浅谈橡胶沥青使用现状

浅谈橡胶沥青使用现状

易双德

（南京市政设计研究院）

摘要：对橡胶粉粒的由来及橡胶沥青形成机理、在道路中的应用、性能优势和推广障碍做了简单介绍

关键词：橡胶沥青、废旧轮胎、橡胶粉粒

橡胶沥青定义：由沥青、橡胶粉粒及一定的添加剂组成的混合物，其中胶粉的含量不少于总重的15％，且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并膨胀。橡胶沥青最先在1966年由美国人Charlie McDonald发明，并用于修补坑槽,

一、橡胶粉粒由来

随着汽车工业的发展，废旧轮胎的生成量也越来越多。我国是轮胎生产和使用大国，过去5年我国年产生的废旧轮胎已超过1亿条，约320万吨。预测今年，我国的汽车保有量将达到7000万辆，废旧轮胎的产生量将达到2亿条。

废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械性，很难降解，几十年都不会自然消失。长期露天堆放，占用大量土地，易滋生蚊虫，传播疾病，还易引发火灾，被称为“黑色污染”。如何把这些废旧轮胎回收好、利用好是我们面临的一个非常严峻的问题，也是我国再生资源回收利用面临的一个新课题。

将废旧轮胎加工成为橡胶粉粒（硫化橡胶粉），是一门新兴材料科学，集环保与资源再生利用为一体，很有发展前途，也是我们提倡发展循环经济的最佳利用形式。目数较大的胶粒可用于橡胶安全地砖和体育场地塑胶跑道的底层原料；更细一点的胶粉可用于橡胶安全地砖和体育场地塑胶跑道的面层； 28目～40目的胶粉可用于生产再生胶、汽车刹车片、石棉板以及改性沥青; 60目以下更细的胶粉, 可直接广泛应用于防水材料、轮胎生产、橡塑改性和橡胶沥青道路面层等。

二、橡胶沥青形成的机理及控制指标

橡胶粉在沥青中，需要在高温条件下充分溶胀，并产生复杂的物理与化学反应，胶粉发生部分脱硫、降解，恢复一定生胶性质，对沥青起到改性作用,橡胶粉在溶胀过程中体积发生膨胀橡胶粉在沥青中形成三维空间网络结构，橡胶沥青表现出高粘度、高弹性的优良性能。

橡胶沥青在制备过程中，适宜的搅拌时间为60~90min。时间再长则粘度反而下降，这主要是由于橡胶裂解所致。细

橡胶沥青制备需要在较高温度下进行，橡胶发生溶胀，并与沥青发生一定化学反应，但试验表明，温度太高，不仅浪费能源，而且橡胶会发生裂解，使粘度降低，同时沥青也发生老化。

确定橡胶粉的剂量应根据用途、道路等级、基质沥青稠度等因素确定，其变化范围为15％～30％（外掺），大致可分为：

(1)橡胶沥青薄膜（封层），用量约为25％～30％

(2)间断级配（开级配）磨耗层，用量约为20％～25％

(3)SMA路面，用量约为15％～20％

参照美国亚力桑那州的技术规范

三、橡胶沥青的用途

橡胶沥青目前主要有五种组合形式：橡胶粉+沥青；橡胶粉（改性）+沥青；橡胶粉+沥青+添加剂（芳香烃油分）；橡胶粉+沥青+天然橡胶；橡胶粉+沥青+聚合物（橡胶改性沥青）。其应用形式主要有两种：

（一）、橡胶沥青应力吸收层

将单一粒径的石料均匀的满铺在橡胶沥青层上，用胶轮压路机进行嵌挤碾压，橡胶沥青被挤压到石料高度的约3/4，石料嵌锁形成后将构成结构性支撑，这时所形成碎石封层模式的路面即为橡胶沥青应力吸收层。其功能特点有：

1、抗反射裂缝

在橡胶沥青应力吸收层中，高用量的橡胶沥青与单一粒径的碎石强力粘结，形成约1cm厚的裂缝反射结构层，水稳层或旧水泥路面的各种裂缝将很难穿透该层，可以有效遏制裂缝的反射。

2、抗水损坏

橡胶沥青用量较大（2.3kg/m²），在路面上会形成约3mm厚度的沥青膜，完全可以防止雨水的向下渗透，对路基起到保护作用。其次，在上面摊铺沥青混合料时，橡胶沥青应力吸收层顶部的橡胶沥青会二次熔化，经路面压实后会充分填充其面层混合料底部的缝隙，从而排除了层间存水的可能，起到防止水损坏的作用。

3、粘结作用

橡胶沥青拥有超强的粘性，它可以非常牢固的吸附粘结在水稳层或旧水泥路面上，从而起到与路面的粘结作用。

（二）、橡胶沥青混合料（简称：AR－13）（表面层）

橡胶沥青经过50年的应用，形成了两个成熟的级配混合料产品系列。与常规沥青混合料相比，橡胶沥青混合料拥有较高的沥青用量（7.5%左右）。

（1）开级配混合料（AR-OGFC）：由高用量橡胶沥青（9-10%）与单一粒径碎石为主的集料拌合而成。

特点及应用：开级配混合料具有良好的抗滑、防溅水、降噪音和持久稳定性，是高速公路和城市快速道路的理想表面层材料。同时开级配混合料突出的抗反射

裂缝能力，被广泛用于水泥路面超薄罩面。

（2）间断级配混合料（AR-GAP）：由中间粒径间断级配与橡胶沥青拌合而成。动稳定度达到3000以上，冻融劈裂值达到80以上。

特点及应用：由于具备较好的表面构造、密水性、抗剪切稳定性，间断级配和混合料被普遍用于交叉和变速较多的城市道路面层和补强结构。

四、橡胶沥青的性能优势

1、安全性

⑴、开级配和透水混合料可减少水漂、水雾

⑵、构造深度大

⑶、不加其他外加剂可使用5-7年.

2、降噪

⑴、高速公路降低5-8 dB

⑵、一般公路降低3-5 dB。

3、节约成本

⑴、减少裂缝养护费用减少

⑵、减薄面层厚度

⑶、国外沥青价格高于胶粉精细胶粉

4、低温性能改善，弗拉斯脆点下降

5、抗疲劳性能明显改善，几乎可提高一倍。其使用寿命可延长三分之一。

五、橡胶沥青推广应用的障碍

1、橡胶材料市场混乱，一部分橡胶粉粒的原材料根本不是废旧轮胎，而是天然橡胶，背离了橡胶沥青生态环保的初衷，并造成了价格的混乱；

2、质量控制差或没有控制；

3、没有明确的标准规范；

4、混合料设计方法没有改变或不愿意改变；

5、寒冷天气下施工局限性（最佳施工温度最好高于18℃，采用温拌技术除外）。

橡胶沥青虽然具有这么明显的优势，但由于遭遇了一些瓶颈问题，限制了橡胶沥青的推广，使橡胶沥青的在现在的使用仍较新鲜……这些就需要相关职能部门尽快出台相关法律法规规范橡胶沥青，尽快让这一优秀产品在道路建设中得到普及。

参考文献：“我国废旧轮胎回收利用行业的现状及发展对策”李如林

“沥青路面材料与施工质量控制”陈华鑫