废旧轮胎橡胶改性沥青路面应用及施工工艺

废旧轮胎橡胶改性沥青路面应用及施工工艺
摘要：随着汽车工业的快速发展，我们面临着废旧轮胎的处理的问题，把废旧
轮胎应用于路面工程大家越来越得到大家的关注。

SBR改性沥青的经济成本高于
橡胶沥青，在路面实际工程中应用废旧轮胎能够保环境，变废为宝，使噪音得到
降低，有可观的经济、环保和社会效益。

关键词：橡胶粉沥青；路面应用；施工工艺；质量控制
废旧轮胎属于工业固体废料，极难分解，危害生态环境。

而将废旧轮胎磨细
成胶粉用于沥青改性，不仅可改善浙青的高、低温性能，还可以回收利用废旧轮胎，减少固体废弃物的污染。

橡胶沥青混合料有许多优良的性能，它具有轻质、
弹性减震、降噪隔音、延性好、韧性强等优点，具有很好的应用前景。

一、废旧轮胎粉改性沥青的改性机理
（一）沥青胶体结构变化改性
纪奎江等认胶粉的添加，会使沥青的油蜡组分缓慢地扩散进入橡胶分子链段
的空隙中，胶粉会松动、脱离以至混容，形成稳定的不易产生分离的相容体系，
促使沥青胶体结构向溶凝胶型结构发育，导致感温性下降，其他性能也得到改善。

（二）胶粉颗粒体积溶胀改性
Nahass N C等认为：胶粉加人沥青后不发生化学反应，只是被沥青所溶胀的
胶粉分散在沥青中。

随着胶粉掺量增加，当溶胀的胶粉形成相互贯通的网络时，
沥青的软化点会急剧上升，沥青会由低温脆性向弹性转变。

随着胶粉掺量继续增加，当沥青成为非连续相分布在连续的橡胶相中时，软化点的升高变缓。

影响胶
粉在沥青中溶胀的因素主要是胶粉的种类和粒径。

（三）胶粉颗粒降解改性
郭朝阳等认为：在熔胀过程中，还伴随有橡胶颗粒的脱硫和橡胶分子的降解
过程。

在高温搅拌条件下，胶粉溶胀时，网状大分子结构亦会被氧化解聚，变成
大量的小体型网状结构和少量链状物，使得塑性和钻性增加，同时也失去部分弹性。

（四）胶粉颗粒增强作用改性
郭朝阳等认为：废旧轮胎粉改性沥青中，常温及常温以下时，胶粉模量相对
沥青模量较低，胶粉与沥青应变不同步，主裂纹前端应力场发生变化，易使主裂
纹偏转。

同时，加上本身存在大量表面毛刺、纤维，当基质沥青达到极限应变断
裂时，断裂应力将瞬间集中在胶粉颗粒上，在颗粒表面产生应力集中，诱发大量
银纹（银纹是指材料表面或内部的一些缺陷在受到应力集中作用时引发的细微纹
痕和剪切带），银纹的产生和发展消耗大量的能量，因此可提高沥青的冲击强度
和可塑性。

而且，裂缝不会穿透胶粉颗粒发展，橡胶颗粒是银纹的中心，它跨越
银纹的两端，银纹要发展就必须拉伸橡胶颗粒，橡胶颗粒因此消耗和吸收大量的
能量，提高了橡胶颗粒沥青混合料的抗冲击能力。

胶粉颗粒的存在易使主裂纹偏转，裂纹偏转可降低裂尖的应力强度因子，从而增强废旧轮胎粉改性沥青的抗裂
能力。

二、胶粉改性沥青路面施工质量控制
（一）原材料质量控制
1.橡胶沥青质量要求
橡胶粉是影响橡胶沥青性能的一个重要因素，其对橡胶沥青性能的影响主要
体现在来源、生产方式、胶粉掺量等，橡胶粉颗粒规格应符合相应的通过率要求。

目前橡胶改性沥青生产工艺分为干拌法和湿拌法。

由于干拌法有较大局限性，工
地较多使用湿拌法。

2.集料要求
集料应选用无杂质、洁净、无风化、干燥的粗集料，并且要满足有足够耐磨性、有较高强度、棱角分明等特点，同时保证石料中长石、白云石、软弱颗粒的
含量控制在规定合理范围内。

细集料应注重砂含量（或0.075含量）和粘附性等
指标，集料进场后要分开放置，标示清楚，及时搭棚防晒、防雨，要采用水平或
斜坡分层堆放，不能锥堆。

（二）施工过程质量控制要点
1.混合料的拌和
（1）填料加入拌和缸后与矿料先干拌5～10s之后，再加入橡胶沥青，拌和
时间由试拌确定且不小于60s：必须使所有集料颗粒全部裹附沥青结合料，并以
沥青混合料拌和均匀为度，一般来说，总拌和时间控制在60～70s。

拌和时要目
测检测混合料的均匀性，及时分析异常现象，防止混合料有花白、冒青烟和离析
等现象。

（2）拌和过程中应严格控制各环节温度：橡胶沥青材料应釆用导热油
加热，加热温度为180～190℃，矿料加热温度为190～200℃。

混合料出料温度
控制在180～190℃，到场温度不低于175℃。

为防止沥青焦化，混合料出厂温度
不得超过200℃，一旦超过，应予废弃。

施工单位应安排专人对每一车到达现场
的橡胶沥青混合料进行严格检查，合格后方可使用。

原则上已经拌和好的橡胶沥
青混合料应在24h内用完，当由于不可抗力需要存储时，下次使用时必须重新检
测各项技术，达到规范要求时方可使用。

2.混合料的运输
（1）为了确保摊铺温度，不影响路面质量，应采用大吨位自卸车运输胶粉改性沥青混合料，但不得超载运输或紧急制动。

为防止沥青与车厢板粘结，车厢侧
板和底板可涂喷柴油水但不可刷多，装卸过程中不得有余液积聚在车厢底部。

（2）当温度较低或冬季施工时，应采取加盖苫布、棉被等实际可行的保温方法，拌和站应配专人进行覆盖，卸料时方可揭开。

（3）运料车接料时，为减少离析
现象应按前、后、中顺序三次移动装料。

运料车应在摊铺机前10～30cm处停车，卸料过程中应处于空挡位置，由摊铺机顶上运料车，料车边前进边缓慢卸料，应
避免装料车撞击摊铺机。

每次卸料必须倒净，如有剩佘，应及时清除，防止硬结。

卸料结束后，为防止漏料须将车厢后挡板挂钩挂好。

3.混合料的摊铺
胶粉改性沥青混合料摊铺前，需对下承层进行检查，质量符合要求时，方可
开始施工。

对于下承层表面浮动矿料、杂物及灰尘应釆用大功率的空压机吹干净。

应根据试铺段的数据来确定混合料的松铺系数，摊铺层厚及路拱横坡在摊铺过程
中应及时检查，不符合要求时应立刻进行调整。

摊铺时，两幅重叠5～10cm，两
台摊铺机前后间隔不应超过20m。

到达现场的混合料摊铺温度宜为170～180℃，且与出厂温度差值不得大于10℃，低于155℃时应禁止使用。

4.混合料的碾压
胶粉改性沥青混合料的压实应按初压、复压、终压三个阶段进行。

压路机应
以缓慢而均匀的速度碾压。

沥青混合料现场碾压质量控制，应以压实度与现场空
隙率双指标监控，并应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。

为保证压实度和
平整度，初压必须在摊铺后较高温度下及时进行。

本试验路确定的初压温度为165℃左右，不低于155℃，碾压终了温度不低于95℃。

为保证较好的压实效果，
使用两种不同的压路机进行碾压，先对沥青路面下层用振动压路机进行压实，后
对沥青路面顶层用轮胎压路机进行压实。

胶粉改性沥青相较于普通沥青其高温和低温性能均有较大改善。

路面使用年
限得到了有效延长。

胶粉改性沥青混合料的施工应重视摊铺碾压阶段温度的控制，同时各工序应相互协调，保证施工质量。

橡胶粉用于道路路面建设，既可以改善
沥青的性能，又能够消耗掉废旧轮胎，具有重要的社会效益和经济效益。

参考文献：
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