随着我国经济水平和人民消费要求的不断提高, 汽车行业和道路交通行业都得到了迅速发展, 汽车持有量逐年递增, 每年产生的废旧轮胎也就越来越多, 有数据显示我国2010年所产生的废旧轮胎数量达到2亿条。如果不能有效的对这些废旧轮胎进行处理, 就会对世界环境造成巨大影响, 因此产生了一种将轮胎橡胶粉加入沥青中制成橡胶沥青的方法。橡胶沥青是一种改性沥青, 凭借其良好的路用性能和经济效益在道路行业特别是沥青道路中得到了长足发展。
用废旧橡胶轮胎制作橡胶沥青的理念和方法可以追随到20世纪40年代, 由美国科学家最早研制出, 经发展后成为一项成熟的改性沥青技术。橡胶沥青是改性沥青的一种, 就是将废旧的橡胶轮胎磨细成橡胶粉, 然后和其他外掺剂一起添加到基质沥青中, 在高温下进行搅拌, 经溶胀后混合而成的沥青胶结料, 胶粉掺量在20%左右。橡胶沥青在应用时又分为干法和湿法两种工艺, 干法就是将橡胶粉加入到集料中, 然后与沥青胶结料混合制成沥青混合料, 湿法就是将橡胶粉加入到沥青中, 先制成橡胶沥青胶结料, 然后再与其他矿料混合制成沥青混合料。在生产和应用中, 湿法比较常见, 橡胶沥青作为改性沥青具有较好的高温性能、抗疲劳、抗老化性能, 干法也具有其自身优势, 可以降低道路噪音, 提高道路舒适性。
橡胶沥青作为一种改性沥青, 除具有其他改性沥青的优点以外, 还具有更好的粘聚力、抗老化性及抗疲劳性能。橡胶改性沥青中的橡胶粉使沥青具有较高的粘性和抗变形能力, 有效提高了沥青的粘聚力和高温稳定性, 此外, 橡胶沥青混合料的沥青膜厚度较厚、沥青含量较高, 使路面的柔性有了进一步改善, 从而提高了道路的抗裂缝和抗疲劳性能。对于设计和施工较好的橡胶沥青路面, 其使用寿命明显优于其他常用的改性沥青路面, 而且使用过程中所需要的养护和维修费用也相对较低。
橡胶沥青的塑形变形较其他沥青较好, 因此其抵抗车辙等永久变形能力也较好, 可以有效减少路面车辙病害的出现, 对于已经出现的小的车辙变形, 当汽车遇到不平整路面时沥青中的橡胶颗粒也可以起到一定的缓冲作用, 减少路面病害带来的不安全因素。对于橡胶改性沥青路面, 在低温条件下仍能发挥出自身的弹性, 对于路面结冰的道路, 车辆作用在路面上时冰的弹性比路面小, 因此会破碎路面的结冰层, 增强路面行车安全性。
随着废旧轮胎的不断积累, 目前废旧轮胎的回收处理问题已经成为一大环保难题, 废旧轮胎中含有大量的抗生物剂、抗氧化剂, 很难对其进行降解。成堆废弃的轮胎不仅会占用大片土地, 而且还会滋生细菌、害虫, 甚至还有可能引发火灾, 而将废旧轮胎处理后添加到沥青中就能有效减缓废旧轮胎对环境的污染和威胁。将废旧轮胎用于制作橡胶沥青能够有效发挥废旧轮胎的增值作用, 创造更好的经济与社会效益。
为保证混合料具有良好的路用性能因此必须首先对原材料的各项性能进行试验、验证, 确保其符合规范标准和设计要求。集料是构成沥青混合料骨架结构的重要组成部分, 而且集料的物理和几何特性都对混合料的强度、施工和易性具有一定影响, 必须选取质量上乘的集料。对于橡胶沥青胶结料, 必须对其各项指标进行试验确保其符合规范中对改性沥青的要求, 并达到相应设计公路等级的技术指标。
为了确保橡胶改性沥青路面具有较好的施工质量, 必须配置齐全、合理的施工机械和机械操作人员, 并做好施工前的调试和预热工作, 保证在施工过程中不会发生延误施工进度、破坏施工质量的事故。工程中需要配备的生产和施工机械包括:沥青混合料拌合站, 每小时产量在200 t以上, 配有80 t以上的热料仓及相应的除尘装置;摊铺机, 机械化程度高, 可连续施工;2台双钢轮振动压路机;运料车、洒水车数辆, 运料车必须配备保温篷布。
拌合站的拌合装置必须符合国家规范有关要求, 能够准确的控制集料及沥青的加热温度, 配备标准的除尘装置。为保证沥青混合料的拌合质量, 必须严格控制拌合和施工阶段各个环节的温度。出厂温度、摊铺温度、压实温度等必须有专人进行检测对于常用的橡胶沥青混合料, 确定拌合时间为45 s。施工前进行预拌和, 拌合后观察混合料是否存在白料、花料、离析、结团等现象, 无上述现象后去适量混合料进行室内性能试验进行验证, 并对混合料进行抽提试验, 保证拌合站的沥青用量和级配与设计油量和级配相同 (如表1) 。
按照出料质量配备足够的运料车, 在车斗中均匀涂洒肥皂水作为隔离剂, 装料时按前、中、后按顺序装料, 减少混合料的离析。在运输工程中要将顶层覆盖苫布进行保温, 要合理科学安排运料车, 保证连续施工。
在沥青层摊铺前对基层进行检查, 保证其干燥、清洁、无杂物, 铺筑试验段确定摊铺、压实中的各项参数。各项准备工作完成后, 沥青面层采用连续摊铺以保证良好的平整度, 摊铺前首先将摊铺机的熨平板预热至100℃, 并保证有足量的运料车到达摊铺现场。摊铺机必须保持匀速摊铺, 尽量减少摊铺过程中的停车、再启动, 摊铺速度一般为2～4 m/min。对摊铺路段出现的拥包、缺料处及时进行处理, 同时密切检查实际摊铺温度和摊铺厚度, 保证其摊铺温度及各层厚度均达到设计要求。
橡胶沥青混合料的压实工艺与其他沥青混合料存在一定不同, 应秉承“紧跟、慢压、高频、低幅”的施工工艺, 初压温度不得低于160℃, 压路机必须紧跟在摊铺机后面。初压时采用双钢轮压路机进行静压, 压实速度保持在3～6 km/h, 当面层出现波浪时适当降低压实速度, 复压时采用振动压路机进行振动压实, 振动频率控制在35～50 Hz, 振幅为0.3～0.8 mm, 若出现骨料破碎、泛油等问题则应适当调低振动频率, 最后用钢轮压路机进行终压, 静压找平。碾压过程中不允许压路机在新铺的沥青路面上转向、掉头、停车, 以免使沥青路面出现拥包, 并控制好压路机的洒水量, 减少混合料的温度损失。
橡胶沥青路面施工完成后使其自然冷却, 待表层温度低于50℃后方可开放交通开放交通前不得通行大型设备。对于存在特殊情况需提前开放交通的路面, 可以适量洒水以加快温度降低。新建橡胶改性沥青路面的验收标准按照《公路工程质量检验与评定标准》 (JTG F80/1-2004) 执行, 确保新建沥青路面具有良好的路用性能。
发展橡胶改性沥青技术是加工利用废旧轮胎的重要手段, 不仅能够带来较好的环境效益, 而且能够创造出良好的经济效益和社会效益, 符合当前“环境友好、资源节约”的大趋势。此外, 橡胶沥青作为一种新兴改性沥青具有良好的高温稳定性、粘聚力、抗老化性能、抗疲劳性能, 具有十分广阔的推广应用空间。
摘要：随着废旧轮胎数量的不断增大, 橡胶沥青作为废旧轮胎处理的主要途径, 得到了迅猛发展, 创造出良好的社会和经济效益。本文首先介绍了橡胶沥青的主要特点, 然后对橡胶沥青路面的施工工艺进行了详细阐述, 为我国橡胶沥青路面的发展奠定了理论基础。
关键词：橡胶沥青,沥青路面,施工技术,应用
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