陳釧

（湖南省高速公路管理局廣信公司，湖南 長沙 410011）

1 膠粉改性瀝青的簡介和作用機理

膠粉改性瀝青（Crumb rubber modifier，簡稱CRM改性瀝青），是改性瀝青的一種，它是以廢輪胎膠粉作為改性劑加入瀝青中并輔以其他化學助劑，通過物理和化學反應對瀝青進行改性最終形成性能穩(wěn)定的新型鋪路材料。

汽車輪胎在加工過程中為了滿足其使用性能的要求摻加了多種成分，如：合成橡膠、天然橡膠、碳黑、硫、硫磺等等。這些成分對于瀝青來說每種都可以看成一種改性劑，因此，膠粉摻加到瀝青中可以看成是一種復合改性作用。從這個角度看，廢舊輪胎膠粉并不是老化的輪胎膠粉，原有化學成份仍然可以起到很好的作用，達到改善瀝青混凝土使用性能的目的。

從試驗結果可知，膠粉在瀝青混合料中的填充作用是不可忽視的，一方面從孔隙率角度會使混合料更加密實，但另一方面會增加混合料的礦料間隙率。特別對于后者，由于膠粉顆粒本身具有良好的回彈性能，如果混合料中膠粉添加不當，會導致混合料碾壓不實，嚴重的導致松散。為了避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，膠粉顆粒的摻加需要進行選擇，對于膠粉混合料的級配應選擇斷級配，而不宜選擇連續(xù)級配，其間斷程度與膠粉的目數(shù)和劑量有關。

2 采用橡膠粉改性瀝青的背景及必要性

2.1 背景

2006年我國汽車銷售量為721萬輛,據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年僅廢舊輪胎退役量約140萬噸以上，并且以每年15%左右的速度在遞增。2003年廢舊輪胎8000萬條，到2004年達到1.2億條，預計到2010年，我國的汽車保有量將達到7000萬輛，廢舊輪胎的產(chǎn)生量也將達到2億條。這樣大規(guī)模的廢舊輪胎將造成巨大黑色污染,二次污染環(huán)境和占用土地資源。開展廢輪胎橡膠粉改性瀝青的應用可大量利用廢舊輪胎，變廢為寶，具有突出的環(huán)保意義。

2.2 國際上橡膠粉用于筑路技術的現(xiàn)狀

國外自上個世紀60年代開始研究和使用膠粉改性瀝青，總里程已達3萬公里，實踐證明其路用性能大大優(yōu)于普通瀝青。

美國用膠粉改性瀝青鋪設高等級公路和城市道路至今已有30多年的歷史。1997年，美國參眾兩院立法規(guī)定：凡國家投資或資助的道路建設必須采用膠粉改性瀝青，并且規(guī)定膠粉的使用量必須達到20%以上。美國聯(lián)邦各州也相繼通過法令推廣膠粉改性瀝青的應用，目前美國鋪設的膠粉改性瀝青路面已達1.1萬公里。

在多孔隙路面的發(fā)源地法國，截止到1995年，橡膠瀝青多孔隙混凝土累計已經(jīng)攤鋪了超過1000000m2路面。

南非的廢舊輪胎橡膠粉在公路行業(yè)中的應用十分成功,據(jù)了解，目前南非60%以上的道路瀝青使用橡膠瀝青.而且根據(jù)他們的經(jīng)驗認為，對于超重軸載的使用環(huán)境，橡膠瀝青混凝土尤為有利。美國和加拿大政府還立法強制國家投資的公路必須使用膠粉改性瀝青。

2.3 國內(nèi)橡膠粉用于筑路技術的現(xiàn)狀

1993年沈陽市政設計院在鋪筑了1040m2的膠粉改性瀝青混合料試驗路。1995年在新開的五愛路至渾河大壩間試鋪了3萬m2的廢輪胎膠粉改性瀝青路面，此后，又在沈哈高速公路做了一段試驗段。1995～1998年之間，北京小紅門、廣東韶關的國道以及天津寧河大橋陸續(xù)有一些試驗段。

2001年春，交通部公路科學研究所首次在鋼橋橋面鋪裝中采用了30%的橡膠粉 (相對于瀝青用量)，該橋面經(jīng)受了4個夏季的超重交通考驗，基本保持完好，各項性能指標保持優(yōu)良。同年由交通部設立，交通部公路科學研究所主持了交通部西部科研項目“廢舊橡膠粉用于筑路的技術研究”，對橡膠瀝青及橡膠粉瀝青混合料的路用性能及力學特性開展了全面、系統(tǒng)的試驗研究,隨后,在廣東、山東、河北、遼寧、四川、貴州等地修筑總長近30km的試驗路和實體工程，到目前為止應用效果良好，例如沈陽北陵高架橋應用膠粉改性瀝青的一段，十幾年來都沒有出現(xiàn)問題，而同期北陵高架橋上的普通路面已經(jīng)維修了4次。

天津市于2003年至2006年鋪設了85公里膠粉改性瀝青試驗路段，應用在高速公路、快速路和城市主干道等,并于2006年初出臺了國內(nèi)第一部地方標準。同時同濟大學,東南大學和長安大學等高校也開展了對膠粉改性瀝青及其混合料性能和工藝進行了研究，2007年,交通部辦公廳發(fā)布《關于組織實施材料節(jié)約和循環(huán)利用專項行動計劃的通知》(廳科教字[2007]141號)，此次行動主要任務為“重點研究和推廣高等級路面再生資源、廢舊橡膠輪胎筑路應用技術、聚合物改性水泥混凝土技術、機制砂混凝土技術”。2008年10月1日，經(jīng)過半年大修后的長安街人民大會堂北側道路面層被5000平方米的廢胎橡膠粉改性瀝青混合料這樣的新型環(huán)?！巴庖隆贝笠?guī)模覆蓋。以全新的面貌展現(xiàn)在了世人面前，長安街不但首次實現(xiàn)雙向十車道，且新型修筑材料讓路面能順利接受國慶閱兵千軍萬馬和武器裝備車輛通過的考驗。也為長安街迎接新中國60周年大閱兵鋪墊了堅實的基礎。

2.4 膠粉改性瀝青優(yōu)點

降噪聲：明顯減少噪音，當行車時速在50～100公里，使用該材料的路面噪音將降低3～8分貝。據(jù)檢測，噪聲降低2分貝，相當于減少交通量1/3。耐高溫：高溫抗車轍，從橡膠粉混合料車轍試驗的結果可以發(fā)現(xiàn)，隨著橡膠粉摻量的增加混合料的高溫抗車轍能力逐漸提高?？沟蜏兀旱蜏乜箶嗔?，從低溫約束試驗結果看出，混合料中摻加橡膠粉后，其低溫的破斷溫度明顯低于一般SBS改性瀝青混合料，而破斷應力又明顯大于SBS混合料。防水霧，防眩目：防路面水霧，防眩目，縮短剎車距離約25%，提高行車安全性。造價低：減薄路面厚度、降低建設成本、節(jié)省維護費用。壽命長：比普通瀝青路面延長壽命5-10年。

膠粉改性瀝青與普通瀝青路面情況對比

2.5 經(jīng)濟效益

2.5.1 經(jīng)濟比較

目前我國修建高速公路廣泛采用SBS改性瀝青，隨著石油價格的飛漲，SBS價格昂貴，然而廢舊輪胎膠粉價格低廉，而且各項指標均達到標準。經(jīng)推算，廢舊輪胎改性瀝青的成本比SBS改性瀝青的成本低約25%左右，如果我國每年修筑公路用100萬噸膠粉改性瀝青替代SBS改性瀝青即可降低成本7.5億元，同時可耗費廢舊輪胎膠粉15萬噸，相當于2250萬條轎車廢輪胎，這對我國的修筑公路及維修公路采用改性瀝青的意義是重大的。

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上表計算了SBS改性瀝青和橡膠粉改性瀝青的材料價格，可以看出每噸橡膠粉改性瀝青比SBS改性瀝青節(jié)約材料費25%。

2.5.2 社會效益和推廣前景

應用橡膠改性瀝青技術，將最大程度降低公路建設發(fā)展而帶來的交通噪聲污染，一般可將噪音降低30%～50%,提高路面性能，同時解決越來越多廢舊輪胎帶來的“黑色污染”，改善人民的生存環(huán)境.因此，可以說廢舊輪胎橡膠粉在公路行業(yè)的推廣應用是一件利國、利民、利路，三全其美的好事。

目前，我國正處在高速公路的快速發(fā)展期，而改善路面使用性能，延長路面使用壽命，節(jié)約建設投資，是我國公路行業(yè)所面臨的緊迫問題。由于我國幅員廣闊，氣候和自然環(huán)境十分復雜，加之超載運輸現(xiàn)象十分普遍，對公路路面特別是瀝青混凝土面層提出了較高的技術要求，因此將廢舊輪胎橡膠粉用于公路建設是解決當前問題的有效途徑之一。但是，業(yè)內(nèi)人士也指出，對于一種新型的材料的推廣來說，目前還急需制定和規(guī)范相關技術標準，并盡快制定橡膠粉瀝青及混合料的設計施工技術指南。為我國今后大規(guī)模修筑橡膠粉改性瀝青混凝土提供技術儲備和支持，都具有十分重要的意義。

[1]李明亮.廢輪胎膠粉改性瀝青材料的路用性能研究[J].大連理工大學，2007-12-01.