周良川（.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

基于新疆地區(qū)的SMA橡膠改性瀝青國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀研究

周良川1
（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

新疆地區(qū)的道路建設(shè)技術(shù)水平低于國(guó)內(nèi)其他地區(qū)。想要快速的追趕其他城市，就必須研究學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外在這一方向上的先進(jìn)技術(shù)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于SMA橡膠改性瀝青的研究各有千秋，本文依據(jù)國(guó)內(nèi)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(guó)內(nèi)SMA橡膠瀝青現(xiàn)狀

了解國(guó)內(nèi)外SMA橡膠瀝青的現(xiàn)狀，對(duì)有道路課題的研究?jī)?nèi)容深入化提供了好的途徑。為快速解決項(xiàng)目中的難題提供了技術(shù)支持，本文就國(guó)外國(guó)內(nèi)關(guān)于這方面的資料進(jìn)行了收集。

1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)際上很早就出現(xiàn)了廢舊輪胎橡膠粉這一名詞，對(duì)其相關(guān)的研究也開(kāi)展了很多年了。史料記載中，國(guó)外最先出現(xiàn)有關(guān)于橡膠瀝青的專利在時(shí)在1843年，這份專利當(dāng)時(shí)在英國(guó)得到廣泛關(guān)注。而美國(guó)則在40年代至60年代期間成為首個(gè)提出與使用類似現(xiàn)代的橡膠瀝青混合料的國(guó)家。國(guó)外目前使用橡膠瀝青的主要領(lǐng)域有橡膠瀝青、降噪排水性橡膠瀝青等方面。而常見(jiàn)的病害處置方案中，橡膠瀝青材料成為了主要的明星，如應(yīng)力吸收層、橋面防水粘結(jié)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(guó)外出現(xiàn)的時(shí)間也比較久遠(yuǎn)，德國(guó)成為了它的故鄉(xiāng)，時(shí)間在20世紀(jì)60年代。以前德國(guó)修筑的瀝青路面，而經(jīng)常出車轍則成為了他們的困擾。為減少車轍對(duì)路面影響、路面面層的磨損，德國(guó)公路專家對(duì)瀝青混合料的配合比進(jìn)行新的研究。發(fā)現(xiàn)通過(guò)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(duì)改善路面以前的病害有著很大的幫助，這一研究就推動(dòng)了SMA結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。

20年后，一個(gè)關(guān)于SMA路面的設(shè)計(jì)及施工要求在德國(guó)交通部門被制定,SMA的內(nèi)容得到擴(kuò)充，其路面結(jié)構(gòu)形式也由點(diǎn)及面。隨著技術(shù)不斷的完善，在德國(guó)、歐洲一些國(guó)家也先后對(duì)這一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和推廣運(yùn)用。

在20世紀(jì)這個(gè)階段，很多國(guó)家和國(guó)外研究者為橡膠瀝青和SMA結(jié)構(gòu)的路面付出了心血，也做了很多相關(guān)研究。很多國(guó)家利用橡膠瀝青鋪筑了很多試驗(yàn)路，美國(guó)的弗吉尼亞州在1990～1993年建設(shè)了5條試驗(yàn)路段。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的路面性能監(jiān)測(cè)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(lái)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(guó)家的特殊地理位置和氣候條件，當(dāng)?shù)毓吩馐苤邷赜绊?。非洲?guó)家也對(duì)橡膠瀝青進(jìn)行了大量研究，其中以南非的研究成果為代表。受到當(dāng)?shù)貧夂蛴绊懀戏谴蠹s有一半以上的公路都使用了橡膠瀝青材料進(jìn)行建設(shè)道路，而利用橡膠瀝青材料建設(shè)的路面在20～25年內(nèi)，都表現(xiàn)出良好性能。

2001年美國(guó)研究者在加利福尼亞，進(jìn)行瀝青橡膠瀝青現(xiàn)場(chǎng)混合，對(duì)其性能室內(nèi)測(cè)試，同時(shí)利用現(xiàn)場(chǎng)路面測(cè)試方法。在現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室研究其疲勞機(jī)制，對(duì)反射裂縫、永久變形等性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，所選材料在適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)計(jì)和建造下，相比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的混合料，它更具有供卓越的路面性能。

國(guó)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(dāng)?shù)氐木唧w路面情況和氣候狀況為研究條件，結(jié)合了路面的微觀結(jié)構(gòu)、路面聲能量吸收能力、噪聲排放產(chǎn)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(yù)測(cè)模型。同時(shí)在加拿大的薩斯喀徹溫省鋪筑了試驗(yàn)路段，通過(guò)對(duì)薩斯喀徹溫省的試驗(yàn)路段研究，調(diào)查相關(guān)路段的噪聲，結(jié)合其聲學(xué)和物理性能進(jìn)行數(shù)值模擬模型。通過(guò)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(yīng)在薩斯喀徹溫省道路。該模型可用于確定路面的特點(diǎn)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(shè)計(jì)道路建設(shè)和減少環(huán)境噪聲，給當(dāng)?shù)靥峁└察o的生活。加拿大的研究說(shuō)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(guó)家的研究提供了技術(shù)支持和便利。20世紀(jì)至今，國(guó)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(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

早在70～80年代，橡膠瀝青技術(shù)就成為我國(guó)老一輩公路研究者研究的對(duì)象。80年至今，我國(guó)大部分地區(qū)如江蘇、四川、黑龍江、新疆等地的道路建設(shè)都使用了共同的路面材料橡膠瀝青。在接下來(lái)的二十多年里，路面接受著來(lái)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(shí)間推移，到了90年代至今。我國(guó)對(duì)橡膠瀝青的研究技術(shù)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(jí)配類型和不同種結(jié)構(gòu)的橡膠瀝青路面被選擇鋪筑在國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市，從當(dāng)年的橡膠粉落后的生產(chǎn)工藝，到如今生產(chǎn)技術(shù)的完善。從當(dāng)年的干拌法現(xiàn)場(chǎng)混合料拌合到壓實(shí)困難的境況，到如今橡膠瀝青大規(guī)模的生產(chǎn)。橡膠瀝青的研究在我國(guó)已經(jīng)陸續(xù)經(jīng)過(guò)了很多年的風(fēng)風(fēng)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(rèn)可。

SMA的路面結(jié)構(gòu)和橡膠瀝青相互結(jié)合的思路開(kāi)展也是與世界道路發(fā)展同步的。國(guó)內(nèi)SMA橡膠改性瀝青試驗(yàn)路段的鋪筑早在80年代就付諸實(shí)踐了。大量的試驗(yàn)路論證了這種設(shè)計(jì)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(diǎn)也體現(xiàn)出來(lái)。國(guó)內(nèi)首次利用國(guó)產(chǎn)改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)改性瀝青鋪筑的SMA路面是首都長(zhǎng)安街改。關(guān)于這一方面的研究還在進(jìn)行中。

3 疆內(nèi)研究現(xiàn)狀

隨著時(shí)代的進(jìn)步，新疆本地從事瀝青路面道路原材料開(kāi)發(fā)的研究單位也有不少，但新疆交通科學(xué)研究院是新疆唯一一家專業(yè)的材料研發(fā)機(jī)構(gòu)。2003年，與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作開(kāi)展了關(guān)于橡膠改性瀝青路面除雪技術(shù)在新疆地區(qū)的運(yùn)用研究；2006年聯(lián)合香港君達(dá)集團(tuán)廣州分公司、新疆北方工程處在S108線烏魯木齊-五家渠開(kāi)展了摻加橡膠顆粒的瀝青路面降噪試驗(yàn)研究；2009年，研究了橡膠瀝青混合料罩面技術(shù)，在G216線吐-烏-大高等級(jí)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(zhì)瀝青生產(chǎn)了的橡膠改性瀝青。同時(shí)首 次把這種材料應(yīng)用于新疆干旱荒漠區(qū)重載交通城市道路建設(shè)中，在克拉瑪依-白堿灘城市快速路鋪筑了試驗(yàn)段。通過(guò)對(duì)這些項(xiàng)目試驗(yàn)研究，積累了大量經(jīng)驗(yàn)，主要表現(xiàn)為橡膠改性瀝青混合料設(shè)計(jì)和施工等方面。研究中也有不少不足之處，如還沒(méi)建立相對(duì)應(yīng)的體系。這是由于研究中未結(jié)合新疆本地區(qū)氣候特點(diǎn)和原材料性能指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)國(guó)內(nèi)外橡膠瀝青的低溫性能、抗老化和耐久性進(jìn)行深入研究，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加工橡膠瀝青所要求的混合料結(jié)構(gòu)類型級(jí)配及控制范圍，從選料、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝及路面試驗(yàn)控制指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行探究。最終提出適合新疆鋪筑的橡膠瀝青和SMA結(jié)構(gòu)組合的路面技術(shù)指南，科學(xué)、合理的指導(dǎo)新疆地區(qū)的SMA橡膠改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)、施工。

不僅能為新疆道路原材料的選取提供指導(dǎo)，也能為不同區(qū)域氣候條件下的道路提供路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。這種SMA 彊加橡膠改性瀝青的路段在 內(nèi)是不多見(jiàn)的，強(qiáng)加強(qiáng)的組合對(duì)路面性能的支撐是可靠的。這對(duì)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(shè)帶來(lái)了新的財(cái)富。

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

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1007-6344（2016）04-0328-01