關(guān)于橡膠瀝青在路面應(yīng)用的典型結(jié)構(gòu)分析

張 帆

(山西太長高速公路有限責(zé)任公司，山西晉中 030600)

近年來，隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展，2011年年底，我國的公路總里程達(dá)到410.6萬km，其中高速公路里程8.5萬km。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路運輸?shù)呢?fù)荷加重，公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)日趨繁重。2011年，全年公路養(yǎng)護(hù)里程達(dá)到398.04 km，占總里程的96.9%;在“十一五”期間，全國累計完成公路大修16.7萬km、公路中修36.4萬km。2011年，交通運輸部《“十二五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》中提出了“強化環(huán)保意識，推行綠色養(yǎng)護(hù)，發(fā)展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、再生利用、安全監(jiān)測等技術(shù)，提高養(yǎng)護(hù)管理的信息化、智能化水平，促進(jìn)人、車、路、自然和諧發(fā)展”的目標(biāo)。這為橡膠瀝青在我國的快速發(fā)展及應(yīng)用指明了方向。

橡膠瀝青，也稱為“環(huán)保瀝青”，是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)級配比例進(jìn)行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下(180℃以上)，與基質(zhì)瀝青熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料(見圖1)，具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是一種新型的路用環(huán)保材料。

圖1 橡膠瀝青熔脹反應(yīng)示意圖

1 橡膠瀝青在路面結(jié)構(gòu)中的主要功能

在路面結(jié)構(gòu)中，橡膠瀝青主要應(yīng)用于應(yīng)力吸收層(見圖2)和表面層中，橡膠瀝青作為粘結(jié)層和應(yīng)力吸收層材料是國際上橡膠瀝青應(yīng)用的一個重要方向。

圖2 橡膠瀝青作為應(yīng)力吸收層示意圖

將單一粒徑的石料均勻的滿鋪在橡膠瀝青層上，用膠輪壓路機碾壓，橡膠瀝青被擠壓到石料高度的約3/4，所形成碎石封層模式的路面即為橡膠瀝青應(yīng)力吸收層。

其主要功能為:

1)加強層間粘結(jié)。橡膠瀝青擁有超強的粘性，它可以非常牢固的吸附粘結(jié)在水穩(wěn)層或舊水泥路面上，從而加強新舊道路的粘結(jié)、瀝青混凝土與橋面的粘結(jié)、上下面層的粘結(jié);

2)加強路面防水。橡膠瀝青在路面上會形成瀝青膜，可以防止雨水的向下滲透，對路基起到保護(hù)作用。其次，在上面攤鋪瀝青混合料時，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層頂部的橡膠瀝青會二次熔化，經(jīng)路面壓實后會充分填充其面層混合料底部的縫隙，從而排除了層間存水的可能，有效防止水滲入到中面層及以下結(jié)構(gòu)層;

3)應(yīng)力吸收。在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層中，橡膠瀝青與單一粒徑的碎石強力粘結(jié)，形成裂縫反射結(jié)構(gòu)層，水穩(wěn)層或舊路面的各種裂縫很難穿透該層，可有效防止或大大延緩反射裂縫的產(chǎn)生，提高加鋪瀝青路面的抗疲勞能力。

2 橡膠瀝青在路面中應(yīng)用的結(jié)構(gòu)分析

橡膠瀝青在我國的成熟試驗中，主要應(yīng)用于舊路面升級改造及新路面鋪筑，都取得了良好的效果。

2.1 橡膠瀝青應(yīng)用于路面改造中的結(jié)構(gòu)設(shè)計

橡膠瀝青應(yīng)用于路面改造工程，主要包括城市降噪、抗滑路面、景區(qū)道路、高速公路路面的改造項目，包括舊水泥混凝土路面的“白改黑”工程和老瀝青路面的改造工程等項目。

2.1.1 方案說明

1)原路面需預(yù)先處理。若原路面是水泥混凝土路面，參照《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》，處理合格后，再涂刷二階反應(yīng)型路面粘結(jié)劑;若原路面是瀝青混合料路面，參照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》，根據(jù)破壞的程度對瀝青路面進(jìn)行銑刨、修補、再生等處理，處理合格后，再實施二階反應(yīng)型路面粘結(jié)劑。

2)面層建議使用橡膠瀝青斷級配混合料。

3)根據(jù)原路面的破壞情況可以合理選擇如圖3所示三種不同方案。

當(dāng)原路面狀況為新建水泥混凝土路面或者無明顯裂紋時，為節(jié)約造價可選擇方案一;

當(dāng)原路面破壞較嚴(yán)重，為緩解反射裂縫的產(chǎn)生應(yīng)設(shè)置應(yīng)力吸收層，如果原路面平整度較差，建議選擇方案三;

除此之外，方案二的性價比更高。

2.1.2 方案特點

1)方案一施工簡單、造價低。橡膠瀝青混合料斷級配類型具有良好的抗滑、降噪效果，行車舒適，柔韌性好，具有較好的抗疲勞開裂和抗車轍能力。適用于原路面狀況良好的路面加鋪工程， 是一種節(jié)約造價的可行方案。

圖3 橡膠瀝青在路面改造中的三種結(jié)構(gòu)設(shè)計

2)方案二與方案三都采用了橡膠瀝青應(yīng)力吸收層與橡膠瀝青混合料的組合形式，一方面增強整個結(jié)構(gòu)抗反射裂縫的效果，另一方面提高了路面的抗疲勞開裂性能及抗車轍能力，提高了路面的耐久性。

3)在造價允許的情況下，盡量選擇方案三，路面平整度與耐久性更好。

2.2 橡膠瀝青應(yīng)用于新路面鋪筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.2.1 方案說明

1)半剛性基層上先噴灑乳化瀝青或改性乳化瀝青透層油。

2)實施下封層，可以選擇稀漿封層或應(yīng)力吸收層。

3)瀝青層之間應(yīng)設(shè)粘層，可以使用改性乳化瀝青。在造價允許的條件下，推薦在瀝青層之間設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，在起到防水粘結(jié)作用的同時，可增強結(jié)構(gòu)的抗裂性，大大提高路面的抗疲勞能力及耐久性。

4)高速公路、一級公路等高等級路面，建議采用方案二，使用效果將更為顯著。

2.2.2 方案特點

1)方案二較方案一造價高，耐久性更好，防水抗裂性能更好。當(dāng)使用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層時，面層厚度可以適當(dāng)?shù)販p薄(如圖4所示)。

圖4 橡膠瀝青在新路面鋪筑中的兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計

2)都具有優(yōu)異的抗車轍、抗疲勞開裂性能，具有良好的降噪、抗滑效果，能有效延緩反射裂縫的產(chǎn)生，顯著提高路面壽命。

3)橡膠瀝青具有良好的高低溫性能，故方案一、二既適合于高溫氣候也適用于寒冷地區(qū)。

4)在施工中，可以減薄厚度，且比常用路面結(jié)構(gòu)減少一層瀝青混合料的攤鋪，方案一、二都可縮短施工工期，提高施工效率。

故:在高速公路以及環(huán)境比較嚴(yán)酷的地區(qū)的路面鋪筑中，盡量選擇方案二;對荷載、環(huán)境等沒有嚴(yán)格要求的一般性路面的鋪裝中，可選擇方案一。

3 橡膠瀝青在我國應(yīng)用存在的主要問題

橡膠瀝青最大的技術(shù)亮點是實現(xiàn)了廢舊輪胎循環(huán)利用。在我國，橡膠瀝青正在經(jīng)歷研究探索與開拓前行的過程。目前，關(guān)于橡膠瀝青在我國推廣應(yīng)用存在的最主要的問題是缺乏全國統(tǒng)一的橡膠粉粒規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

橡膠粉粒的質(zhì)量直接決定著橡膠瀝青的性能。目前橡膠瀝青產(chǎn)業(yè)在中國仍處于發(fā)展的初期，雖然一些地方制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是國家標(biāo)準(zhǔn)仍處于空白狀態(tài)，造成了在中國市場目前出現(xiàn)了很多橡膠瀝青技術(shù)流派，在產(chǎn)品質(zhì)量上存在巨大差異。因此，設(shè)置統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范市場秩序，讓橡膠瀝青產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)地發(fā)展。

4 結(jié)語

橡膠瀝青混凝土路面具有抗老化、抗反射裂縫、低噪聲、平整舒適、抗滑等優(yōu)點，利用廢舊輪胎，符合國家“節(jié)能減排、資源再生利用”的環(huán)保要求。在工程應(yīng)用中，根據(jù)施工特點，選擇合理的施工方案，做好層級搭配，對于提高資源使用效率，重視環(huán)境保護(hù)具有重要意義。同時，國家相關(guān)部門應(yīng)該盡快制定橡膠輪胎材料的全國統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)橡膠瀝青相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?？梢哉f，橡膠瀝青在我國具有廣闊的發(fā)展前景。

[1] 百度——橡膠瀝青.http://baike.baidu.com/view/1969380.htm.

[2] 陸小平，涂圣武，李雪峰.橡膠粉瀝青混凝土罩面在干線公路病害處治中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2007(6):42-44.

[3] 劉 學(xué).橡膠粉改性瀝青技術(shù)探討[J].科學(xué)之友，2011(14):50-51.