王時(shí)根 （中鐵四局集團(tuán)第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）

1 引言

隨著高等級(jí)公路建設(shè)的發(fā)展，平整性好、行車舒適且噪聲低的瀝青路面已成為公路路面的主要形式。但是由于近幾年交通量迅速增長(zhǎng)、超載嚴(yán)重、車輛渠道化等現(xiàn)象的日益明顯，使瀝青混凝土路面面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，正在運(yùn)營(yíng)的道路破壞嚴(yán)重。隨著國(guó)家日益注重環(huán)保，其中廢舊輪胎造成的嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題也亟需需要解決。因此研究使用廢舊輪胎加工配置橡膠瀝青既環(huán)保又能對(duì)瀝青路面起到抗車轍、開裂、延長(zhǎng)路面使用壽命的作用。

本文結(jié)合西咸北環(huán)線高速公路第LM-2合同段橡膠瀝青上面層施工，針對(duì)項(xiàng)目環(huán)境特點(diǎn)、橡膠瀝青現(xiàn)場(chǎng)加工、質(zhì)量可控等要求，主要從原材料的選擇包括橡膠粉的種類和特性、橡膠瀝青配伍性試驗(yàn)及加工工藝等方面進(jìn)行探討研究。

2 原材料選擇

2.1 基質(zhì)瀝青原材料技術(shù)要求

本項(xiàng)目橡膠瀝青的基質(zhì)瀝青采用90#A級(jí)道路石油瀝青，基質(zhì)瀝青各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足表1要求。

2.2 橡膠粉種類確定

采用現(xiàn)場(chǎng)加工方式生產(chǎn)橡膠瀝青，所用的橡膠粉加工廠選取天然膠含量較高的90～120cm規(guī)格子午輪胎或斜交輪胎經(jīng)常溫粉碎加工，并剔除廢舊輪胎口圈部分原材料生產(chǎn)20、30、40目橡膠粉，經(jīng)過(guò)對(duì)3種規(guī)格膠粉進(jìn)行試驗(yàn)（結(jié)果見表2），最終選擇30目橡膠粉作為橡膠瀝青加工原材料。

90#A級(jí)道路石油瀝青技術(shù)要求 表1

橡膠粉檢測(cè)結(jié)果一覽 表2

3 橡膠瀝青配伍性試驗(yàn)

3.1 橡膠粉摻量確定

以外摻18%、20%、21%、22%、24%五種橡膠粉摻量在試驗(yàn)室內(nèi)制作小樣進(jìn)行檢測(cè)，具體試驗(yàn)結(jié)果如表3。

從表3不同橡膠粉摻量跟基質(zhì)瀝青摻配后橡膠瀝青的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)分析，并結(jié)合橡膠瀝青路面施工的和易性及經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，選擇橡膠粉為21%摻量為最佳摻量。

橡膠粉各摻量檢測(cè)結(jié)果 表3

4 橡膠瀝青制備工藝

優(yōu)質(zhì)的改性瀝青除了與改性瀝青生產(chǎn)用的原材料（即改性劑與基質(zhì)瀝青）有直接相關(guān)的原因外，改性瀝青的生產(chǎn)工藝和設(shè)備也是至關(guān)重要。橡膠瀝青的加工工藝比傳統(tǒng)的SBS、PE等改性瀝青要復(fù)雜多，其影響因素也很多。因此，要在實(shí)際工程應(yīng)用中生產(chǎn)出指標(biāo)優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定的橡膠瀝青，優(yōu)良的加工設(shè)備和成熟的加工工藝十分關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外橡膠瀝青加工備方法主要有兩種，即干法和濕法。由于干法制成的改性瀝青對(duì)溫度的敏感性改進(jìn)不大，且質(zhì)量不夠穩(wěn)定，而濕法采用膠體磨/剪切實(shí)現(xiàn)攪拌功能的同時(shí)在局部形成高速渦流，同時(shí)達(dá)到粉碎和均質(zhì)的效果。根據(jù)對(duì)兩種加工工藝進(jìn)行對(duì)比，本項(xiàng)目采用濕法加工工藝進(jìn)行橡膠瀝青現(xiàn)場(chǎng)加工制備工藝。

4.1 小樣室內(nèi)制作，確定攪拌時(shí)間和發(fā)育溫度

通過(guò)對(duì)不同的攪拌時(shí)間和發(fā)育溫度的正交平行試驗(yàn)，檢測(cè) 180℃旋轉(zhuǎn)黏度（Pa·s）、180℃Haake 黏度（Pa·s）、軟化點(diǎn)（℃）、錐入度（25℃，150g）（0.1mm）、回彈恢復(fù)（25℃）（%）、針入度（25℃，100g，5s）、延度（5cm，min，5℃）、彈性恢復(fù) 25℃技術(shù)指標(biāo)，優(yōu)選出最佳橡膠瀝青加工的攪拌時(shí)間和發(fā)育溫度。

4.1.1 小樣的制備

取基質(zhì)瀝青（約2000g），分別加熱升溫至160、170、180、190、200℃，加入 21%橡膠粉，以加入橡膠粉的時(shí)間開始計(jì)算，在各溫度下熟化15min、30min、45 min、60 min不同時(shí)間下檢測(cè)，澆模，（整個(gè)制作過(guò)程不停攪拌）。

4.1.2 小樣的檢測(cè)

對(duì)橡膠瀝青所有指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表4所示，指標(biāo)全部符合要求者為擬試生產(chǎn)改性瀝青配方和加工工藝。

根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果確定最佳發(fā)育溫度為180℃，發(fā)育時(shí)間為45min。

橡膠瀝青小樣檢測(cè)結(jié)果 表4

4.2 制備工藝步驟

①按照規(guī)范及細(xì)則要求對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)基質(zhì)瀝青的品質(zhì)符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)。

②將基質(zhì)瀝青脫桶后分別存儲(chǔ)于現(xiàn)場(chǎng)2個(gè)200t基質(zhì)瀝青儲(chǔ)罐和拌和樓的基質(zhì)瀝青罐中。

③基質(zhì)瀝青(加熱到145℃時(shí)）通過(guò)快速升溫裝置升至180℃，經(jīng)過(guò)流量計(jì)打入橡膠設(shè)備配料罐中，加入瀝青的同時(shí)加入橡膠粉，通過(guò)加料系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量，然后通過(guò)配料罐使橡膠粉和基質(zhì)瀝青能更好的溶和在一起。（加料時(shí)間為1min）溫度在180℃～190℃開始攪拌5min。

④然后加入存儲(chǔ)罐進(jìn)行攪拌發(fā)育，發(fā)育時(shí)間為45～60min。

⑤取樣檢測(cè)各項(xiàng)性能指標(biāo)，以確認(rèn)達(dá)到項(xiàng)目要求的質(zhì)量后，將橡膠瀝青泵入拌和樓使用。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合西安咸陽(yáng)北環(huán)線高速公路第LM-2合同段項(xiàng)目的橡膠瀝青技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究，并對(duì)橡膠粉與基質(zhì)瀝青進(jìn)行配伍性試驗(yàn)，最終確定橡膠粉的規(guī)格（30目）和最佳橡膠粉摻量（21%）。并通過(guò)對(duì)不同的攪拌時(shí)間和發(fā)育溫度的正交平行試驗(yàn)，確定出最佳橡膠瀝青加工的攪拌時(shí)間和發(fā)育溫度。

同時(shí)結(jié)合橡膠瀝青現(xiàn)場(chǎng)加工設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)及試驗(yàn)研究結(jié)果，最終確定橡膠瀝青現(xiàn)場(chǎng)加工的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。