摘要：沥青路面受温度、重交通等因素影响，会出现开裂和变形等现象，这些问题一直困扰着公路工程技术及研究人员。同时随着经济的发展，废旧轮胎所带来的污染及资源浪费问题严重。如能够科学合理地生产应用性能优异的橡胶沥青，不仅可以改善沥青路面的使用性能，提高沥青路面设计建设水平，还可以有效解决废轮胎带来的环境污染问题。本文通过对路用橡胶沥青及其制作工艺进行分析，以促进其在公路建设中的推广和应用。

关键词：路用橡胶沥青；制作工艺

中图分类号：U416文献标识码： A

引言

改革开放以来，我国交通事业得到空前的发展，在公路建设中，沥青路面具有良好的路用性能和行车舒适性。同时由于沥青路面具有建设速度快、养护方便等特点，已经成为我国公路路面最主要的形式之一。经济的发展必然体现于各行各业。近几年，我国机动车保有量逐年大幅上升，由此产生的废旧轮胎数量也逐年增多，给生态及环境带来巨大压力，废轮胎的处理已然成为大家所关注的重大环保课题。因此加强橡胶沥青路面的研究具有很大的现实意义。

一、橡胶沥青材料组成及性能特点

（一）原材料组成

1.胶粉

橡胶粉根据其使用要求的不同分为不同种类和不同规格。路用橡胶粉专指用于沥青或沥青混合料中的橡胶粉，一般为硫化胶粉。国际上，为了规范橡胶粉的使用，确保沥青及混合料的技术性能，对路用橡胶粉都有比较明确的技术要求。粒径是橡胶粉的主要技术指标之一，在公路工程应用中，为了达到混合料密实填充和分布均匀的效果，橡胶粉一般都有一定的级配。

2.沥青

沥青不是单一的物质，而是由多种化合物组成的混合物，成分极其复杂。沥青的化学组分是将沥青分离为几个化学性质相近并与路面性质有一定联系的组。根据实验方法的不同，沥青可以分离成以下几种组分：（1）二组分，把沥青分为沥青质和可溶质（软沥青质）两部分。（2）三组分，溶解‐吸附分析法，把沥青分解成沥青质、树脂和油分三部分。（3）四组分，色谱分析法，把沥青分解成饱和酚、芳香酚、胶质和沥青质四部分。（4）五组分，化学沉淀分析法，把沥青分解成沥青质、氮基、第一酸性酚、第二酸性酚和链烷酚五部分。

（二）橡胶沥青的特点

1.能够增加沥青的黏度。众所周知，黏性是评价沥青高温稳定性的重要指标。沥青黏性高，不仅抗变形能力增强，而且可以加强沥青与碎石的黏结力，封水效果更佳。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；软化点较基质沥青提高约10℃。

2.较好的低温性能：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℃。橡胶沥青低温性能良好，用于寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。

3、抗老化及抗疲劳性能明显提高：大量废轮胎胶粉的加入，不仅增加了沥青抗老化和热稳定性，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。有资料显示，橡胶沥青路面可提高路面使用寿命1~3倍。

二、橡胶沥青混合料配合比设计

橡胶沥青混合料采用AR-GM-13间断级配型的骨架密实型结构，其级配范围主要参考《公路沥青路面施工技术规范》中SMA的级配范围，在SMA级配范围的基础上对0.15mm和0.075mm两个筛孔的通过率范围适当调小，采用的矿料级配范围如表1所示，原材料的密度试验结果如表2所示，矿料筛分结果如表3所示。

表1混合料级配范围

表2原材料密度试验结果

表3矿料筛分结果

二、路用橡胶沥青高速剪切法制备工艺

高速剪切法在高速搅拌后,对橡胶和沥青混合物进行高速剪切,然后对剪切过的混合物再进行高速搅拌,最后再进行低速搅拌,使混合反应更加充分。经过充分反应的橡胶粉沥青混合物就是我们所说的橡胶沥青,可以直接投入使用。高速剪切法制备工艺见图1。

图1橡胶沥青髙速剪切法制备工艺

（一）橡胶粉改性沥青加热装置

橡胶粉改性沥青掺量大,掺量达到18~25%,常温的废橡胶粉加入到配料罐屮,会使热沥青的温度大幅降低,为了减少温度的降低,应在配料罐外层设置加热加热装置,使罐体的升温能力得到保障,使热沥青温度下降的范围控制在10~15℃。

（二）橡胶粉改性沥青配料罐的搅拌装置

橡胶粉很轻,加入到热沥青中,往往悬浮在液面上,罐内温度很高,胶粉很快凝结成块,使生产无法继续进行。所以必须有高速强力推进式搅拌装置,使热沥青液流产生漩涡,加入到罐中的橡胶粉,一接触到液面,立即被拉入到漩涡中,无论橡胶粉加注的量有多大、速度有多快,都能迅速均匀的混入沥青中。

（三）橡胶粉改性沥青脱硫

橡胶制品在橡胶厂生产过程中,脱硫是重要工序,通常在炼机和密炼机上进行,在高温的作用下，用机械对胶块进行拔、挤、压、搓，达到活化作用,使其恢复原胶的特性，橡胶粉改性沥青中的胶粉在胶体磨的过程中,经历与密炼机中的过程是非常接近,除了剪切之外,在高温的作用下,目标经历挤压,研磨、撞击的过程。只有这样才能保证生产出来的橡胶沥青质量稳定性高、贮存时间长。

三、路用性能检验

采用最佳油石比6.4%进行路用性能检验。共进行3组路用性能试验，第1组级配：9.5-16:4.75-9.5:0-2.36:矿粉:消石灰=44%:33%:17%:4.5%:1.5%;第2组级配为9.5-16:4.75-9.5:0-2.36:矿粉:水泥=44%:33%:17%:4.5%:1.5%，即用水泥代替第一组中的矿粉；第3组级配也为级配2，掺加0.3%的国产抗车辙剂。橡胶沥青路用性能试验结果如表4所示。

表4橡胶沥青混合料路用性能试验结果

（一）高温稳定性

本试验采用车辙试验评价橡胶沥青的高温性能，车辙试验结果与实际路面产生的车辙有较好的相关性。试验温度60℃，车轮行走速度42次/min，荷载应力0.7MPa，试验试件60min。

指南中规定，在中等交通下，上面层的车辙动稳定度要求为2500次/mm。由实验结果可知，3组结果均大于规定值。第1组掺加1.5%的消石灰的动稳定度较小，第2组用水泥代替消石灰，动稳定度有所提高，但增幅不大。第3组是在第一组的基础上加入0.3%的国产抗车辙剂，动稳定度明显提高。表明橡胶沥青本身的动稳定度不高，加入抗车辙剂可明显提高橡胶沥青的高温性能。

（二）低温抗裂性

采用低温弯曲试验方法评价橡胶沥青混合料的低温性能，试验用低温弯曲破坏应变评价其性能。橡胶沥青沥青混合料在低温条件下破坏应变越大，表明其低温柔韧性越好，抗裂性就越好。

指南中规定，冬冷区和冬温区破坏应变不小于2500με，3组试验结果均满足要求。由试验结果可知，第3组掺入0.3%的国产抗车辙剂后，低温应变变小，说明掺入0.3%的国产抗车辙剂会降低橡胶沥青的低温性能。

（三）水稳定性

采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价橡胶沥青混合料的抗水损坏性能。指南中规定湿润区的浸水马歇尔试验残留稳定度不小于85%，3组试验结果均大于90%，且3组结果相差不大。冻融劈裂强度比值不小于80%，3组结果均满足要求。

总体上来说，第2组用水泥代替消石灰后，水稳定性有所降低，但仍满足要求。橡胶沥青混合料的水稳定性较好，加入抗车辙剂后，对其水稳定性影响不大。

结束语

橡胶沥青从根本上响应了国家建设“资源节约型、环境友好型”社会的号召，以建设低碳社会，发展低碳经济为出发点。可为中国公路环保、节能、优质路面建设，实现公路的可持续发展做出巨大贡献。

参考文献：

[1]赵芬娟.橡胶粉改性沥青成套设备的研制[J].山西交通科技，2012.06：88-90

[2]易廷友.橡胶沥青及混合料在道路工程中的应用研究[D].重庆交通大学,2013.

[3]张小利,张文刚,杜旭斌.脱硫橡胶沥青及其混合料性能研究[J].科学技术与工程,2013,17:5046-5049.

[4]李太杰.橡胶沥青及其制作工艺设备初探[N].中国交通报,2006-01-23B02.

作者简介：

张志敏 男 1981年7月出生，2008年毕业于山西大学有机化学专业 硕士 工程师