀浆封层混合料中可延长使用寿命，有效降低养护费用。

(2)应用于各等级沥青路面的中、上面层，既可做成密级配、断级配等不透水路面，又可做开级配的透水路面。

(3)应用于新旧桥面及水泥混凝土路面改造:在桥面应用橡胶粉改性沥青做应力吸收层，并在应力吸收层上加铺橡胶粉改性沥青罩面，可降低反射裂纹产生，避免发生水损害现象。

(4)应用于乡村公路简易路面:在乡村公路的建设中，在半刚性基层上采用橡胶粉改性沥青技术做简易沥青罩面，如采用应力吸收层或微表处、开普封层等做简易沥青路面。

(5)应用于高等级永久性路面，即与应力吸收层、水泥混凝土路面、防水层、半刚性基层等组合而成的新型路面。

(6)应用于其他工程。如:在保证路用性能的前提下，设法降低工程造价的工程;减少环境污染，充分利用再生资源的工程等等。

［1］李军.橡胶沥青技术在水泥混凝土路面改造工程中的应用［J］.上海公路，2008(4)

［2］李农.橡胶沥青的推广应用［J］.建设机械技术与管理，2007(9)

［3］文兴.道路铺筑材料——橡胶沥青［J］.现代橡胶技术，2006(4)

［4］刘宪，戴方栋.废旧轮胎胶粉改性沥青的应用和发展前景［J］.黑龙江科技信息，2008(8)