基于新疆地區(qū)的SMA橡膠改性瀝青國內現(xiàn)狀研究

周良川（.新疆農業(yè)大學機械交通學院，新疆 烏魯木齊 830052）

基于新疆地區(qū)的SMA橡膠改性瀝青國內現(xiàn)狀研究

周良川1
（1.新疆農業(yè)大學機械交通學院，新疆 烏魯木齊 830052）

新疆地區(qū)的道路建設技術水平低于國內其他地區(qū)。想要快速的追趕其他城市，就必須研究學習國內外在這一方向上的先進技術。國內外關于SMA橡膠改性瀝青的研究各有千秋，本文依據國內外現(xiàn)狀提出適合新疆本地的一些建議。

新疆地區(qū)；橡膠改性瀝青；SMA；國內SMA橡膠瀝青現(xiàn)狀

了解國內外SMA橡膠瀝青的現(xiàn)狀，對有道路課題的研究內容深入化提供了好的途徑。為快速解決項目中的難題提供了技術支持，本文就國外國內關于這方面的資料進行了收集。

1 國外研究現(xiàn)狀

國際上很早就出現(xiàn)了廢舊輪胎橡膠粉這一名詞，對其相關的研究也開展了很多年了。史料記載中，國外最先出現(xiàn)有關于橡膠瀝青的專利在時在1843年，這份專利當時在英國得到廣泛關注。而美國則在40年代至60年代期間成為首個提出與使用類似現(xiàn)代的橡膠瀝青混合料的國家。國外目前使用橡膠瀝青的主要領域有橡膠瀝青、降噪排水性橡膠瀝青等方面。而常見的病害處置方案中，橡膠瀝青材料成為了主要的明星，如應力吸收層、橋面防水粘結層、填縫料等都成為了橡膠瀝青一展身手的地方。瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）在國外出現(xiàn)的時間也比較久遠，德國成為了它的故鄉(xiāng)，時間在20世紀60年代。以前德國修筑的瀝青路面，而經常出車轍則成為了他們的困擾。為減少車轍對路面影響、路面面層的磨損，德國公路專家對瀝青混合料的配合比進行新的研究。發(fā)現(xiàn)通過增大粗集料在集料中的比例和添加一定含量的纖維穩(wěn)定劑，對改善路面以前的病害有著很大的幫助，這一研究就推動了SMA結構的出現(xiàn)。

20年后，一個關于SMA路面的設計及施工要求在德國交通部門被制定,SMA的內容得到擴充，其路面結構形式也由點及面。隨著技術不斷的完善，在德國、歐洲一些國家也先后對這一項技術進行學習和推廣運用。

在20世紀這個階段，很多國家和國外研究者為橡膠瀝青和SMA結構的路面付出了心血，也做了很多相關研究。很多國家利用橡膠瀝青鋪筑了很多試驗路，美國的弗吉尼亞州在1990～1993年建設了5條試驗路段。經過長久的路面性能監(jiān)測研究，發(fā)現(xiàn)使用了橡膠瀝青的路面比未使用的路段路面性能更加優(yōu)異，路面在雨天表現(xiàn)出來的抗滑性能較好，而且路面出現(xiàn)車轍的幾率變小。

由于非洲國家的特殊地理位置和氣候條件，當?shù)毓吩馐苤邷赜绊憽７侵迖乙矊ο鹉z瀝青進行了大量研究，其中以南非的研究成果為代表。受到當?shù)貧夂蛴绊?，南非大約有一半以上的公路都使用了橡膠瀝青材料進行建設道路，而利用橡膠瀝青材料建設的路面在20～25年內，都表現(xiàn)出良好性能。

2001年美國研究者在加利福尼亞，進行瀝青橡膠瀝青現(xiàn)場混合，對其性能室內測試，同時利用現(xiàn)場路面測試方法。在現(xiàn)場和實驗室研究其疲勞機制，對反射裂縫、永久變形等性能進行了評價。研究結果表明，所選材料在適當?shù)膮?shù)設計和建造下，相比傳統(tǒng)的設計方法的混合料，它更具有供卓越的路面性能。

國外的加拿大也在橡膠瀝青性能研究中投入了很大的研究力量，加拿大以當?shù)氐木唧w路面情況和氣候狀況為研究條件，結合了路面的微觀結構、路面聲能量吸收能力、噪聲排放產生的路面和車輛輪胎之間的相互作用等因素，以此建立交通噪聲預測模型。同時在加拿大的薩斯喀徹溫省鋪筑了試驗路段，通過對薩斯喀徹溫省的試驗路段研究，調查相關路段的噪聲，結合其聲學和物理性能進行數(shù)值模擬模型。通過后續(xù)幾年的研究，發(fā)現(xiàn)該模型能替代已有的模型，更好地適應在薩斯喀徹溫省道路。該模型可用于確定路面的特點和道路的幾何形狀，減少高速公路噪聲的影響，以及規(guī)劃道路、設計道路建設和減少環(huán)境噪聲，給當?shù)靥峁└察o的生活。加拿大的研究說明橡膠改性瀝青材料是一種安靜的道路材料，為后續(xù)其他國家的研究提供了技術支持和便利。20世紀至今，國外道路科研力量以橡膠瀝青與SMA搭配使用的為主攻方面。

2 國內研究現(xiàn)狀

早在70～80年代，橡膠瀝青技術就成為我國老一輩公路研究者研究的對象。80年至今，我國大部分地區(qū)如江蘇、四川、黑龍江、新疆等地的道路建設都使用了共同的路面材料橡膠瀝青。在接下來的二十多年里，路面接受著來自汽車的各種荷載和氣候條件的共同作用，路面都表現(xiàn)了良好的性能。

隨著時間推移，到了90年代至今。我國對橡膠瀝青的研究技術有了新發(fā)展，不斷完善橡膠瀝青原材料的制備和施工工藝。各種級配類型和不同種結構的橡膠瀝青路面被選擇鋪筑在國內大多數(shù)城市，從當年的橡膠粉落后的生產工藝，到如今生產技術的完善。從當年的干拌法現(xiàn)場混合料拌合到壓實困難的境況，到如今橡膠瀝青大規(guī)模的生產。橡膠瀝青的研究在我國已經陸續(xù)經過了很多年的風風雨雨，這些年橡膠瀝青路面性能的優(yōu)異性得到了公路專家的肯定和認可。

SMA的路面結構和橡膠瀝青相互結合的思路開展也是與世界道路發(fā)展同步的。國內SMA橡膠改性瀝青試驗路段的鋪筑早在80年代就付諸實踐了。大量的試驗路論證了這種設計方案的可行性，路面的早期病害也得到了控制，路面降噪聲等優(yōu)異特點也體現(xiàn)出來。國內首次利用國產改性瀝青生產設備生產改性瀝青鋪筑的SMA路面是首都長安街改。關于這一方面的研究還在進行中。

3 疆內研究現(xiàn)狀

隨著時代的進步，新疆本地從事瀝青路面道路原材料開發(fā)的研究單位也有不少，但新疆交通科學研究院是新疆唯一一家專業(yè)的材料研發(fā)機構。2003年，與哈爾濱工業(yè)大學合作開展了關于橡膠改性瀝青路面除雪技術在新疆地區(qū)的運用研究；2006年聯(lián)合香港君達集團廣州分公司、新疆北方工程處在S108線烏魯木齊-五家渠開展了摻加橡膠顆粒的瀝青路面降噪試驗研究；2009年，研究了橡膠瀝青混合料罩面技術，在G216線吐-烏-大高等級公路大黃山幸福路口至天池路口段鋪筑。2013年，與中石化克拉瑪依分公司合作，以克拉瑪依基質瀝青生產了的橡膠改性瀝青。同時首 次把這種材料應用于新疆干旱荒漠區(qū)重載交通城市道路建設中，在克拉瑪依-白堿灘城市快速路鋪筑了試驗段。通過對這些項目試驗研究，積累了大量經驗，主要表現(xiàn)為橡膠改性瀝青混合料設計和施工等方面。研究中也有不少不足之處，如還沒建立相對應的體系。這是由于研究中未結合新疆本地區(qū)氣候特點和原材料性能指標。

4 結語

對國內外橡膠瀝青的低溫性能、抗老化和耐久性進行深入研究，同時對現(xiàn)場加工橡膠瀝青所要求的混合料結構類型級配及控制范圍，從選料、配合比設計、施工工藝及路面試驗控制指標以及經濟效益等方面進行探究。最終提出適合新疆鋪筑的橡膠瀝青和SMA結構組合的路面技術指南，科學、合理的指導新疆地區(qū)的SMA橡膠改性瀝青混合料的設計、施工。

不僅能為新疆道路原材料的選取提供指導，也能為不同區(qū)域氣候條件下的道路提供路面結構組合設計經驗。這種SMA 彊加橡膠改性瀝青的路段在 內是不多見的，強加強的組合對路面性能的支撐是可靠的。這對提高新疆道路耐久性是很有必要的，也能節(jié)約能源，滿足了可持續(xù)發(fā)展的思路，為新疆道路的建設帶來了新的財富。

[1]武立超. 橡膠瀝青在SMA中的應用[D].重慶：重慶交通大學,2009：12-16.

[2]周純秀. 冰雪地區(qū)橡膠顆粒瀝青混合料應用技術的研究[D].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學,2006：20-23.

[3]郭朝陽. 廢胎膠粉橡膠瀝青應用技術研究[D].重慶：重慶交通大學,2008：23-30.

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